55CBC0057_Ibracon

ANAIS DO 55 CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2013 55CBC 1

CONCRETO AUTOADENSVEL E DE ALTO DESEMPENHO PRODUZIDO COM FIBRAS DE POLIPROPILENO E MATERIAIS DISPONVEIS NA

REGIO METROPOLITANA DE MANAUS

Self-Compacting Concrete and High Performance Concrete Produced with Polypropylene Fiber and Materials Available in Metropolitan Region Manaus

Luciano Moreira de Sousa Filho (1); Raimundo Pereira de Vasconcelos (2);

Joo de Almeida Melo Filho (2)

(1) Mestre, Universidade Federal do Amazonas - UFAM (2) Professor Doutor, Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil - PPGEC / UFAM

Rua Santa Catarina, n 120, Flores, Manaus-AM, CEP 69058-330

Resumo

A combinao do concreto de alto desempenho e do concreto autoadensvel em um s permite a juno das qualidades de ambos. O concreto desenvolvido pela presente pesquisa destina-se fabricao de cais flutuantes para os terminais hidrovirios da regio amaznica. O concreto autoadensvel facilita a fabricao dos seus esbeltos costados e das suas demais peas estruturais, uma vez que geralmente possuem formas complexas, pequenas dimenses e armaduras densas. O concreto de alto desempenho possui maior capacidade de resistir a choque de troncos e de embarcaes. As fibras de polipropileno reduzem a abertura das fissuras provocadas pela retrao plstica, contribuindo para o bloqueio entrada de agentes agressivos e para o aumento da impermeabilidade do concreto, que so qualidades importantes, considerando que grande parte da estrutura de um cais flutuante sempre fica submersa. Seguindo um programa experimental, os materiais componentes foram caracterizados e selecionados; ensaios do funil de Marsh e do minicone de Kantro foram realizados com pastas produzidas com os aditivos superplastificantes e o cimento utilizados nesta pesquisa, para verificao de compatibilidade e determinao da dosagem tima desses aditivos; a dosagem ideal de fibras de polipropileno tambm foi determinada; concretos foram produzidos e caracterizados nos estados fresco e endurecido; avaliaes foram realizadas e concluses foram obtidas. Como os concretos produzidos obtiveram todas as qualidades necessrias para o emprego na fabricao de cais flutuantes, os resultados desta pesquisa foram considerados satisfatrios. Palavras-Chave: Concreto de alto desempenho; concreto autoadensvel; cais flutuante; materiais; Amaznia

Abstract

The combination of high performance concrete and self-compacting concrete on one allows the junction of the qualities of both. The concrete developed by this research is for the manufacture of floating wharfs for waterway terminals in the Amazon region. The self-compacting concrete facilitates the manufacturing of their slender broadsides and their other structural parts, since they generally have complex shapes and small dense armors. The high performance concrete has greater ability to withstand shock of tree trunks and ships. The polypropylene fibers reduce the opening of cracks caused by plastic shrinkage, contributing to blocking the entry of aggressive agents and to increase the impermeability of concrete, which are important qualities, whereas much of the structure of a floating wharf is always submerged. Following a experimental program; the component materials were characterized and selected; Marsh funnel test and minicone of Kantro were performed with paste produced with superplasticizers additives and cement used in this research, for compatibility checking and determining the optimal dosage of these additives; the optimal dosage of the polypropylene fiber was also determined; concretes were produced and characterized in fresh and hardened state; evaluations were carried and conclusions were obtained. As the concrete produced had all the qualities needed for employment in the manufacturing of floating wharfs, the results of this research were considered satisfactory. Keywords: High performance concrete; self-compacting concrete; floating wharfs; materials; Amazon


1 Introduo

Nesta pesquisa, foi produzido um concreto autoadensvel (CAA) e de alto desempenho (CAD) com fibras de polipropileno e materiais disponveis na regio metropolitana de Manaus. O concreto desenvolvido destina-se fabricao de cais flutuantes para os terminais hidrovirios da regio amaznica, como o cais flutuante do terminal hidrovirio do municpio de Novo Airo, no estado do Amazonas, que apresentado na figura 1.

Figura 1 Cais flutuante do terminal hidrovirio do municpio de Novo Airo, no estado do Amazonas

O principal meio de transporte utilizado pelas comunidades existentes nas margens dos rios amaznicos o aquavirio, pois no existem estradas. Os aerdromos existentes no interior da floresta amaznica so precrios. Os rios amaznicos representam, portanto, as rodovias dessa isolada regio do nosso pas. A combinao do concreto de alto desempenho e do concreto autoadensvel em um s permite a juno das qualidades de ambos. O concreto autoadensvel facilita a fabricao dos esbeltos costados dos cais flutuantes e das suas demais peas estruturais, uma vez que geralmente possuem formas complexas, pequenas dimenses e armaduras densas (LISBA, 2004). O concreto de alto desempenho possui maior capacidade de resistir a choque de troncos e de embarcaes (MENDES, 2002). As fibras de polipropileno reduzem a abertura das fissuras provocadas pela retrao plstica, contribuindo para o bloqueio entrada de agentes agressivos e para o aumento da impermeabilidade do concreto, que so qualidades importantes, considerando que grande parte da estrutura de um cais flutuante sempre fica submersa (MINDESS, 1994). Entretanto, outras obras de construo civil nas proximidades de Manaus tambm podem ser beneficiadas com os resultados desta pesquisa, pois a maioria dos materiais componentes empregados proveniente de sua regio. Seguindo um programa experimental, os materiais componentes foram caracterizados e selecionados; ensaios do funil de Marsh e do minicone de Kantro foram realizados com pastas produzidas com os aditivos superplastificantes e o cimento utilizados nesta pesquisa, para verificao de compatibilidade e determinao da dosagem tima desses aditivos; a dosagem ideal de fibras de polipropileno tambm foi determinada; concretos foram produzidos e caracterizados nos estados fresco e endurecido; avaliaes foram realizadas e concluses foram obtidas.


2 Objetivos da Pesquisa

O objetivo geral desta pesquisa estudar a viabilidade tcnica da produo de concreto de alto desempenho (CAD) e autoadensvel (CAA) reforado com fibra de polipropileno para a fabricao de cais flutuantes de terminais hidrovirios da Amaznia. Os objetivos especficos desta pesquisa so: a) caracterizar algumas opes de materiais comercializados na regio de Manaus; b) selecionar, entre as opes disponveis, duas adies minerais, um agregado mido e

dois agregados grados mais adequados obteno simultnea de CAD e CAA; c) realizar estudos de compatibilizao entre os aditivos superplastificantes disponveis e

o cimento Portland composto com pozolana CP II-Z-32 - Nassau; d) determinar as dosagens timas dos aditivos superplastificantes disponveis; e) selecionar, entre as opes disponveis, dois aditivos superplastificantes mais

adequados obteno simultnea de CAD e CAA; f) produzir concretos com os materiais selecionados; g) caracterizar os concretos produzidos, nos estados fresco e endurecido; h) produzir duas placas de concreto com o mesmo trao, uma, com adio de fibras de

polipropileno, e outra, sem, mantendo as mesmas condies de cura; e i) avaliar o estado de fissurao por retrao das duas placas, diariamente, por 90 dias.

3 Programa Experimental, Materiais e Mtodos

3.1 Programa Experimental

O programa experimental foi dividido em cinco etapas, conforme o fluxograma da figura 2.

Avaliao

n 1

Avaliao

n 2

Avaliao

n 3

Avaliao

n 4

Caracterizao

dos materiais

componentes

Produo de

CAD + CAA,

visando a seleo

do agregado

grado, do

aditivo

superplastifi-

cante e da adio

mineral

Produo de

CAD + CAA,

visando a

determinao

da dosagem

ideal de fibras

de

polipropileno

Produo de 2 placas

com CAD + CAA, uma

com fibras e outra sem,

visando a verificao

da eficincia das fibras

de polipropileno no

combate fissurao

por retrao

Ensaios de caracterizao

do concreto fresco

Seleo de 1 agregado

mido e de 2 agregados

grados entre os

disponveis

Ensaios de caracterizao

do concreto endurecido

Ensaios de compatibilidade entre o cimento

e os aditivos superplastificantes disponveis

e determinao das dosagens timas dos SP

Anlise por microscopia tica

Seleo de 3 aditivos superplastificantes e 2

adies minerais entre as opes disponveis

Anlise dos resultados

Figura 2 Fluxograma das etapas da pesquisa


3.2 Materiais

Para todos os traos de concreto produzidos, o tipo de cimento utilizado foi o Portland composto com pozolana, CP II-Z-32 Nassau, fabricado no polo industrial de Manaus. A gua proveniente de poos e reservatrios da UFAM foi utilizada na produo de todos os concretos. Em alguns traos, foram empregadas fibras curtas de polipropileno com 18 m de dimetro, 12 mm de comprimento, massa especfica de 0,91g/cm, rea superficial especfica de 244 m/kg e frequncia de 360 milhes de fibras por kg. Os demais materiais componentes foram variados entre as seguintes alternativas: a) agregados midos e grados selecionados entre algumas opes disponveis na regio

metropolitana de Manaus, sendo identificados segundo sua origem; b) aditivos superplastificantes, todos base de policarboxilatos, selecionados entre quatro

opes; e c) adies minerais selecionadas entre trs opes, todas a base de slica ativa. Para o agregado mido, foram adotadas as seguintes opes: areia da jazida A, leito do rio Manacapuru, Manacapuru - AM; areia da jazida B, BR-174 - AM; areia da jazida C, Manacapuru - AM; areia da jazida D, BR-174 - AM; areia da jazida E, Barcelos - AM; e areia da jazida F, leito do rio Negro, Novo Airo AM. Para o agregado grado, foram adotadas as seguintes opes: brita da jazida G, regio de Moura, Barcelos - AM; brita da jazida H, regio de Moura, Barcelos - AM; brita da jazida I, regio de Moura, Barcelos AM; brita da jazida J, BR-174, Presidente Figueiredo AM; brita da jazida L, BR-174, Boa Vista RR; brita da jazida M, PA-254, Monte Alegre PA; brita da jazida N, BR-174, Mucaja RR; brita da jazida O, BR-174, Caracara RR; brita da jazida P, BR-174, Presidente Figueiredo AM; brita da jazida Q, BR-254, Monte Alegre PA; seixo da jazida R, Japur- AM; seixo da jazida S, Iriporan - AM; e seixo da jazida T, Arapuan AM. Para a seleo dos melhores agregados midos e grados, entre as opes acima mencionadas, foi dada preferncia aos potencialmente incuos, com relao reatividade frente aos lcalis do concreto (HASPARYK, 2005). Entre as opes disponveis para o agregado mido, conforme resultados obtidos na Avaliao n 1, apenas a areia da jazida A, localizada no leito do rio Manacapuru, no municpio de Manacapuru AM, foi selecionada para uso nesta pesquisa. Entre as opes disponveis para o agregado grado, conforme resultados obtidos na Avaliao n 1, foram selecionadas as britas das jazidas G e H, ambas da regio de Moura, no municpio de Barcelos AM.


Entre os quatro aditivos superplastificante disponveis, trs foram selecionados, aqui denominados SP-A, SP-B e SP-C. Nesta pesquisa, as duas adies minerais selecionadas, entre as trs opes disponveis, foram: uma slica ativa em p, aqui denominada S-P; e uma slica ativa em suspenso, aqui denominada S-SUSP.

3.3 Produo dos Concretos

Para produo dos concretos, foi utilizado o trao: 1,000 (cimento) : 0,086 (adio mineral) : 1,486 (areia) : 2,165 (brita) : 0,282 (gua). O consumo de cimento foi de 486 kg/m em todos os concretos produzidos. As dosagens de fibra de polipropileno ensaiadas foram 0,25, 0,40, 0,60 e 1,00 kg por metro cbico de concreto. Como referncia, alguns traos foram produzidos sem a adio de fibras. Os traos produzidos nas Avaliaes 2, 3 e 4 foram denominados, em funo das diferentes dosagens de fibra de polipropileno adotadas, da seguinte forma: T-1 (0,40 kg/m), T-2 (sem fibra), T-3 (0,25 kg/m), T-4 (0,60 kg/m) e T-5 (1,00 kg/m). Para avaliar a influncia da fibra de polipropileno na reduo da fissurao, foram confeccionadas duas placas de concreto com 1,00 m x 1,00 m x 0,045 m, adicionando-se fibra de polipropileno no concreto de uma delas e utilizando, na outra, concreto produzido com o mesmo trao e nas mesmas condies de cura, mas sem adio de fibras. Foram, ento, mensuradas as fissuras de ambas, na mesma idade, para obteno de comparaes e concluses. Das quantidades de gua de amassamento adicionadas nesses concretos, foram deduzidas as partes lquidas dos aditivos SP. Quando empregada a adio mineral S-SUSP, sua parte lquida tambm foi deduzida da gua de amassamento. Na Avaliao n 2, foram produzidos os traos T-1. O quadro-resumo dos materiais componentes e das quantidades desses traos apresentado na tabela 1.

Tabela 1 Quadro-resumo das quantidades de materiais componentes dos traos T-1

Discriminao dos Materiais Consumos (kg/m de concreto)

T-1A = T-1B = T-1C T-1D T-1E T-1F T-1G

Cimento CP II-Z-32 Nassau 486 486 486 486 486

Adio mineral S-P 42 42 42 - -

Adio mineral S-SUSP (*) - - - ps=42 ps=42

Areia A do Rio Manacapuru, Manacapuru-AM 722 722 722 722 722

Brita G da Regio de Moura, Barcelos-AM 1.052 - - 1.052 1.052

Brita H da Regio de Moura, Barcelos-AM - 1.052 1.052 - -

Fibra de polipropileno 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4

gua (**) a=137 a=137 a=137 a=137 a=137

Aditivo SP-A (***) p=12,49 p=12,49 - p=12,49 -

Aditivo SP-C (***) - - p=22,69 - p=22,69

(*) ps = peso da parte slida

(**) a = peso total, sem dedues das partes lquidas dos SP e da adio em suspenso, quando empregada

(***) p = peso total do SP (partes slida e lquida)

Na Avaliao n 3, foram produzidos os traos T-2, T-3, T-4 e T-5. O quadro-resumo dos materiais componentes e das quantidades desses traos apresentado nas tabelas 2 e 3.


Tabela 2 Quadro-resumo das quantidades de materiais componentes dos traos T-2


T-2A = T-2B = T-2C T-2D T-2E T-2F

Cimento CP II-Z-32 Nassau 486 486 486 486

Adio mineral S-P 42 - - -

Adio mineral S-SUSP - ps=42 ps=42 ps=42

Areia A do Rio Manacapuru, Manacapuru-AM 722 722 722 722

Brita G da Regio de Moura, Barcelos-AM 1.052 1.052 1.052 1.052

Fibra de polipropileno 0 0 0 0

gua a=137 a=137 a=137 a=137

Aditivo SP-A p=12,49 p=12,49 - -

Aditivo SP-B - - p=14,92 -

Aditivo SP-C - - - p=22,69

Tabela 3 Quadro-resumo das quantidades de materiais componentes dos traos T-3, T-4, T-5A e T-5B


T-3 T-4 T-5A T-5B

Cimento CP II-Z-32 Nassau 486 486 486 486

Adio mineral S-P - ps=42 ps=42 -

Adio mineral S-SUSP ps=42 - - ps=42

Areia A do Rio Manacapuru, Manacapuru-AM 722 722 722 722

Brita G da Regio de Moura, Barcelos-AM 1.052 1.052 1.052 1.052

Fibra de polipropileno 0,25 0,60 1,00 1,00

gua a=137 a=137 a=137 a=137

Aditivo SP-A p=12,49 p=12,49 p=12,49 p=12,49

Na Avaliao n 4, foram produzidos os traos PCF e PSF. O quadro-resumo dos materiais componentes e das quantidades desses traos apresentado na tabela 4.

Tabela 4 Quadro-resumo das quantidades de materiais componentes dos traos PCF e PSF


PCF PSF

Cimento CP II-Z-32 Nassau 486 486

Adio mineral S-P 42 42

Adio mineral S-SUSP (*) - -

Areia A do Rio Manacapuru, Manacapuru-AM 722 722

Brita G da Regio de Moura, Barcelos-AM 1.052 1.052

Fibra de polipropileno 0,40 -

gua (**) a=137 a=137

Aditivo SP-A (***) p=12,49 p=12,49

3.4 Confeco das Placas e Coleta dos Resultados da Avaliao n 4

As placas foram moldadas sem adensamento de qualquer espcie, conforme fotografias das figuras 2 a 3. Logo em seguida ao lanamento do concreto nas formas de 1,0 m x 1,0 m, a regularizao da espessura de 4,5 cm foi realizada com utilizao de colher de pedreiro. A cura em ambas as placas foi realizada em ambiente aberto, sob condies climticas de sol e chuva, sem nenhuma condio especial. As placas foram confeccionadas uma ao lado da outra, para que ambas passassem pela mesmas variaes de temperatura e umidade. A medio das fissuras foi realizada em toda a rea


de ambas as placas. Foram realizadas medies com rgua e fissurmetro, diariamente, durante 90 dias.

Figuras 2 e 3 Formas e placas

3.5 Caracterizao dos Concretos

Os ensaios do espalhamento ou slump flow (SF) e do tempo de escoamento T500 (VS) foram realizados pelo mtodo do cone de Abrams, segundo a parte 2 da NBR 15823-2:2010, para caracterizao dos concretos no estado fresco. Os ensaios realizados para caracterizao dos concretos endurecidos foram: a) resistncias compresso axial (MPa), nas idades de 3, 7, 28 e 90 dias, segundo a

NBR 5739:2007; b) resistncias trao por compresso diametral (MPa), na idade de 28 dias, segundo a

NBR 7222:2011; e c) mdulos estticos de elasticidade compresso (GPa), na idade de 28 e/ou 90 dias,

segundo a NBR 8522:2008.

3.6 Mtodos

3.6.1 Mtodos de Ensaios dos Agregados

Os mtodos dos ensaios de caracterizao dos agregados encontram-se na tabela 5.

Tabela 5 Mtodos dos ensaios de caracterizao dos agregados

Ensaio Agregados Midos Agregados Grados

Massa especfica NBR NM 52:2009 NBR NM 53:2009

Massa unitria NBR NM 45:2006 NBR NM 45:2006

Teor de material pulverulento NBR NM 46:2003 -

Absoro de gua - NBR NM 53:2009

Impurezas orgnicas NBR NM 49:2001 -

Composio granulomtrica NBR NM 248:2003 NBR NM 248:2003

Mdulo de finura NBR NM 248:2003 NBR NM 248:2003

Dimetro mximo NBR NM 248:2003 NBR NM 248:2003

Teor de argila em torres e materiais friveis NBR 7218:2010 -

3.6.2 Mtodos de Ensaios das Adies Minerais

As massas especficas das adies minerais foram determinadas segundo a NBR NM-23:2001. Os ensaios para determinao da superfcie especfica das adies minerais pelo mtodo de Blaine foram realizados segundo a NBR NM 76:1998.


As atividades pozolnicas das adies minerais foram determinadas pelo mtodo Chapelle modificado (NBR 15895, 2010). Para determinao da atividade pozolnica pelo mtodo Chapelle modificado da slica ativa em suspenso, o resduo de secagem dessa adio mineral foi obtido segundo a NBR 13957:1997.

3.6.3 Mtodos de Ensaios dos Aditivos Superplastificantes

Os ensaios do funil de Marsh e do miniabatimento de Kantro foram utilizados para determinar o ponto de saturao (correspondente dosagem tima) dos aditivos superplastificantes e para avaliar sua compatibilidade com o cimento CP II-Z-32 Nassau, fabricado no polo industrial de Manaus.

4 Resultados e Discusses

4.1 Resultados e Discusses da Avaliao n 1

A amostra 1AM de areia, proveniente do rio Manacapuru, no municpio de Manacapuru, a amostra 2AM de areia, proveniente do rio Negro, no municpio de Novo Airo, e a amostra 3AM de areia proveniente da jazida Francisco R. Chagas Moura, no municpio de Barcelos foram selecionadas para caracterizao fsica. Os resultados so apresentados na tabela 6. Suas curvas granulomtricas so apresentadas na figura 4.

Tabela 6 - Ensaios de caracterizao fsica das amostras 1AM, 2AM e 3AM

Ensaio Unidade Resultados 1AM Resultados 2AM Resultados 3AM Limites

Massa especfica (kg/dm) 2,626 2,632 2,626 -

Massa unitria (kg:dm) 1,618 1,597 1,557 -

Teor de material pulverulento ( % ) 0,18 0,19 0,6 3,00 e 5,00

Impurezas orgnicas (ppm) aprox. 300 > 300 > 300 300

Mdulo de finura - 2,272 2,095 1,997 -

Dimetro mximo (mm) 2,4 2,4 1,2 -

Teor de argila em torres e materiais friveis ( % ) 0,69 0,7 0,6 1,5

Figura 4 - Curvas granulomtricas das amostras 1AM, 2AM e 3AM

Como a amostra n 1AM (areia proveniente do leito do rio Manacapuru, no municpio de Manacapuru-AM), pela anlise petrogrfica e pelos ensaios de expanso em barras de argamassa e de mitigao da expanso em barras de argamassa com cimento CP II-Z-32 Nassau, ambos pelo mtodo acelerado, mostrou-se potencialmente incua em relao reao lcali-agregado, e ainda, apresentou teor de impurezas orgnicas limtrofe,


conforme a norma NBR NM 49:2001, enquanto as demais ultrapassaram o limite dessa norma, e como essa amostra apresentou tambm maior mdulo de finura (2,272), superior ao das demais amostras, a areia dessa amostra foi a nica selecionada. As amostras 1AG e 2AG de agregado grado, compostas por britas provenientes da regio de Moura, no municpio de Barcelos, e a amostra n 3AG, composta por seixos, provenientes do municpio de Japur, foram selecionadas para caracterizao fsica. Os resultados so apresentados na tabela 7. Suas curvas granulomtricas so apresentadas na figura 5.

Tabela 7 - Ensaios de caracterizao fsica das amostras 1AG, 2AG e 3AG

Ensaio Unidade Resultados 1AG Resultados 2AG Resultados 3AG Limites

Massa especfica (kg/dm) 2,674 2,667 2,618 -

Massa unitria (kg/dm) 1,523 1,519 1,564 -

Absoro de gua (%) 0,39 0,40 0,32 -

Mdulo de finura - 7,171 6,913 6,356 -

Dimetro mximo (mm) 25,00 19,00 19,00 -

Figura 5 - Curvas granulomtricas das amostras 1AG, 2AG e 3AG

Como as amostras n 1AG e n 2AG (britas provenientes da regio de Moura, no municpio de Barcelos-AM), pela anlise petrogrfica e pelos ensaios de expanso em barras de argamassa e de mitigao da expanso em barras de argamassa com cimento CP II-Z-32 Nassau, ambos pelo mtodo acelerado, mostraram-se potencialmente incuas em relao reao lcali-agregado, ambas foram selecionadas para emprego nesta pesquisa. Como a amostra n 3AG (seixo da regio de Japur-AM) apresentou alto potencial de reatividade, esse agregado grado foi descartado. Pelos ensaios do funil de Marsh e do miniabatimento de Kantro (CAMES, 2005), os pontos de saturao dos aditivos superplastificantes SP-A, SP-B e SP-C foram verificados com a relao entre o peso da parte slida do SP e do cimento em 0,90%, 0,92% e 1,40% e com a relao entre o peso total do SP e do cimento em 2,57%, 3,07% e 4,67%, respectivamente. A parte slida desses aditivos de 35%, 30% e 30% do seu peso total, respectivamente. So apresentados, na tabela 8, os resultados dos ensaios realizados com as duas opes disponveis de adio mineral. Ambas foram selecionadas para esta pesquisa.


Tabela 8 Resultados dos ensaios de caracterizao das adies minerais

Adio

mineral

Massa especfica (g/dm) Atividade Pozolnica

(mg Ca(OH)2/g de amostra)

Teor de slidos (%)

Resultado Valor adotado Resultado Valor adotado

S-P 2,17 2,2 1.522 - 100

S-SUSP 2,18 2,2 1.470 50,6 50


O ensaio do slump flow com o trao T-1B apresentado nas figuras 6 e 7.

Figuras 6 e 7 Ensaio do slump flow com o trao T-1B

Os resultados dos ensaios da Avaliao n 2 so apresentados na tabela 9.

Tabela 9 Resultados dos ensaios realizados com os traos T-1

Discriminao de Materiais ou de

Ensaios T-1A T-1B T-1C T-1D T-1E T-1F T-1G

Adio S-P x x x x x

Adio S-SUSP x x

Brita G x x x x x

Brita H x x

SP-A (p/c=2,57%) x x x x x

SP-C (p/c=4,67%) x x

Slump Flow Test (mm) 620 575 620 580 645 525 680

T500 Test (s) 34,84 39,81 39,45 38,76 26,25 28,06 25,15

Maior valor () de fc a 3 dias (MPa) 43,9 43,8 46,5 45,2 43,0 39,4 54,0




Maior valor () de ftD a 28 dias (MPa) 5,73 5,45 5,55 5,95 5,60 5,71 5,83

Maior valor () de Ec a 28 dias (GPa) (**) 39,00 35,87 38,89 39,07 (**) 39,34

Maior valor () de Ec a 90 dias (GPa) 36,74 45,94 37,59 40,19 39,41 39,08 38,75

Onde fc a resistncia compresso axial; ftD, a resistncia trao na compresso diametral; Ec, o mdulo

esttico de elasticidade compresso; e (**) sinaliza os ensaios que no foram realizados.

Nas figuras 8 e 9, observa-se a ruptura atravs do agregado grado, resultante da realizao de ensaio de determinao do mdulo esttico de elasticidade compresso, por ser esta a fase mais fraca do compsito produzido pelo trao T-1A.


Figuras 8 e 9 Ensaios de determinao do mdulo esttico de elasticidade compresso do trao

T-1A (28 dias): ruptura atravs do agregado grado (fase mais fraca do compsito)

Como os resultados dos ensaios de compresso axial da Avaliao n 2 apresentaram valores muito prximos, aos 90 dias, de qualquer forma que seja realizada sua anlise, conforme aqui exposto, conclui-se que as eficincias das adies S-P e S-SUSP so muito similares. Observa-se, entretanto, que a slica ativa em p produzida e fornecida por uma indstria localizada no estado do Par, enquanto a slica ativa em suspenso produzida e fornecida por uma indstria localizada no estado de So Paulo. Alm da maior distncia de transporte at a regio Norte do Brasil, 50% do peso da slica ativa em suspenso gua, o que aumenta a quantidade de material a ser transportado e, consequentemente, o custo desse transporte. Como resultado da anlise relativa adio mineral, a slica ativa em p foi selecionada como a melhor opo para esta pesquisa. Como os resultados dos ensaios de compresso axial da Avaliao n 2 apresentaram valores muito prximos, aos 90 dias, conforme j comentado, conclui-se tambm que as eficincias das britas G e H so muito similares. Como no h distino entre a distncia de transporte de ambas, uma vez que ambas so produzidas na mesma localidade, a regio de Moura, no municpio de Barcelos, no estado do Amazonas, no h preferncia por uma delas para utilizao nesta pesquisa, ou seja, ambas foram selecionadas. Pelos resultados dos ensaios de slump flow e T500 obtidos com os concretos produzidos na Avaliao n 2 desta pesquisa, pode-se observar o seguinte: a) dos traos produzidos com o SP-A, os concretos T-1A, T-1B, T-1C e T-1D so

autoadensveis e SF1 (slump flow de 550mm a 650mm), porm o concreto T-1F no resultou em autoadensvel (slump flow < 550mm);

b) os dois concretos produzidos com o SP-C so autoadensveis, mas o T-1G SF2 (slump flow de 660mm a 750mm), enquanto o T-1E SF1; e

c) todos os concretos produzidos, com o SP-A ou com o SP-C, so classificados, quanto viscosidade plstica aparente, pelo ensaio do tempo T500, como VS2 (T500 > 2s).


Observa-se, ainda, que, como os resultados de fluidez e viscosidade obtidos com os concretos produzidos com ambos SP apresentaram valores muito prximos, apesar de, em mdia, os resultados de fluidez obtidos com os produzidos com o SP-C serem ligeiramente melhores, em relao aos obtidos com o SP-A, o aditivo superplastificante SP-A foi considerado prefervel, uma vez que sua dosagem p/c de 2,57%, no seu ponto de saturao, enquanto a dosagem do SP-C, nesse mesmo ponto, de 4,67%, ou seja, o SP-A necessita de menor consumo para obter concretos com fluidez e viscosidade semelhantes.


O ensaio do slump flow com o trao T-2F apresentado nas figuras 10 e 11.

Figuras 10 e 11 Ensaio do slump flow com o trao T-2F

Os resultados dos ensaios da Avaliao n 3 so apresentados nas tabelas 10 e 11.

Tabela 10 Resultados dos ensaios realizados com os traos T-2

Discriminao de Materiais ou de Ensaios T-2A T-2B T-2C T-2D T-2E T-2F

Adio S-P x x x

Adio S-SUSP x x x

Brita G x x x x x x

SP-A (p/c=2,57%) x x x x

SP-B (p/c=3,07%) x

SP-C (p/c=4,67%) x

Slump Flow Test (mm) 690 690 680 690 < 500 710

T500 Test (s) 17,27 16,84 14,63 14,06 (**) 20,88

Maior valor () de fc a 3 dias (MPa) 43,2 39,1 53,4 38,6 41,3 48,6

Maior valor () de fc a 7 dias (MPa) 50,8 49 64,8 48,1 60,3 62,0



Maior valor () de ftD a 28 dias (MPa) 6,76 5,83 5,74 6,03 6,05 5,95

Maior valor () de Ec a 28 dias (GPa) (**) (**) 40,16 (**) (**) 42,12

Maior valor () de Ec a 90 dias (GPa) 35,57 35,86 40,15 33,15 38,35 42,26


Tabela 11 Resultados dos ensaios realizados com os traos T-3, T-4, T-5A e T-5B

Discriminao de Materiais ou de Ensaios T-3 T-4 T-5A T-5B

Adio S-P x x

Adio S-SUSP x x

Brita G x x x x

SP-A (p/c=2,57%) x x x x

Fibra de polipropileno (kg/m) 0,25 0,6 1 1

Slump Flow Test (mm) 680 505 190 (*) 180 (*)

T500 Test (s) 17,6 39,12 (**) (**)

Maior valor () de fc a 3 dias (MPa) 37,6 46,1 40,0 41,3




Maior valor () de ftD a 28 dias (MPa) 6,17 5,69 5,69 6,52

Maior valor () de Ec a 28 dias (GPa) (**) (**) (**) (**)

Maior valor () de Ec a 90 dias (GPa) 36,76 39,24 39,92 38,74

Nas figuras 12 e 13, apresentado o ensaio do abatimento do tronco de cone realizado com o trao T-5A, pois a adio de 1,00 kg de fibra por m de concreto no permitiu a realizao do slump flow test e impediu que esse concreto se tornasse autoadensvel. Nas figuras 14 e 15, so apresentadas microfotografias de poros do trao T-5B.

Figuras 12 e 13 Ensaio do abatimento do tronco de cone com o trao T-5A

Figuras 14 e 15 Fotografias por microscopia tica do trao T-5B a 90 dias (45x): poro resultante do ar

incorporado decorrente da adio de fibra de polipropileno nos traos T-5

Pelos resultados apresentados, conclui-se que h interferncia significativa das fibras de polipropileno nos resultados dos ensaios realizados com o concreto fresco, ou seja, na


fluidez e na viscosidade plstica aparente do concreto e, consequentemente, em sua trabalhabilidade. Decidiu-se, dessa forma, nesta pesquisa, pelo emprego de baixo teor de fibras de polipropileno (0,40 kg de fibra de polipropileno/m de concreto) apenas para o controle do estado de fissurao por retrao do concreto. Apesar de no interferirem significativamente nas resistncias mecnicas dos concretos, ficou confirmado, pela presente pesquisa, que maiores dosagens de fibras de polipropileno podem influenciar o comportamento reolgico do concreto, no que diz respeito reduo de sua fluidez e trabalhabilidade e no aumento de sua viscosidade.


Na Avaliao n 4, foram produzidos os traos PCF, com 0,40 kg/m de fibras de polipropileno, e PSF, sem adio de fibras. Por meio da anlise dos resultados desta avaliao, pretendeu-se verificar se a dosagem de 0,40 kg/m de fibras de polipropileno possui a capacidade de reduzir o estado de fissurao associado retrao. Com essa finalidade, foram moldadas duas placas de concreto, uma com o trao PCF, e outra, com o trao PSF. Os resultados dos ensaios realizados com os concretos PCF e PSF nos estados fresco e endurecido so apresentados na tabela 12.

Tabela 12 Resultados dos ensaios realizados com os traos PCF e PSF

Discriminao de Materiais ou de Ensaios PCF = T1- PSF = T2-

Adio S-P x x

Brita G x x

SP-A (p/c=2,57%) x x

Fibra de polipropileno (kg/m) 0,4 0

Slump Flow Test (mm) 620 680

T500 Test (s) 39,45 14,63

Maior valor () de fc a 3 dias (MPa) 46,5 53,4




Maior valor () de ftD a 28 dias (MPa) 5,55 5,74

Maior valor () de Ec a 28 dias (GPa) 35,87 40,16

Maior valor () de Ec a 90 dias (GPa) 37,59 40,15

Fotografias apresentadas nas figuras 16 a 19 ilustram os resultados obtidos.

Figuras 16 e 17 (a) Estado de fissurao na placa produzida com concreto sem fibras (PSF) com 12

horas, e (b) idem, com idade de 90 dias

(a) (b)


Figura 18 e 19 (a) Placa produzida com concreto com fibra (PCF), sem fissuras visveis, na idade de 12

horas; e (b) idem, com idade de 90 dias

Observou-se ainda maior quantidade de ar incorporado no concreto do trao PCF do que no concreto do trao PSF, conforme previsto pela literatura (MINDESS, 1994). Portanto, j era esperado que a fibra de polipropileno provocasse essa incorporao de ar. As fotografias das figuras 20 e 21 ilustram essa observao.

Figura 20 e 21 (a) Maior quantidade de ar incorporado no concreto do trao PCF (placa com fibra); e (b)

Menor quantidade de ar incorporado no concreto do trao PSF (placa sem fibra).

Conclui-se que a adio de 0,40 kg/m de fibras de polipropileno ao concreto de uma das placas, que corresponde a 0,045% do volume de concreto, foi suficiente para no permitir a fissurao, mesmo sem a aplicao de nenhum processo de cura.

5 Concluses

Como a classificao do CAD deve ser realizada, tomando como referncia a resistncia compresso axial obtida aos 28 dias, pode-se afirmar que o CAD obtido nesta pesquisa est situado na fronteira entre as classes I e II, de acordo com a classificao adotada por Atcin (2000), apresentada na tabela 13, abaixo, uma vez a tenso de ruptura mdia compresso axial atingiu 74,46 MPa, aos 28 dias.

Tabela 13 - Classes de CAD

Resistncia Compresso (MPa) 50 a 75 75 a 100 100 a 125 125 a 150 > 150

Classe de CAD I II III IV V

Fonte: ATCIN, 2000

(a) (b)

(a) (b)


Considerando que o cimento utilizado foi o Portland composto com pozolana, CP II-Z-32, uma exceo a essa regra foi aqui admitida, para classific-lo com a resistncia obtida aos 90 dias, ou seja, o CAD produzido pode ser considerado como pertencente ao grupo II, que destinado aos concretos que atingem a tenso de ruptura compresso axial entre 75 e 100 MPa. Observa-se, ainda, que esta pesquisa possui como produto final um concreto autoadensvel e de alto desempenho, destinado fabricao de cais flutuantes da regio amaznica. Como os costados dos cais flutuantes so placas esbeltas com alturas que variam entre 2 e 4 metros, para fabricao dessas peas estruturais, h a necessidade de um concreto que possa ser facilmente adensado. Apesar de um CAA atender essa exigncia, em funo da elevada esbeltez das peas, recomendvel que seja aplicada uma leve vibrao para garantir o perfeito adensamento e reduzir a quantidade de ar incorporado, uma vez que o emprego de fibras aumenta essa incorporao. Essa vibrao deve ser aplicada dentro de um limite de energia que no provoque segregao. H, ainda, a necessidade de um concreto que possua elevadas resistncias, impermeabilidade, durabilidade e capacidade de resistir a choque de troncos e de embarcaes, que so qualidades proporcionadas por um CAD. A reduo, por meio do emprego de fibras de polipropileno, da abertura das fissuras provocadas pela retrao plstica importante para o bloqueio entrada de agentes agressivos e o aumento da impermeabilidade do concreto, uma vez que grande parte da estrutura de um cais flutuante submersa. Como todos os concretos autoadensveis e de alto desempenho produzidos com fibras de polipropileno e com materiais disponveis na regio metropolitana de Manaus possuem todas as qualidades necessrias para o emprego na fabricao de cais flutuantes, uma vez que atendem aos pr-requisitos descritos no pargrafo anterior, pode-se afirmar que os resultados desta pesquisa so satisfatrios.

6 Referncias

ATCIN, P. C.. Concreto de alto desempenho. So Paulo, Pini, 2000.

CAMES, A.. Influncia da presena de adies no comportamento do concreto fresco em composies com incorporao de superplastificantes. Universidade do Minho, Guimares, Portugal, 2005.

HASPARYK, N. P.. Investigao de concretos afetados pela reao lcali-agregado e caracterizao avanada do gel exsudado. Tese de doutorado, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2005.

LISBA, E. M.. Obteno do concreto autoadensvel utilizando o resduo de serragem de mrmore e granito e estudo de propriedades mecnicas. Dissertao de mestrado, Universidade Federal de Alagoas, Macei, 2004.

MENDES, S.. Estudo experimental de concreto de alto desempenho utilizando agregados grados disponveis na regio metropolitana de Curitiba. Dissertao de mestrado, Universidade Federal do Paran, Curitiba, 2002.

MINDESS S.. Fiber reinforced concrete myth and reality, advances in cement and concrete. ASME American Society of Civil Engineers, 1994.

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