Propriedades Do Concreto Fresco 5o6r2d

PUC-Rio CTC/DEC Disciplina Materiais de Construção

PROPRIEDADES DO CONCRETO FRESCO Angela Teresa Costa Sales abril de 2005

Concreto de cimento Portland

Pasta de cimento

(cimento + água + espaços cheios de ar)

Matriz

Agregado miúdo

Agregado graúdo

1 - Concreto fresco • Quando a pasta está no estado fluido ou plástico, permitindo uma re-arrumação das partículas, sob algum esforço • Forma dos vazios cheios de ar – Bolhas – Espaços interligados

• Propriedades do concreto fresco são exigidas na fase construtiva

Relação entre propriedades no estado fresco e endurecido • Boas propriedades esperadas do concreto endurecido (resistência mecânica, compacidade, durabilidade ...) dependem das características da mistura no estado fresco • Resistência mecânica: – – – – –

relação “água/cimento” ou “vazios (água + ar) /cimento” grau de compactação homogeneidade resistência dos grãos do agregado aderência pasta-agregado

Relação água/mistura seca ou água/materiais secos (A%) • Percentagem de massa de água em relação à massa de materiais secos (cimento e agregados) A% = Qágua/(Qcim+Qareia+Qbrita) • A% é parâmetro de dosagem dos concretos

2 - Principal propriedade do concreto fresco: Trabalhabilidade • Trabalhabilidade envolve muitas propriedades fundamentais: – Mobilidade da massa – Compactabilidade – relacionada à energia necessária para completa compactação (vencer o atrito interno entre as partículas e com as superfícies das formas) – Coesão entre os elementos componentes – Estabilidade (não segregação) – Componente físico mais importante: Consistência

2.1 - Concreto fresco trabalhável • É aquele que apresenta características (consistência e dimensão máxima do agregado) adequadas ao tipo de obra a que se destina (dimensões das peças, espaçamento e distribuição das armaduras) e aos métodos de produção a serem adotados (mistura, transporte, lançamento, adensamento e acabamento), não apresentando segregação ou exsudação, podendo ser adequadamente compactado e envolver totalmente as armaduras

• A trabalhabilidade de um concreto depende do tipo de obra e das condições a serem adotadas em sua produção: – Concreto para barragens – Concreto para estruturas esbeltas e densamente armadas – Concreto auto-adensante

Importância da compactação adequada do concreto • Obtenção da massa específica máxima possível

Relação entre índices de resistência e de massas específicas

2.2 - Fatores que afetam a trabalhabilidade • Características próprias do concreto • Condições de produção do concreto (equipamentos, metodologia de produção) • Condições de projeto (dimensões das peças, distribuição das armaduras)

2.2.1 - Fatores relacionados à consistência • • • •

Teor água/mistura seca Tipo, finura e teor de cimento Granulometria e forma dos grãos dos agregados Aditivos – Modificadores da reologia das misturas (plastificantes, super-plastificantes, incorporadores de ar...) – Modificadores da pega do cimento (retardadores e aceleradores)

2.2.2 - Fatores relacionados à produção • Tipo de mistura: – Objetivo: homogeneidade do concreto fresco – Duração e eficiência do processo - maior estabilidade

• Tipo de transporte: – Para a obra e/ou dentro da obra – Não provocar segregação – Caso especial: bombeamento

• Tipo de lançamento: – Evitar segregação – consistência adequada

• Tipo de adensamento: – Manual ou vibratório

2.2.3 - Fatores relacionados às condições de projeto • NBR-6118

2.3 - Medida da consistência do concreto fresco • Métodos baseados nos seguintes fenômenos: – – – –

Deformação Penetração Compactação Escoamento

2.3.1 - Métodos baseados na deformação do concreto fresco • Ensaio de abatimento do tronco de cone (slump test) – Chapa metálica – Forma tronco-cônica (20 cm de diâmetro na base, 10 cm de diâmetro no topo e 30 cm de altura) – Barra metálica com 16 mm de diâmetro e 60 cm de comprimento – Enchimento da forma em 3 camadas, adensadas com 25 golpes com a barra metálica – Retirada da forma, verticalmente, e medida da diferença entre a altura inicial de 30 cm e a altura após o abatimento (slump do concreto)

Ensaio de abatimento do tronco de cone (slump test)

-Mais utilizado: útil para controle do concreto com slump conhecido

Execução do ensaio de abatimento – slump test – caracteriza-se pela simplicidade na execução

Formas de abatimento

2.3.1 - Métodos baseados na deformação do concreto fresco (cont.) • Ensaio de Powers – Mudança de forma da massa – remoldagem – Utiliza mesa cadente (1 queda por segundo) – Consistência expressa pelo número de golpes necessários à completa remoldagem – Eminentemente laboratorial

Ensaio de Powers

2.3.1 - Métodos baseados na deformação do concreto fresco (cont.) • Ensaio de VeBe – Aperfeiçoamento do método de Powers – V. Bahrner – Suécia – Medida do tempo (segundos) necessários para a completa remoldagem, usando mesa vibratória – A remoldagem é completa quando a nata de cimento ocupa toda a superfície de uma placa de vidro ou plástico que se apóia no tipo do tronco de cone, inicialmente, acompanhando sua transformação em cilindro

Ensaio VeBe

Ensaio VeBe (cont.) • Bahrner considerou necessária uma correção do índice de trabalhabilidade, multiplicando o tempo para remoldagem por uma relação entre os volumes, antes a após a vibração.

IT =

t V1 V2

• Essa correção foi considerada insignificante, em estudos posteriores

2.3.2 - Ensaios baseados na penetração • Ensaio da Bola de Kelly • Ensaio de Graff • Ensaio de Humm • Não têm aplicação conhecida no Brasil

2.3.3 - Ensaios baseados na compacidade • Ensaio do fator de compactação - British Standards (BS) e American Concrete Institute (ACI) • Ensaio de Walz – Alemanha – DIN 1048

2.3.4 - Ensaios baseados no escoamento • Medem tempo de escoamento do concreto sob vibração, através de uma abertura de forma variada ou através de uma grelha, simulando uma armadura

2.3.5 - Comparação entre os métodos Preparação Consistência Métodos No canteiro Central Lab. Terra úmida Rija Plást. Mole Liq. Abatimento VeBe

++ -

++ muito conveniente + utilizado -

pouco utilizado

+ +

+ ++

+

++ +

++ ++

+ +

-

3 - Segregação do concreto • Segregação: separação entre os constituintes da mistura – perda da homogeneidade e uniformidade da massa – Causas: • Diferença de tamanho dos grãos de agregados • Diferenças de massas específicas dos componentes • Excesso de vibração no adensamento

– Formas de segregação: • Grãos maiores se separam dos demais (misturas secas) • Separação da pasta (misturas muito úmidas)

4 - Exsudação do concreto • Forma particular de segregação • A água da mistura se separa e se eleva até a superfície da peça concretada • Reflete a impossibilidade dos componentes sólidos reterem toda a água de amassamento • Depende fortemente das características do cimento, do excesso de água e da presença de partículas finas

Consequências da exsudação • Superfície superior de cada camada lançada torna-se muito úmida, portanto enfraquecida • Aumento da permeabilidade • Superfícies pouco resistentes à abrasão