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)

Agregadomiúdo

Agregadograúdo

Matriz

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

• 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 entre propriedades no estado fresco e endurecido

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 (slumpdo concreto)

Ensaio de abatimento do tronco de cone (slump test)

-Mais utilizado: útil para controle do concreto com slumpconhecido

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.

• Essa correção foi considerada insignificante, em estudos posteriores

= ITt V1

V2

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 - BritishStandards (BS) e American ConcreteInstitute (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

No canteiro Central Lab. Terra úmida Rija Plást. Mole Liq.Abatimento ++ + + - ++ ++ + -

VeBe - + ++ + + ++ + -

MétodosPreparação Consistência

++ 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