Introdução e Justificativa

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1 13 Introdução e Justificativa Durante muito tempo os setores econômicos, em geral, desenvolveram suas atividades extraindo e utilizando materiais naturais não renováveis, sem a consciência de sua extinção. Na década de 80, com o surgimento de políticas nacionais voltadas à conservação do meio ambiente, passa a existir uma maior preocupação com o término dos recursos naturais, através da minimização dos desperdícios, diminuição do consumo de energia e principalmente, controle da poluição. Na indústria da construção civil, não foi diferente. No Brasil, em particular, a falta de uma consciência ecológica por parte dos setores econômicos resultou em estragos ambientais irreparáveis, agravados pelo maciço processo de migração havido na segunda metade do século passado. Nessa ocasião a relação existente entre o número de pessoas no campo e nas cidades, que até então era de respectivamente 75% e 25%, foi invertida ocasionando uma enorme demanda por novas habitações. (SCHENINI, BANGATI e CARDOSO, 2004) Devido a esse aumento da população e a alta concentração nas cidades e conseqüente aumento da demanda por habitações, os resíduos de construção e demolição estão cada vez mais presentes nas discussões ambientais, trazendo prejuízos à conservação dos recursos naturais e ao meio ambiente, principalmente pela sua má disposição. Pesquisas realizadas em várias cidades brasileiras têm apontado que o volume gerado de resíduos de construção e demolição de obras civis representa aproximadamente 60% a 70% do total do volume de todos os resíduos gerados nas cidades (PINTO, 1999). Nesse mesmo estudo o autor estima valores de geração entre 230 a 760 kg / hab.ano de resíduos de construção, com uma mediana de 510 kg / hab.ano. Com base nas informações anteriores, pode-se afirmar que, a solução dos problemas relacionados à geração de resíduos da construção urbana tem grande importância para a saúde pública, a conservação dos recursos naturais e a geração de energia, refletindo-se de modo positivo na qualidade de vida da população.

2 14 Segundo John (1999) quanto maiores os centros urbanos, mais distantes se encontram os pontos de descarte e mais dificultada é a obtenção de agregados naturais, devido ao esgotamento das reservas próximas. Dessa forma, percebe-se a necessidade de conferir um uso mais racional aos resíduos, voltando à cadeia produtiva de onde foi oriundo. Nesse contexto, sabendo que no processo produtivo da construção civil tem destaque o uso intenso de matérias-primas naturais como agregados, que acabam compondo a maior parcela dos elementos constituintes da massa dos resíduos sólidos da construção civil, estudos e atitudes que envolvam prevenção e redução do volume de resíduos gerados e/ou dispostos em aterros (emprego de tecnologias limpas e uso de materiais recicláveis ou reutilizáveis), permitirão a utilização de sua parcela inerte. Tais atitudes acarretam na minimização dos impactos ambientais, tanto na extração como na disposição desses materiais, possibilitando a geração de renda, com conseqüentes reflexos sociais relevantes. Assim, hoje, o emprego de parte dos Resíduos da Construção Civil como agregado reciclado, passou a ser uma ação necessária, principalmente nos grandes centros, pois tecnicamente tal procedimento oferece simplicidade operacional no beneficiamento dos materiais, com retorno financeiro direto e indireto, devido principalmente ao aumento na vida útil dos centros de disposição de Resíduos da Construção Civil (BORGES et al., 2005). Perante os danos ambientais causados pela extração de agregados naturais nas áreas situadas próximas dos centros urbanos, o agregado mineral proveniente do resíduo da construção civil apresenta várias propriedades positivas, mas hoje ele se encontra subaproveitado, pois seu descarte direto nos aterros indica que os agentes intervenientes não vêm valorizando a expressiva parcela mineral dele constituinte, que é inerte e passível de utilização (BORGES et al., 2005). O entulho de obra, material proveniente de construção e ou pequenas demolições durante o processo de execução, pode ser reciclado de forma manual ou mecânica na própria obra e aplicado em argamassas e concretos sem função estrutural ou ainda, adicionados em pequenas frações aos concretos convencionais para estruturas de baixas solicitações. O material pode comumente ser utilizado em concretos para contra-pisos, calçadas e drenos (GRIGOLI apud ALTHEMAN, 2002).

3 15 Ao entulho sempre foi dispensado o mesmo tratamento dado ao lixo. Algo que se pode vender se houver alguém disposto a pagar por ele, ou em caso contrário, se paga a alguém para levá-lo, sem se preocupar sobre o destino que lhe será dado (ZORDAN, 1997, p.2). Nesse contexto, é possível perceber que o retorno de tais materiais a cadeia produtiva é extremamente interessante e possível. Analisando-se a logística urbana atual, onde é comum a destinação dos resíduos em aterros denominados Aterro de resíduos de construção e demolição, percebe-se que um dos destinos mais economicamente viáveis, pela própria existência de área física para beneficiamento nos aterros, é a produção de peças pré-moldadas (pavimentos tipo paver e lajotas, tubos, guias, etc), confeccionadas com concretos compostos totalmente ou parcialmente de agregado de RCD. Sendo assim, estudos sobre a dosagem de concretos feitos a partir de agregados reciclados da porção mineral dos resíduos da construção civil, avaliando as influências mecânicas e as características do concreto fresco, são de fundamental importância para que o uso destes materiais seja realizado de forma consciente e com segurança.

4 16 Objetivos OBJETIVO GERAL O presente trabalho tem por objetivo analisar o comportamento da consistência (trabalhabilidade), resistência mecânica e massa específica aparente de concretos confeccionados com agregados provenientes do beneficiamento dos resíduos sólidos inertes de construção civil, propondo adequações ao método de dosagem de concretos convencionais do IPT-SP (Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo) para as diferentes características dos agregados graúdos de resíduos de construção civil. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Analisar as características físicas e químicas dos agregados obtidos pelo beneficiamento de RCD 1 (Resíduos de Construção e Demolição) de cinco obras da região de Joinville, por processo de britagem manual. Verificar a influência do RCD na resistência à compressão aos 28 dias, trabalhabilidade e massa específica aparente, de concreto confeccionado com substituição total ou parcial dos agregados minerais tradicionais por agregados de RCD. Fornecer informações gráficas e metodológicas que possam ser aplicadas nos processos empíricos de dosagem de concretos confeccionados com a adição de agregados graúdos de RCD. 1 Entenda-se como RCD somente a parcela inerte e mineral dos Resíduos da Construção Civil.

5 17 Capítulo 1 Cenário Temático Histórico e Atual 1.1. ASPECTOS HISTÓRICOS E APRESENTAÇÃO DO PROBLEMA Conforme Leite (2002) a reciclagem dos resíduos sólidos de construção civil remonta das civilizações romanas, onde já se encontraram registros da utilização de alvenaria britada na produção de concretos, e na mistura de argilas, cinzas vulcânicas, cacos cerâmicos e pasta aglomerante de cal como camadas para pavimentos. No entanto, destaca que a utilização significativa surgiu em decorrência da segunda guerra mundial, na década de 40, onde os escombros das edificações, sem local de destino, e a necessidade de agregados para reconstruir as cidades destruídas, incentivam o crescimento da reciclagem. Nessa época iniciaram vários estudos sobre o tema no mundo todo. No Brasil, os estudos acerca da reciclagem e utilização do entulho iniciaram-se em meados dos anos 80 com PINTO (1986), analisando o uso na produção de argamassas, seguindo-se com LEVY e HELENE em Em 1997, ZORDAN apresenta os estudos do material reciclado na produção de concretos. PINTO em 1999 aborda a gestão dos resíduos nos municípios brasileiros, sob aspectos econômicos e ambientais. No mesmo ano, LIMA propõe diretrizes para a produção e normalização do entulho e de suas aplicações como agregado. ANGULO em 2000 aborda a variabilidade dos agregados reciclados e sua influência. Além destes trabalhos citados, houve no país outros estudos em várias instituições de pesquisas, que contribuíram para um maior conhecimento deste novo material (ALTHEMAN, 2002, p. 6). No Brasil a reciclagem de RDC iniciou-se, em pequena escala, na década de 80, sendo que em 1991 na cidade de São Paulo foi posto em operação uma usina com capacidade de produção da ordem de 100 toneladas por hora (PINTO, 1999). De acordo com Silva (2006) pode-se citar como exemplos de soluções brasileiras de sucesso na reciclagem e reutilização dos agregados de RCD, as usinas das cidades de Belo Horizonte e Ribeirão Preto, ainda em funcionamento.

6 18 Dentre as aplicações possíveis para os agregados de RCD pode-se destacar: Pavimentações: É a forma mais simples de reciclagem de resíduos utilizados como base, sub-base, revestimento primário, na forma de brita corrida ou ainda em mistura do resíduo com solo. Agregado para concreto: Os resíduos processados pelas usinas de reciclagem podem ser utilizados como agregado para concreto não estrutural, a partir da substituição dos agregados convencionais (areia e brita). Agregado para confecção de argamassa: Após processado por equipamentos denominados argamasseiras, que moem o entulho na própria obra, em granulometrias semelhantes as da areia, ele pode ser utilizado como agregado para argamassas de assentamento e revestimento (SILVA, 2006, p. 6). Na seqüência na Tabela 1.1 são apresentados dados estimativos da geração de resíduos no Brasil e exterior. Tabela 1.1 Geração de Resíduo de Construção Local Gerador Geração Estimada(t/mês) São Paulo (1) Rio de Janeiro (1) Porto Alegre (1) Belo Horizonte (1) Brasil Salvador (1) Recife (1) Curitiba (1) Fortaleza (1) Florianópolis (1) Brasília (4) Europa (2) Reino Unido (3) Japão (3) (1) Pinto (1987) (2) Pera (1996) (3) Cib (1998) (4) Floriano (2005) Fonte: (SILVA, 2006, p. 6) Através da analise da Tabela 1.1 percebe-se a necessidade de se pensar em estratégias que contribuam com a minimização dos volumes de geração de resíduos de construção. Tais

7 19 estratégias vão desde o aprimoramento das técnicas construtivas, até o desenvolvimento de metodologias que possibilitem a reciclagem dos mesmos, objetivo do presente trabalho ASPECTOS RELEVANTES DA LEGISLAÇÃO ATUAL Como será descrito nesse capítulo o cenário nacional apresenta-se extremamente favorável, às atividades de reutilização e reciclagem dos resíduos de construção civil, forçando implicitamente os municípios a se organizarem nesse sentido. Assim, a intenção do presente capítulo é elucidar alguns conceitos utilizados no decorrer da pesquisa e reforçar a justificativa dos estudos sobre o tema proposto. Em 5 de julho de 2002, o Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA, de acordo com a sua competência prevista em lei, estabelece diretrizes para a Gestão dos Resíduos de Construção Civil, de forma a disciplinar as ações para minimizar os impactos ambientais gerados pela atividade. As considerações levantadas pelo conselho foram: Considerando a política urbana de pleno desenvolvimento da função social da cidade e da propriedade urbana, conforme disposto na Lei nº , de 10 de julho de 2001; Considerando a necessidade de implementação de diretrizes para a efetiva redução dos impactos ambientais gerados pelos resíduos oriundos da construção civil; Considerando que a disposição de resíduos da construção civil em locais inadequados contribui para a degradação da qualidade ambiental; Considerando que os resíduos da construção civil representam um significativo percentual dos resíduos sólidos produzidos nas áreas urbanas; Considerando que os geradores de resíduos da construção civil devem ser responsáveis pelos resíduos das atividades de construção, reforma, reparos e demolições de estruturas e estradas, bem como por aqueles resultantes da remoção de vegetação e escavação de solos; Considerando a viabilidade técnica e econômica de produção e uso de materiais provenientes da reciclagem de resíduos da construção civil; e Considerando que a gestão integrada de resíduos da construção civil deverá proporcionar benefícios de ordem social, econômica e ambiental,... (RESOLUÇÃO DO CONAMA Nº 307, 2002, p. 1, Grifo Nosso). A referida resolução enquadra na categoria de Resíduos Sólidos da Construção Civil todos os materiais provenientes do descarte das obras, devido às técnicas e processos

8 20 produtivos atualmente utilizados para a materialização de projetos civis e atividade de demolição de edificações existente. A Resolução do CONAMA nº 307 (2002), define como Resíduos da Construção Civil: I - Resíduos da construção civil: são os provenientes de construções, reformas, reparos e demolições de obras de construção civil, e os resultantes da preparação e da escavação de terrenos tais como: tijolos, blocos cerâmicos, concreto em geral, solos, rochas, metais, resinas, colas, tintas, madeiras e compensados, forros, argamassa, gesso, telhas, pavimento asfáltico, vidros, plásticos, tubulações, fiação elétrica, etc., comumente chamados de entulhos de obras, caliça ou metralha; (RESOLUÇÃO DO CONAMA Nº 307, 2002, p. 1) Também caracteriza o que deve ser entendido por agregado reciclado, pois o referido material poderá ser obtido por beneficiamento de alguns (não todos) resíduos sólidos da construção civil, que quando processados resultarão no agregado reciclado (RCD), ou seja: IV Agregado reciclado: é o material granular proveniente do beneficiamento de resíduos de construção que apresentam características ou propriedades técnicas para a aplicação em obras de edificação, de infra-estrutura, em aterros sanitários ou obras de engenharia (RESOLUÇÃO DO CONAMA Nº 307, 2002, p. 1). No presente instrumento normativo também é incentivado a reciclagem e a reutilização dos resíduos, para fins aos quais eles possam se enquadrar, como pode ser visto no artigo quarto: Os geradores deverão ter como objetivo prioritário à não geração de resíduos e, secundariamente, a redução, a reutilização, a reciclagem e a destinação final (RESOLUÇÃO DO CONAMA Nº 307, 2002, p. 2). Para tanto, de forma a viabilizar a gestão diferenciada dos resíduos da construção civil, o artigo terceiro da Resolução n o 307 classifica os resíduos gerados nas atividades de construção civil, em quatro categorias, a saber:

9 21 Art. 3 o Os resíduos da construção civil deverão ser classificados, para efeito desta resolução, da seguinte forma: I Classe A - são os resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados, tais como: a) Resíduos de construção, demolição, reformas e reparos de pavimentação e de outras obras de infra-estrutura, inclusive solos provenientes de terraplanagem. b) Resíduos de construção, demolição reformas e reparos de edificações: componentes cerâmicos (tijolos, blocos, telhas, placas de revestimento, etc.). c) Resíduos resultantes do processo de fabricação e/ou demolição de peças prémoldadas em concreto (blocos, tubos, meio-fios, etc.). II Classe B são os resíduos recicláveis para outras destinações, tais como: plásticos, papel/papelão, metais, vidros, madeiras e outros. III Classe C são os resíduos para os quais ainda não foram desenvolvidas tecnologias ou aplicações economicamente viáveis que permitam a sua reciclagem/recuperação, tais como os produtos oriundos do gesso. IV Classe D são os resíduos perigosos oriundos do processo de construção, tais como: tintas, solventes, óleos e outros, ou aqueles contaminados ou prejudiciais à saúde oriundos de demolições, reformas e reparos de clínicas radiológicas, instalações industriais e outros, bem como telhas e demais objetos que contenham amianto ou outros produtos nocivos à saúde (RESOLUÇÃO DO CONAMA Nº 307, 2002, p. 2). Tal procedimento tem por objetivo disciplinar a manipulação dos resíduos em categorias, definindo as classes de resíduos possíveis de retornar à cadeia produtiva da construção civil na forma de subprodutos reciclados. Isso fica claro quando analisado o trecho a seguir do Art. 10., onde são estabelecidas como recicláveis ou reutilizáveis somente as Classes A e B. Art. 10. Os resíduos da construção civil deverão ser destinados das seguintes formas: I - Classe A: deverão ser reutilizados ou reciclados na forma de agregados, ou encaminhados a áreas de aterro de resíduos da construção civil, sendo dispostos de modo a permitir a sua utilização ou reciclagem futura; II - Classe B: deverão ser reutilizados, reciclados ou encaminhados a áreas de armazenamento temporário, sendo dispostos de modo a permitir a sua utilização ou reciclagem futura; III - Classe C: deverão ser armazenados, transportados e destinados em conformidade com as normas técnicas especificas. IV - Classe D: deverão ser armazenados, transportados, reutilizados e destinados em conformidade com as normas técnicas especificas (RESOLUÇÃO DO CONAMA Nº 307, 2002, p. 3).

10 22 A Resolução CONAMA Nº 307 (2002) define diferentemente a reutilização e a reciclagem, sendo a primeira o processo de re-aplicação do material sem passar por transformação, enquanto no processo de reciclagem há o reaproveitamento do resíduo, após a transformação ou beneficiamento. A resolução também estabelece que o gerador deve acondicionar temporariamente o material em local adequado, que permita a reciclagem ou reutilização do mesmo. A título de curiosidade ficou estabelecido o prazo de 12 meses para que os municípios se adequassem e criassem seus mecanismos e políticas. Com base nessa iniciativa federal e após a realização de estudos específicos, a Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT lança cinco normalizações sobre o assunto, apresentadas na Tabela 1.2. Tabela 1.2 Normalizações Existentes para Resíduos Sólidos da Construção Civil Norma Título Data NBR Resíduos da construção civil e resíduos volumosos - Áreas de transbordo e triagem - Diretrizes para projeto, implantação e 30/06/2004 operação. NBR Resíduos sólidos da construção civil e resíduos inertes - Aterros - Diretrizes para projeto, implantação e operação. 30/06/2004 NBR Resíduos sólidos da construção civil - Áreas de reciclagem - Diretrizes para projeto, implantação e operação. 30/06/2004 NBR Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil - Execução de camadas de pavimentação Procedimentos. 30/06/2004 NBR Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil - Utilização em pavimentação e preparo de concreto sem função estrutural Requisitos. 31/08/2004 Dentre as normas apresentadas merece destaque, devido à relação com o estudo, a NBR /04. A presente normativa trata especificamente dos requisitos para utilização dos

11 23 agregados reciclados de resíduos sólidos de construção civil em camadas de pavimentação e concretos sem fins estruturais. As definições apresentadas na NBR /04 são praticamente as mesmas da Resolução CONAMA Nº 307 (2002), com ressalva a definição de concretos sem fins estruturais: Concreto de Cimento Portland Sem Função Estrutural, com Agregado Reciclado: Material destinado a usos como enchimento, contra-piso, calçadas, e fabricação de artefatos não estruturais, como blocos de vedação, meio-fios (guias), sarjetas, canalizações, mourões e placas de muro. Estas utilizações em geral implicam em uso de concretos de classe de resistências C10 e C15 da ABNT NBR 8953/92. (ABNT NBR , 2004, p. 2) A Tabela 1.3. apresenta as especificações técnicas exigidas para os agregados de RCD, quando da sua utilização em concretos sem fins estruturais. Também se pode verificar que os agregados são divididos em duas classes: ARC agregados de resíduos de construção com mais de 90% em massa de fragmentos a base de cimento Portland e rochas. ARM agregados de resíduos de construção com menos de 90 % dos materiais anteriormente citados. Quanto à composição granulométrica a NBR /04, estabelece que os agregados devem atender ao disposto na NBR 7211/83, podendo para tanto, ocorrer misturas com agregados convencionais. Outro ponto interessante da NBR /04 é a recomendação da pré-molhagem dos agregados de RCD. A norma recomenda um acréscimo no volume de água de mistura, da ordem de 80% do índice de absorção de água do agregado de RCD, e de preferência deve-se deixar o agregado alguns minutos em contato com a água.

12 24 Tabela 1.3 Requisitos para Agregados Reciclados de RCD Destinados ao Preparo de Concretos sem Função Estrutural Agregado Reciclado Classe A Normas de Ensaio ARC ARM Propriedades Agregado Agregado Graúdo Miúdo Graúdo Miúdo graúdo miúdo Teor de fragmentos à base de Anexo A - cimento e rochas (%) NBR NM NBR NM Absorção de Água (%) Cloretos 1 NBR NM 9917 Contaminantes Teores máximos em relação à massa do agregado reciclado (%) Sulfatos 1 NBR NM 9917 Materiais não minerais 2 Anexo A Anexo B Torrões de argila 2 NBR 7218 Teor total máximo de 3 - contaminantes Teor de material passante na malha NBR NM 46 0,075 mm (%) Fonte: (ABNT NBR , 2004, p. 5) Analisando o contexto legal atual pode-se perceber que a utilização dos agregados de RCD para confecção de concretos sem função estrutural é possível e incentivada. Surge então a necessidade de se elaborar estudos que auxiliem essa utilização, de forma racional, principalmente na fase de dosagem, de modo a alcançar os resultados esperados para o produto final.

13 25 Capítulo 2 Particularidades do Concreto de Cimento Portland O concreto, de forma geral, pode ser classificado como um compósito constituído por uma mistura de materiais granulares inertes ligados por um aglomerante. O concreto de Cimento Portland restringe a definição anterior à necessidade de se utilizar como aglomerante um cimentante hidráulico a base de Silicatos. Conforme Petrucci (1971) os materiais que compõe o concreto de Cimento Portland são basicamente cimento, agregados (miúdo e graúdo), água e eventualmente outros constituintes específicos, comumente utilizados para ressaltar propriedades de interesse. Assim a nível macroscópico o concreto pode ser considerado um material bifásico, constituído de agregados minerais e o material ligante. A complexidade do compósito aumenta a nível microscópico, percebendo-se a heterogeneidade de cada fase (MEHTA e MONTEIRO, 1994). Atualmente são confeccionados concretos para atender as necessidades dos vários setores produtivos, variando suas propriedades e aplicações. Na Tabela 2.1 são apresentados alguns exemplos de concretos com suas respectivas aplicações.

14 26 Tabela 2.1 Tipos de Concretos Tipo Rolado Bombeável Resfriado Colorido Projetado Alta Resistência Inicial Fluido Pesado Leve (600 a 1200 kg/m 3 ) Leve Estrutural Aplicação Barragens, pavimentação rodoviária (base e sub-base) e urbanas (pisos, contra-pisos). De uso corrente em qualquer obra, sendo principalmente utilizado em obras de difícil acesso e com necessidade de vencer alturas elevadas ou longas distâncias. Peças de elevado volume como bases ou blocos de fundações. Estruturas de concreto aparente, pisos (pátios, quadras, calçadas), monumentos, defensas, guarda-corpo de pontes, etc. Reparo ou reforço estrutural, revestimento de túneis, monumentos, contenção de taludes, canais e galerias. Estruturas convencionais ou pretendidas, pré-fabricados (estruturas, tubos, etc). Peças delgadas, com elevada taxa de armadura, concretagem de difícil acesso para a vibração. Como lastro, contrapeso, barreira à radiação (câmaras de raios-x ou gama, paredes de reatores atômicos), lajes de sub-pressão. Elementos de vedação (paredes, painéis, divisórias), rebaixos de lajes, isolante termo-acústico, nivelamento de pisos, etc. Peças estruturais, enchimento de pisos e lajes, painéis pré-fabricados. (10 MPa a 20MPa) * Pavimentos Rígidos Alto Desempenho (CAD) Pavimentos rodoviários e urbanos, pisos industriais, pátios de estocagem. Elevada resistência (mecânica, física e química), pré-fabricados, peças pretendidas. Convencional Uso corrente na construção civil. (10 MPa a 30 MPa) * Grout Submerso Agregados de diâmetro máximo de 4,8mm. Plataformas marítimas, pontes e obras submersas. * Resistência à compressão Fonte: (SANTOS, 2002)

15 27 Sem dúvida alguma, o concreto mais utilizado e consumido pelo mercado da construção civil é o concreto convencional. Esse tipo de concreto pode ser classificado de acordo com sua função como estrutural ou não. Como se verificou no Capítulo 1, atualmente já existe uma norma técnica da ABNT que trata da utilização dos agregados de RCD em concretos convencionais sem função estrutural. Devido a isso, o presente trabalho terá seu foco principal no concreto convencional, com ênfase a classe sem fins estruturais. Na seqüência serão apresentadas as características dos principais constituintes do concreto: aglomerante (cimento Portland), agregados e água de amassamento. Poderiam ainda ser incluídos vários outros compostos aditivos, que não serão abordados por não apresentarem relevância para a presente pesquisa CARACTERÍSTICAS DOS CONSTITUINTES DO CONCRETO As propriedades dos materiais compósitos estão diretamente ligadas às características dos materiais que os constituem. No caso do concreto de cimento, fazem parte da sua composição basicamente: o aglomerante hidráulico, os agregados graúdos e miúdos e a água, que serão brevemente apresentados na seqüência AGLOMERANTE HIDRÁULICO Ribeiro, Pinto e Starling (2002) definem o aglomerante de concreto como um material de granulometria fina, capaz de reagir com a água, hidratando-se e formando uma pasta que é capaz de aglutinar agregados devido às características mecânicas que adquire. O aglomerante mais utilizado para o concreto é o Cimento Portland. Nome dado pelo construtor inglês Joseph Aspdin, que o patenteou em 1824.

16 28 A definição de Cimento Portland pode ser encontrada em várias literaturas de materiais, sendo que Petrucci (1971, p. 19) o define da presente maneira: Cimento Portland é um material pulverulento, constituído de silicatos e aluminatos de cálcio, praticamente sem cal livre. Esses silicatos e aluminatos, ao serem misturados à água, hidratam-se e produzem o endurecimento da massa, oferecendo resistência mecânica. Devido principalmente as suas características mecânicas, a durabilidade e a seu fácil manuseio, o presente aglomerante é largamente utilizado até os dias atuais. A consistência e trabalhabilidade adquiridas quando misturado com os agregados e a água permite a moldagem de peças estruturais, que recebem grande resistência mecânica depois de endurecido. Outra vantagem está na impossibilidade de reversão das reações quando em contato com a água. Conforme Petrucci (1971), o Cimento Portland é resultado da moagem de um produto denominado clínquer, adicionado a Sulfato de Cálcio. O clínquer é um composto químico nodular (diâmetro entre 5 e 25 mm), formado através da sinterização de calcário e argila. São misturados nos fornos de sinterização a sílica, a alumina, o óxido de ferro e a cal, que reagem dando origem ao clínquer. Os principais compostos presentes no clínquer são: (A) Silicato Tricálcico (C 3 S): 3CaO.SiO 2 (B) Silicato Dicálcico (C 2 S): 2CaO.SiO 2 Aluminato Tricálcico (C 3 A): 3CaO.Al 2 O 3 Ferroaluminato Tetracálcico (C 4 AF): 4CaO.Al 2 O 3. Fe 2 O 3 (FI) Fase Intersticial Fonte: (STUTZMAN, 1991) Figura Seção Polida do Clínquer, com Ataque de HF por 30 s.

17 29 Segundo Taylor (1997) é possível conhecer os constituintes básicos do cimento, apesar de estarem em proporções variáveis, podendo classificá-los em componentes principais, presentes em grande quantidade, e componentes secundários, presentes em menor quantidade. São exatamente os primeiros os responsáveis pelas propriedades mecânicas desejadas pelos engenheiros. Oliveira (2004) ordena os componentes básicos conforme é apresentado na Tabela 2.2. Tabela Constituintes Básicos do Cimento Portland COMPONENTES PRINCIPAIS CaO Cal; SiO 2 Sílica; Fe 2 O 3 Óxido de ferro; Al 2 O 3 Alumina; MgO Magnésia; SO 3 Anidrido sulfúrico. COMPONENTES SECUNDÁRIOS Na 2 O Óxido de sódio; K 2 O Óxido de potássio; TiO 2 Óxido de titânio; Impurezas. Fonte: (OLIVEIRA, 2004). Devido à complexidade da determinação direta da composição dos constituintes as análises químicas do cimento comumente são expressas em termos de óxidos. Assim estimam-se a partir dos óxidos as quantidades de cada componente fazendo uso das equações que foram originalmente desenvolvidas por R. H. Bogue (MEHTA e MONTEIRO, 1994). É pertinente afirmar que os silicatos e aluminatos presentes nos cimentos não são compostos puros, contendo óxidos secundários em pequenos teores e em solução sólida, que em grandes quantidades podem alterar significativamente a natureza cristalográfica e a reatividade com a água (MEHTA e MONTEIRO, 1994). Portland. Na Tabela 2.3 são apresentadas às proporções comuns de óxidos presentes no cimento

18 30 Tabela Composição Química do Cimento Portland Comum Expressa em Termos da Proporção de Óxidos COMPOSIÇÃO QUÍMICA % COMPOSIÇÃO QUÍMICA % CaO 58,9 66,8 Fe 2 O 3 1,8 5,0 SiO 2 19,0 24,2 MgO 0,8 6,0 Al 2 O 3 3,9 7,3 SO 3 0,9 3,0 Fonte: (CIÊNCIA QUÍMICA, 2005) Conforme Bauer (1985) as propriedades do cimento estão relacionadas às proporções de silicatos e aluminatos contidas na mistura. Isso decorre do fato destes possuírem reatividades diferentes quando misturados à água, liberando quantidades de calor distintas e originando produto de hidratação diferente. Devido a isso podem ser encontrados atualmente vários tipos de cimentos, fabricados com características condizentes com suas aplicações. No Brasil pode-se encontrar desde o Cimento Portland comum, que praticamente não é mais produzido pela indústria nacional, até os seus substitutos com adições. Surgiram então o cimento Portland de alto forno, pozolânico e composto, que têm permitido redução de custos de produção, sem queda no desempenho (RIGO e COSTA apud OLIVEIRA, 2004). A Tabela 2.4 a seguir apresenta os tipos de cimento Portland normalizados pela Associação Brasileira de Normas Técnicas.

19 31 Tabela Tipos e Constituição dos Cimentos Portland Normalizados no Brasil Tipo de Constituição cimento Portland Sigla Mat. Clínquer + gesso Escória Pozolana carbonáceo CP I 100% 0% Comum CP I - S 95 a 100% 1 a 5% CP II - E 56 a 94% 6 a 34% 0% 0 a 10% 76 a 94% 0% 6 a 14% 0 a 10% Composto CP II Z 90 a 94% 0% 0% 6 a 10% CP II - F Alto forno CP III 25 a 65% 35 a 70% 0% 0 a 5% Pozolânico CP IV 50 a 85% 0% 15 a 50% 0 a 5% Alta resistência CP V - ARI 95 a 100% 0% 0% 0 a 5% inicial Resistente à sulfato RS 60 a 70% escória ou 25 a 40% pozolanas Destinado à cimentação CPP de poços classe G 100% 0% petrolíferos Norma ABNT NBR 5732 NBR NBR 5735 NBR 5736 NBR 5733 NBR 5737 NBR 9831 Fonte: (BORGES apud OLIVEIRA, 2004, p. 7). Conforme Mehta e Monteiro (1994) não existem variações significativas entre as normas brasileiras e as internacionais. Para confecção de concretos convencionais são comumente empregados os cimentos do tipo Composto. No mercado da região de Joinville pode-se encontrar com maior freqüência os cimentos CP II Z e o CP II F.

20 32 Nos estudos experimentais optou-se pela utilização do cimento CP II F 32 devido a maior facilidade de obtenção e a sua aplicabilidade, conforme proposta deste estudo. Conforme a Tabela 2.5, o cimento CP II F 32 possui uma gama diversa de aplicações, com propriedades que atendem desde concretos estruturais até argamassa de revestimento, sendo isso uma das justificativas de sua larga utilização no Brasil. Tabela 2.5 Aplicações Recomendadas para o Cimento CP II F- 32 Argamassa e concreto para meios agressivos Argamassa de assentamento e revestimento. Argamassa armada Concreto colorido Concreto com agregados reativos. Concreto de alta resistência Concreto leve para enchimentos Concreto estrutural Concreto massa Concreto magro para passeios e revestimentos Concreto simples ou armado Concreto para desforma rápida, cura aspersão ou prod. químico Concreto para desforma rápida, cura térmica Concreto protendido pré-tensionado Concreto protendido pós-tensionado Elementos pré-moldados, cura convencional Elementos pré-moldados, cura acelerada Pavimento de concreto simples ou armado Pisos industriais de concreto Solo cimento Fonte: (ITAMBÉ, 2007)

21 33 As características mínimas exigidas pelas normas técnicas para venda do cimento CP II F 32 são apresentadas na Tabela 2.6. Tabela 2.6 Características Físicas e Químicas do CP II F- 32 ENSAIOS FÍSICOS VALORES MÉDIOS ESPECIFICAÇÃO Blaine (cm²/g) NBR NM 76 Tempo de início de pega (h:min) 02:37 60 NBR NM 65 Tempo de fim de pega (h:min) 03: NBR NM 65 Finura na peneira # 200 (%) 3,19 12,0 NBR Finura na peneira # 325 (%) 14,72 - NBR 9202 Expansibilidade a quente (mm) 0,70 5,0 NBR Consistência normal (%) 25,74 - NBR NM 43 Resistência à compressão 1 dia (MPa) 15,0 - NBR 7215 Resistência à compressão 3 dias (MPa) 26,3 10,0 NBR 7215 Resistência à compressão 7 dias (MPa) 32,2 20,0 NBR 7215 Resistência à compressão 28 dias (MPa) 40,0 32,0 NBR 7215 ENSAIOS QUÍMICOS Perda ao fogo (%) 5,07 6,5 NM 18 Resíduo insolúvel (%) 1,22 2,5 NBR NM 15 Trióxido de enxofre - SO 3 (%) 3,17 4,0 NBR Óxido de cálcio livre - CaO Livre (%) 1,23 - NBR NM 12 Óxido de magnésio - MgO (%) 4,95 6,5 NBR Óxido de alumínio - Al 2 O 3 (%) 4,33 - NBR Óxido de silício - SiO 2 (%) 18,84 - NBR Fonte: (ITAMBÉ, 2007) Conforme mencionado anteriormente o cimento adquire a capacidade de aglomerar os agregados após um processo de hidratação, formando um composto com relevantes propriedades mecânicas.

22 34 De acordo com Petrucci (1971), o processo de estruturação do esqueleto de cristais que permite a evolução das propriedades mecânicas é devido à presença dos vários compostos anidros, que reagem simultaneamente, em velocidades diferentes. Assim, quando iniciadas as reações de hidratação, o aglomerante gera produtos que possibilitam a massa adquirir gradativamente suas propriedades mecânicas, se iniciando com o processo de pega 2, finalizando com o endurecimento 3 da massa. Fonte: (PETRUCCI, 1971, p. 25) Figura 2.2 Comportamento Mecânico dos Compostos de Cimento. 2 A pega é classificada por Bauer (1985) como um fenômeno artificialmente definido, que representa o estágio da hidratação quando a massa perde suas características de trabalhabilidade e manuseio. 3 O endurecimento tecnicamente considera-se nos trabalhos de engenharia como sendo atingido aos 28 dias do início das reações de hidratação.

23 35 Pode-se afirmar que os aluminatos, por se hidratarem muito mais rapidamente que os silicatos, passam a desempenhar um papel fundamental no enrijecimento (perda de consistência) e na pega (solidificação). Os silicatos, que compõe aproximadamente 75% do cimento portland, têm um papel fundamental na determinação das características de endurecimento (taxa de desenvolvimento da resistência), são esses os grandes responsáveis pela resistência final do Cimento Portland. (MEHTA e MONTEIRO, 1994) Isso pode ser constatado analisando-se a Figura AGREGADOS PARA CONCRETO Conforme Petrucci (1971) os agregados são materiais geralmente inertes, granulares, sem forma nem volume definidos. Sua seleção é de grande importância para a garantia das características finais do concreto, pois perfazem entre 70 e 80% do volume do mesmo. Os agregados para concretos podem ser classificados quanto à origem, diâmetro das partículas e densidade. Conforme Bauer (1979) pode-se classificar os agregados quanto à origem de acordo com a Tabela 2.7. Tabela 2.7 Classificação dos Agregados para Concreto Quanto à Origem Classificação Naturais de Densidade Leve Naturais de Densidade Média Origem Inorgânico constituído da matéria-prima de fontes naturais. Ex: Pedra pomes, escória vulcânica ou tufo. Encontrado fragmentado na natureza já sob a forma de partículas. Ex: Areia de barranco, minas, rios, pedregulhos extraídos das jazidas dos rios.

24 36 Tabela 2.7 Classificação dos Agregados para Concreto Quanto à Origem (Continuação) Artificiais de Densidade Leve Artificiais de Densidade Média Artificiais de Alta Densidade Encontram-se os agregados da família dos inorgânicos leves celular granulados, obtidos por processos especiais de fabricação para a utilização de concretos leves: Ardósia, escória de alto forno, argila, cinza volantes. Necessitam ser triturados para obter a forma das partículas dos agregados miúdos e/ou graúdos em condições apropriadas para utilização no concreto normal Ex: Britagem de rochas estáveis. Necessitam ser triturados para obter a forma das partículas dos agregados miúdos e/ou graúdos em condições apropriadas para utilização no concreto pedado. Ex: Barita, Hematita, magnetita. Fonte: (BAUER apud WATANABE, 2004, p. 22). Caberia ainda acrescentar como exemplo de agregado artificial de média densidade os próprios resíduos de construção civil. Quanto ao tamanho das partículas os agregados podem ser classificados através da comparação do diâmetro máximo característico (Abertura da peneira imediatamente superior a aquela que retém, de forma acumulada, mais que 5% em peso dos agregados) e do módulo de finura, comumente empregado na classificação de areias (Soma das porcentagens retidas acumuladas nas peneiras da série normal, dividida por 100). Os dois índices são obtidos pela análise dos ensaios de granulometria dos agregados conforme a NBR 7216/87. Conforme pode ser visto na Tabela 2.8 e 2.9 existem, basicamente, dois macro-grupos de agregados, os graúdos e os miúdos, cada um com características distintas. Esses dois grandes grupos são subdivididos, de acordo com os critérios expostos anteriormente.

25 37 Tabela 2.8 Classificação dos Agregados para Concreto Quanto ao Tamanho das Partículas Diâmetro Máximo Classificação Agregado Miúdo Agregado Graúdo Diâmetro Máximo É a areia natural ou artificial, resultante do britamento de rochas estáveis, de diâmetro máximo igual ou superior a 4,8 mm. Pode ainda ser dividida em sub-grupos: fina, média e grossa. É o pedregulho, ou pedra britada proveniente do britamento de rochas estáveis, de diâmetro superior a 4,8 mm: Brita 0: 4,8 à 9,5 mm; Brita 1: 9,5 à 19 mm; Brita 2: 19 à 38 mm; Brita 3: 38 à 76 mm Pedra de mão: Maior do que 76 mm. Fonte: (BAUER apud WATANABE, 2004, p. 22). Tabela 2.9 Classificação dos Agregados para Concreto Quanto ao Tamanho das Partículas Módulo de Finura Classificação Módulo de Finura Muito Finas 1,35 < MF < 2,25 Finas 1,71 < MF < 2,78 Médias 2,11 < MF < 3,28 Grossas 2,71 < MF < 4,021 Fonte: (BAUER apud WATANABE, 2004, p. 23).

26 38 densidade. Na tabela 2.10 são apresentadas às classificações dos agregados quanto à sua Tabela 2.10 Classificação dos Agregados para Concreto Quanto a Densidade Aparente Classificação Densidade Aparente Agregados Leves Densidade aparente menor que 1 ton/m 3. Agregados Médios Densidade aparente entre 1 e 2 ton/m 3. Agregados Pesados Densidade aparente maior que 2 ton/m 3. Fonte: (BAUER apud WATANABE, 2004, p. 23). Os agregados têm papel fundamental na composição dos concretos tanto do ponto de vista econômico, como técnico. As características e propriedades dos agregados, destacadas por Mehta e Monteiro (1994, p. 39), são: porosidade, distribuição granulométrica, absorção de água, forma e textura superficial das partículas, resistência à compressão, módulo de elasticidade e impurezas. A massa específica dos agregados convencionais varia de 2,60 a 2,70 g/cm 3, e a massa unitária entre 1,30 a 1,75 g/cm 3, dependendo basicamente da composição mineralógica e produzindo concreto com uma densidade média de kg/m 3 (MEHTA e MONTEIRO, 1994). A massa específica aparente do agregado interfere na relação pasta/agregado. (NEVILLE, 1997) A porosidade dos agregados também está intimamente ligada com sua massa específica aparente, sendo inversamente proporcional a ela. Agregados com grande porosidade e alta taxa de absorção de água originam concretos com grande permeabilidade e susceptibilidade a ataques químicos, além de interferir negativamente nas resistências à compressão, abrasão e congelamento. Em média agregados basálticos possuem índice de

27 39 absorção em torno de 0,20% em peso, enquanto os graníticos variam em torno de 0,50% (NEVILLE, 1997). Mehta e Monteiro (1994) também destacam a íntima relação das propriedades físicas dos agregados com a resistência final à compressão do concreto. Outro fator de grande relevância para o tema é: Normalmente, se admite que no momento da pega do concreto, o agregado esteja em condição saturada-superfície seca. Se o agregado for misturado em condições seca, admite-se que seja absorvida água da mistura em quantidade suficiente para levar o agregado à condição de saturado, e essa água absorvida não está incluída na água de mistura (NEVILLE, 1997, p. 146). Em se tratando de agregados de RCD, tem-se grande variação nas propriedades de absorção e porosidade, quando comparados com os agregados convencionais. Isso, conseqüentemente, é refletido nas propriedades dos concretos com eles confeccionados. Quanto à mineralogia dos agregados naturais, pode-se dizer que há uma vasta gama de opções variando a composição mineralógica e a micro-estrutura, consequentemente variando também as suas características físicas. Conforme Bauer (1985) é indispensável o conhecimento da natureza mineralógica dos agregados devido às suas características físicas e químicas. Além das propriedades do concreto endurecido, os agregados também influenciam as propriedades do concreto fresco. Segundo Mehta e Monteiro (1994), a forma e textura superficial dos agregados interferem na trabalhabilidade dos concretos e no consumo de argamassa. A forma e textura dos agregados influenciam também na resistência a flexão ALTHEMAN (2002). A classificação dos agregados quanto à forma e textura foi definida por de Neville (1997) e são apresentadas nas Tabelas 2.11 e 2.12.

28 40 Tabela 2.11 Classificação dos Agregados para Concreto Quanto à Forma Classificação Arredondado Irregular Lamelar Angular Alongado Discóide Descrição Completamente erodido pela água ou pelo atrito. Naturalmente irregular ou parcialmente desgastado pelo atrito, com cantos arredondados. Material em que a espessura é pequena em relação às outras dimensões. Possuem arrestas bem definidas, formadas pela intersecção de faces relativamente planas. Geralmente são angulosos, em que o comprimento é bem maior do que as outras dimensões. Comprimento muito maior do que a largura e largura muito maior do que a espessura. Fonte: (BS 812: PARTE 1 apud NEVILLE, 1997, p. 130). Tabela 2.12 Classificação dos Agregados para Concreto Quanto à Textura Classificação Vítrea Lisa Granulosa Áspera Cristalina Alveolar Descrição Fratura conchoidal. Erodido pela água, ou devido a fratura de cristais finos ou laminares. Fratura mostrando grãos uniformes mais ou menos arredondados. Fratura áspera de rochas finas ou grosseiramente granuladas com cristais não facilmente visíveis. Com constituintes cristalinos facilmente visíveis. Como poros e concavidades visíveis. Fonte: (BS 812: PARTE 1 apud NEVILLE, 1997, p. 133).

29 ÁGUA DE AMASSAMENTO Petrucci (1971) sita que pequenas variações nas características da água de amassamento não geram efeitos tão nocivos aos concretos. É usual dizer que toda a água que serve para beber pode ser utilizada na confecção de concretos. A recíproca, porém, não é verdadeira, pois muitas águas utilizáveis sem dano no concreto não podem ser ingeridas pelo homem. PETRUCCI (1971, p. 87) Também comenta que a água usada no amassamento do concreto pode conter certos níveis de impureza, desde que não prejudiquem as reações com os compostos do cimento. Ressalta que a maioria dos defeitos causados no concreto, pela água, tem maior relação com o excesso da mesma, do que com as impurezas que possa vir a ter. Na Tabela 2.13, de Petrucci (1971), são apresentadas recomendações de teores máximos de algumas impurezas.

30 42 Tabela 2.13 Indicações do Teor Máximo de Impurezas na Água de Amassamento Concentração Máxima Impurezas Tolerável na Água de Amassamento (ppm) Carbonatos e Bicarbonatos de Sódio e Potássio Cloreto de Sódio Sulfato de Sódio Bicarbonato de Cálcio e Magnésio 400 Cloreto de Cálcio Sais de Ferro Iodato de Sódio, Fosfato de Sódio, Arsenato de Sódio e Borato de Sódio 500 Sulfito de Sódio 100 Ácidos Inorgânicos Hidróxido de Sódio Partículas em Suspensão Água do Mar (Sais) Águas Industriais (Sólidos) Águas de Esgotos (Matéria Orgânica) 20 Açúcar 500 Fonte: (PETRUCCI, 1971, p. 90).

31 PROPRIEDADES DO CONCRETO FRESCO As propriedades do concreto fresco, apesar de terem maior representatividade na fase de aplicação da massa de concreto, têm grandes influências também na resistência final do mesmo, principalmente devido aos prejuízos que podem trazer nas fases de transporte, lançamento e adensamento. Entende-se como concreto fresco, o concreto no estado plástico, antes do endurecimento (LIMEIRA, 2000, p. 25). Para Petrucci (1968) as propriedades do concreto fresco são: consistência, textura, trabalhabilidade, integridade da massa e capacidade de reter água. Ressalta que os três primeiros, de maior importância nos trabalhos de confecção das peças de concreto, podem ser medidos através da trabalhabilidade, que é a medida da consistência. A capacidade de reter água é uma propriedade desejada devido a patologias que podem ser encontradas em concretos exsudes. A trabalhabilidade é a propriedade mais importante do concreto fresco e engloba diversas características de difícil avaliação quantitativa. Um concreto é considerado trabalhável quando apresenta características (consistência e dimensão máxima do agregado) adequadas à obra a que se destina (dimensões das peças, espaçamento e distribuição das armaduras) e ao método de lançamento, adensamento e acabamento empregado, sem apresentar segregação ou exsudação, podendo ser adequadamente compactado e envolvendo totalmente as armaduras (LIMEIRA, 2000, p. 25). O ensaio mais utilizado para se medir trabalhabilidade pela facilidade e possibilidade de execução no local da aplicação do concreto é o Ensaio de Abatimento de Tronco de Cone Slump Teste, normalizado pela NBR 7223/92. Os equipamentos e procedimentos utilizados na execução do Ensaio de Abatimento de Tronco de Cone são apresentados nas Figuras 2.3 e 2.4, retiradas de Limeira (2000, p ).

32 44 Figura 2.3 Equipamento para Ensaio de Abatimento de Tronco de Cone Slamp Test Figura 2.4 Procedimento do Ensaio de Abatimento de Tronco de Cone

33 45 Figura 2.4 Procedimento do Ensaio de Abatimento de Tronco de Cone - Continuação Pode se dizer que os fatores que influenciam diretamente na trabalhabilidade são: Teor Água/Mistura Seca, Teor e Finura do Cimento, Granulometria, Proporções, Forma e Textura dos Grãos, presença de aditivos, além da temperatura e umidade PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO De modo geral podem-se relacionar como principais propriedades do concreto endurecido a massa específica aparente, resistência à compressão, resistência à abrasão, deformação, permeabilidade e absorção, além de outras propriedades físicas que podem ser interessantes devido à aplicação, como: condutividade elétrica, térmica e dilatação, propriedades acústicas e atrito.

34 46 Sem dúvida alguma as características mais importantes para as aplicações na construção civil são: a resistência à compressão e massa específica. Deve-se destacar também a durabilidade e a resistência à abrasão, fundamentais para garantir a vida útil dos concretos. Massa Específica Para Petrucci (1968), a massa específica aparente dos concretos é geralmente expressa pela relação da massa de concreto por unidade de volume considerando os vazios. Os concretos com agregados convencionais costumam apresentar massa específica aparente da ordem de a kg/m 3. Esse valor sofre interferências de acordo com o tipo de agregados (massa específica dos agregados) e grau de compactação. Resistência à Compressão De acordo com Limeira (2000) a resistência à compressão aos 28 dias é a característica mais importante para estruturas de concreto, sendo obtida através das recomendações e procedimentos descritos na NBR 5738/93. Figura 2.5 Procedimento do Ensaio de Resistência à Compressão

35 47 Dentre os fatores que influenciam a resistência à compressão dos concretos, o mais significativo para a pesquisa é o fator água/cimento. Isso justifica o fator água/cimento ser uma das variáveis do processo de dosagem dos concretos. Conforme Neville (1997), a relação entre o fator água/cimento e a resistência à compressão do concreto aos 28 dias é dada pela Equação 2.1, que pode ser ilustrada graficamente na Figura 2.6. K = [Equação 2.1] 1 F c a / c K2 Onde: F c - representa o valor da resistência à compressão aos 28 dias; K 1 e K 2 são constantes (K 2 = e = 2,718281); a/c - representa o valor do fator água/cimento em peso. (BAUER, 1979, P. 148) Figura 2.6 Relação Entre o Fator Água/Cimento e à Resistência a Compressão de Concretos para Vários Tipos de Cimento

36 MÉTODOS DE DOSAGEM DO CONCRETO A dosagem do concreto é a etapa que antecede a sua preparação e tem por objetivo estabelecer as proporções iniciais dos materiais constituintes, de modo a atingir às propriedades requeridas tanto para o concreto em estado fresco como endurecido, com ênfase ao menor custo. O traço, conforme Petrucci (1971), é a maneira de expressar a composição do concreto, que pode ser em proporções de massa, ou misto. Basílio apud Bauer (1979) analisou os diferentes tipos de dosagens de concreto utilizados e ressaltou as seguintes variações entre os métodos: Tabela 2.14 Comparação entre os Métodos de Dosagem de Concretos INT IPT ABCP ITERS Relação Agregado Graúdo/Miúdo Em função de uma composição granulométrica que se adapte a uma curva padrão. Em função dos módulos de finura dos agregados Em função das massas específicas secas dos agregados, determinadas em ensaio padronizado. Experimentalmente em ensaios realizados com aparelho Powers VêBê Consumo de Cimento Em função do fator/água cimento e da porcentagem água mistura/seca, que, por sua vez, depende do D max e do processo de adensamento. Tentativas experimentais em função da trabalhabilidade desejada Com auxílio da rota de igual trabalhabilidade, relacionando o traço ao fator água/cimento. Tentativas, tendo em vista a trabalhabilidade desejada. Fonte: (BASÍLIO Apud BAUER, 1979, p. 149)

37 49 Optou-se, neste trabalho, propor ajustes ao método do Instituto de Pesquisa do Estado de São Paulo, pois conforme Campeteli (2004): O método preconizado pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo - IPT - se apresenta bastante simples e eficiente e é bastante conhecido no Brasil. A presente metodologia consiste na obtenção de um traço inicial, baseado em características experimentais conhecidas e procedendo-se aos ajustes necessários na fase de mistura, mantendo constante a relação água/cimento para não haver interferência na resistência. Para Campeteli (2004), três parâmetros são tomados como base para a dosagem: consistência, coesão e resistência à compressão. A consistência se relaciona com os termos do traço através da relação água/materiais secos (H), baseado na lei de Lyse 4. A coesão se relaciona com os termos do traço através do teor de argamassa seca (α) e a resistência à compressão (fc) pela relação água-cimento (a/c) através da equação de Abrams (CAMPETELI, 2004, p. 6). Consistência: a / c H % =, [Equação 2.2] 1 + A M + A G Coesão: 1+ AM = 1+ A + A M G [Equação 2.3] Resistência à Compressão: K = [Equação 2.4] 1 F c a / c K2 Sendo: A M massa de agregado miúdo; A G - massa de agregado graúdo; e A M + A G = m 4 Petrucci apud Campeteli (2004), baseado em Inge Lyse, estabelece que: "Para concretos plásticos de mesma consistência, feitos com os mesmos materiais, a quantidade total de água por unidade de volume é constante, independente do traço".

38 50 A coesão, conforme preconiza o método, é função do módulo de finura do agregado miúdo e do Diâmetro Máximo Característico do Agregado Graúdo. Na Tabela 2.15 a seguir têm-se como referência inicial os dados apresentados por Campeteli para agregados miúdos convencionais. Tabela 2.15 Valores Estimados para Teores de Argamassa Seca Fonte: (CAMPETELI, 2004, 7) Campeteli (2004) também determinou a relação entre o fator água/mistura seca, o abatimento pretendido e o diâmetro máximo característico do agregado graúdo convencional, como segue: 783.(148 DMC) + (163 DMC). S H % = [Equação 2.5] 4410.γ Sendo: DMC Diâmetro Máximo Característico em mm ; S Abatimento em mm ; γ Massa Específica do Agregado Graúdo kg/dm 3 ;

39 51 Dessa forma é possível a obtenção dos traços para os concretos convencionais, sendo que no caso da utilização de agregado de RCD, há necessidade de se corrigir os parâmetros experimentais que descrevem o comportamento das relações: resistência x fator água/cimento e, abatimento x água/materiais secos, escopo do presente estudo. Convém ressaltar que Neville (1997) sita em seu livro: como os parâmetros do traço são relações de massa e ou volume, devem ser realizadas correções das proporções em peso quando houver variações na massa unitária dos agregados, para se manter as relações volumétricas sempre constantes. As questões de teor de absorção de água do agregado também devem ser consideradas.