Concretos de retração controlada e de pós reativos: características, aplicações e desafios.

Transcrição

1 e de pós reativos: características, aplicações e desafios. Wellington L. Repette, Prof. Dr., Eng. Civil (Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC) Retração! Fissuras 1

2 Estruturas novas Reparo H2O Reparo Fissuração nas idades iniciais 2

3 Retração do concreto Retração do concreto Cusson & Repette (2001) 3

4 Concretos com retração controlada Concreto de retração compensada Concreto de retração reduzida Concreto com cura interna Concreto de retração compensada 4

5 Retração Compensada Retração Compensada 5

6 Blue Circle Retração Compensada Repette & Mailvaganam (1999) Retração Compensada 6

7 Blue Circle Blue Circle Blue Circle Retração Compensada Retração Compensada 7

8 Retração Compensada Repette & Mailvaganam (2000) Retração Compensada 8

9 Concreto de retração reduzida Retração Reduzida Tensão Capilar 9

10 Retração Reduzida Aditivos Redutores de Retração (ARR) Líquido Derivados de poli-propileno glicol Misturado junto com o concreto (~1% a 1,5%m.c.) Efeito surfatante - redução da tensão superficial da água dos poros Reduz a resistência do concreto em até 10% Retração Reduzida 10

11 Concreto com cura interna (com polímero superabsorvente - PSA) Cura Interna - PSA Polímero superabsorvente - Polieletrólito - Poliacrilatos e copolímeros de poliacrilamida. - Água ingressa por osmose e por solvatação de grupos hidrófilos. 11

12 Cura Interna - PSA Cura Interna - PSA Para a cura interna ser eficaz, o polímero deve liberar água! 12

13 Cura Interna - PSA PSA: reservatórios de água Uso: misturados ao concreto secos ou após terem sido previamente saturados Ação: liberam água e evitam a queda da umidade interna nos capilares Cura Interna - PSA IGARASHI e WATANABE,

14 Cura Interna - PSA Dosagem: função da demanda de água para combater a auto-dessecação retração autógena Ex.: w/c = 0,30; necessário w/c = 0,05 - Promove redução da resistência à compressão? - em até 15%. Há dúvidas sobre as causas: - vazios? - ensaio com corpo-de-prova mais úmido? MECHTCHERINE et al, 2006 Combate à retração É fundamental conhecer a magnitude e a evolução das retrações ; A indicação dos meios de combate depende do tipo de retração que se pretende combater e do tipo de concreto que se pretende produzir; 14

15 Combate à retração Siga os conselhos da vovó: Reduza o teor de pasta! Melhore a resistência do concreto à tração Faça cura! e de pós reativos: características, aplicações e desafios. Wellington L. Repette, Prof. Dr., Eng. Civil (Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC) 15

16 Concreto de pós reativos O que? Concreto de ultra-alta-resistência - >150MPa - 200MPa até 800MPa Do que é feito? Cimento Portland + sílica ativa + pó e areia de quartzo + superplastificante + pouca água Como é possível atingir tão elevada resistência?! Com o aumento da compacidade!! Com a diminuição dos macro e micro-defeitos!! Concreto de pós reativos CAD 60MPa CPR 200MPa Fotos: Lafarge - Ductal 16

17 Concreto de pós reativos Composição Cimento portland Dimensão média de partícula: µm Baixo teor de C 3 A Sílica ativa Baixos teores de álcalis e de carbono Agregado miúdo Areia de quartzo: 700µm<d<100µm Pó de quartzo finamente moído: 5µm<d<20µm Aditivo superplastificante Preferencialmente base policarboxilato Pouca água a/b: 0,10 a 0,25 Teor ajustado para promover a maior COMPACIDADE Concreto de pós reativos Composição Fibra Fundamental para aumentar a tenacidade Metálicas (mais usadas, 1 a 2% vol.), plásticas (ex.: PVA) e de carbono Sem fibra, comportamento elástico energia de ruptura: 50J/m 2 Com fibra energia de fratura: até 40000J/m 2 Deformação máxima na fratura: CAD 0,005m/m, CPR 0.10m/m Resistências à flexão de até 45MPa! Ideal para peças sob FLEXÃO Fotos: Lafarge - Ductal 17

18 Richard&Cheyrezy (1995) Concreto de pós reativos Convencional protendido Aço CPR - Ductal Peso: 467kg/mL 112kg/mL 140kg/mL Ideal para peças sob FLEXÃO Fotos: Lafarge - Ductal Concreto de pós reativos Composição Materiais Sem fibras CPR 200 CPR 800 Com fibras Agregado de sílica Agregado de aço Cimento Portland Sílica ativa 0,25 0,23 0,25 0,23 0,23 0,23 Areia µm 1,1 1,1 1,1 1,1 0,5 - Pó de quartzo d50 = 10 µm - 0,39-0,39 0,39 0,39 Superplastificante (PC) 0,016 0,019 0,016 0,19 0,019 0,019 Fibra de aço L=12 mm - - 0,175 0, Fibra de aço L=3 mm ,63 0,63 Agregao de aço d<800 µm ,49 Água 0,15 0,17 0,17 0,19 0,19 0,19 Cura Pressão de compactação (antes da pega) MPa 50MPa Temperatura de tratamento térmico 20 o C 90 o C 20 o C 90 o C o C o C MPa MPa MPa MPa Maior energia de fratura Menor energia de fratura 18

19 Collepardi et all (2003) Concreto de pós reativos Cura térmica - Temperatura usual de 90 o C - Duração de 24h a 72h - Permite desforma rápida - Efeito depende da relação água/aglomerante (R.D.Vanderlei, 2004) Concreto de pós reativos Vantagens Menos material Ille de Ré Bridge 3X menos concreto Menos tempo para desforma 14 horas em cura convencional Maior leveza das peças de cobertura (cascas) e vigas Pequena retração Maior durabilidade Limitações Custo? Dificuldades de aplicação Cura térmica custo e comportamento a longo prazo é desconhecido Normalização em desenvolvimento 19

20 3,00m Concreto de pós reativos Sherbrooke, Canadá (1997) - 42m 3 de CPR Cimento kg/m 3 SA kg/m 3 Pó de quartzo kg/m 3 Areia kg/m 3 Fibras kg/m 3 Superpl kg/m 3 Água total kg/m 3 Fotos: Lafarge - Ductal Concreto de pós reativos 3cm, 200MPa, Ductal Tubo aço inox preenchido com CPR-350MPa, Ductal Fotos: Lafarge - Ductal 20

21 Concreto de pós reativos Passarela da Paz, Seul, Coréia do Sul (2002) - 120m de arco central - 6 elementos de 20m de comprimento - Caixão com 4,30m de altura e 1,30m de largura - Placa do tabuleiro com 3cm de espessura - Fotos: Concreto de pós reativos Fotos: 21

22 Concreto de pós reativos Calgary, Canadá (2003) - 24 abóbadas e elementos de suporte - 5m x 6m x 2cm - 83m 3 - Ductal Fotos: CPCI-Canada Concreto de pós reativos 22

23 Concreto de pós reativos Concreto de pós reativos 23

24 Concreto de pós reativos e de pós reativos Muito obrigado! Prof. Wellington L. Repette Universidade Federal de Santa Catarina Departamento de Engenharia Civil wellington.repette@gmail.com 24