Concreto fresco e endurecido

Centro de Ciências Tecnológicas Departamento de Engenharia Civil♦

PROPRIEDADES DO CONCRETO

FRESCO E ENDURECIDO

MCC2001 – AULA 2 e 3

1o semestre

2014

Disciplina: Materiais de Construção II

Professora: Dr.a Carmeane Effting

http://www.wikipaintings.org/en/jackson-pollock

Prof.a Dr.a Carmeane Effting

2. PROPRIEDADES DO CONCRETO

O concreto deve ser analisado nestas duas condições: fresco e

endurecido.

• O concreto fresco é assim considerado até o momento em

que tem início a pega do aglomerante→período inicial de

solidificação da pasta (↑viscosidade↑ da T pasta).

• O concreto endurecido é o material que se obtém pela

mistura dos componentes, após o fim da pega do aglome-

rante → pasta se solidifica completamente (resistência-anos).


2.1 Propriedades do concreto fresco

– TRABALHABILIDADE

– TEMPO DE TRABALHABILIDADE

– TEMPO DE PEGA

– COESÃO


•TRABALHABILIDADE

Características e condições que o concreto possui para

ser adequadamente misturado, transportado, lançado e

adensado de uma maneira fácil e sem perda de

homogeneidade, para se obter um concreto com um

mínimo de vazios.




• FATORES QUE AFETAM A TRABALHABILIDADE

FATORES INTERNOS

– Consistência: relação água/materiais secos;

– Traço: proporção cimento/agregados

– Granulometria: proporção agregado miúdo/agregado

graúdo;

– Forma dos grãos: forma angulosa ou arredondada;

– Aditivos plastificantes


Fig. 2.1. Forma e textura da superfície das partículas

de agregado graúdo [MEHTA,1994].

Seixo, arredondado

e liso

Rocha britada,

alongada

Rocha britada,

equidimensional

Rocha britada

chata

Agregado leve,

anguloso e

rochoso

Agregado leve,

arredondado e

liso

Maior

resistência


FATORES EXTERNOS

– Tipo de mistura: manual ou mecânica;

– Tipo de transporte: caçambas, bombas, calhas;

– Tipo de lançamento: pequenas ou grandes alturas: pás,

calhas;

– Tipo de adensamento: manual, vibratório, etc;

– Dimensões da peça a executar e armadura.

• FATORES QUE AFETAM A TRABALHABILIDADE


• CONSISTÊNCIA

É a relativa mobilidade ou facilidade de o concreto

ou argamassa escoar.

•Em se tratando de trabalhabilidade está implícita a

necessidade de que uma mistura seja estável, não

segregue.

•Segregação: é a separação dos constituintes da mistura,

impedindo a obtenção de um concreto com características

uniformes razoáveis


Consistência é o maior ou menor grau de fluidez da

mistura fresca. O principal fator que influi na consistência é,

sem dúvida, o teor água/materiais secos (A%).

Teor de água/materiais secos é a relação entre o peso da

água e o peso dos materiais secos multiplicada por 100.

A% = Pag x 100

Pc + Pm

onde: Pag = peso da água

Pc = peso do cimento

Pm = peso do agregado miúdo + agregado graúdo


Em função de sua consistência, o concreto é classificado em:

• seco ou úmido - quando a relação água/materiais secos é baixa,

entre 6 e 8%;

• plástico - quando a relação água/materiais secos é maior que

8 e menor que 11%;

• fluido - quando a relação água/materiais secos é alta, entre 11 e

14%.

Um concreto de consistência plástica pode oferecer, segundo o

grau de sua mobilidade, maior ou menor facilidade para ser moldado e

deslizar entre os ferros da armadura, sem que ocorra separação de

seus componentes. São os mais usados nas obras em geral.


• CONSISTÊNCIA

• Existem duas formas de segregação:

1º) Os grãos maiores tendem a se separarem dos demais,

quer depositando-se no fundo das fôrmas, quer quando se

deslocam mais rapidamente, no caso de concretos

transportados por calhas. Este tipo de segregação ocorre

muito em concretos pobres e secos.

2º) Separação total da pasta.

Este tipo de segregação ocorre em concretos com muita

água


•A segregação pode ocorrer também como resultado de

vibração exagerada, devido a erros no lançamento ou

transporte do concreto;

• A segregação pode causar:

a) Enfraquecimento da aderência pasta-agregado;

b) Aumento da permeabilidade;

c) Diminuição de resistência mecânica.


•Agregados com grande quantidade de partículas chatas e

alongadas produzem concreto com péssima

trabalhabilidade.

•Areias com módulo de finura em torno de 2,75 resultam em

concretos trabalháveis.

•Areias com deficiência de material fino, produzem

concretos áridos, difíceis de trabalhar.

laboratório


•A quantidade de finos deve ser a menor possível para

evitar consumo excessivo de água e a conseqüente

retração acentuada do concreto.


• Mas a quantidade de finos deve ser tal que proporcione o

argamassamento suficiente para se obter o acabamento

superficial, o preenchimento interno entre os grãos e

também a coesão necessária.


ENSAIO DE ABATIMENTO – SLUMP TEST

A natureza da obra, o espaçamento entre as paredes das

fôrmas e a distribuição da armadura no seu interior impõem que

a consistência do concreto seja adequada.

Fixada a resistência, mediante o estabelecimento de

determinado valor para a relação água/cimento, resta assegurar

à mistura uma consistência compatível com a natureza da

obra.

O processo de determinação de consistência mais utilizado

no Brasil, devido à simplicidade e facilidade com que é executado

na obra, é o ensaio de abatimento conhecido como Slump Test.



O equipamento para medição consta de um tronco de cone - Cone

de Abrams - com as medidas apresentadas na Figura 2.2.

Figura 2.2. Cone de Abrams



Na elaboração do ensaio, o cone deve ser molhado

internamente e colocado sobre uma chapa metálica, também

molhada. Uma vez assentado firmemente sobre a chapa, enche-se

o cone com concreto em três camadas de igual altura. Cada uma

dessas camadas é “socada” com 25 golpes, com uma barra de ferro

de 5/8” (16 mm).

Terminada a operação, retira-se o cone verticalmente e mede-

se o abatimento da amostra conforme ilustrado na Figura 2.3.



Figura 2.3. Esquema do Slump Test.





Fig. 2.4. Ensaio de abatimento de tronco de cone

[EFFTING,2004].



Segundo a NBR 6118, a consistência do concreto deve estar de

acordo com as dimensões da peça a ser concretada, com a

distribuição da armadura no seu interior e com os processos

de lançamento e adensamento utilizados. As Tabelas 2.1 e 2.2

fornecem indicações úteis sobre os resultados do Slump Test.


CLASSIFICAÇÃO DO CONCRETO FRESCO

QUANTO AO ABATIMENTO

Tabela 2.1. Abatimento recomendado para diferentes tipos de obras.


CLASSIFICAÇÃO DO CONCRETO FRESCO

QUANTO AO ABATIMENTO

Tabela 2.2. Índices de consistência do concreto em função de diferentes

tipos de obras e condições de adensamento.


2.2 Propriedades do concreto endurecido


PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO


MASSA ESPECÍFICA

A massa específica do concreto endurecido depende do

adensamento e dos agregados utilizados na mistura.

•Concreto não adensado: 2100 kg/m³

•Concreto comprimido: 2200 kg/m³

•Concreto socado: 2250 kg/m³

•Concreto vibrado: 2300 a 2400 kg/m³


FATORES QUE INFLUENCIAM NA RESIST. MECÂNICA

a) Fator água/cimento


b) Tipo e teor de cimento (finura, composição química);

c) Água: deve estar sem impurezas;

d) Agregados: aderência à pasta de cimento (rugosidade,

tamanho dos grãos)



e) Cura: A função da cura é manter o concreto

saturado, ou o mais próximo possível da saturação, até

que o espaço ocupado pela água da pasta do cimento

tenha sido preenchido, no volume desejado, pelos

produtos da hidratação do cimento.

f) Grau de hidratação.




Quanto à RM do concreto endurecido, ou seja, a sua

capacidade de resistir às diversas condições de

carregamento a que possa estar sujeito quando em serviço,

destaca-se a resistência à compressão, à tração, à flexão e ao

cisalhamento.

O processo de endurecimento dos concretos à base de

cimento Portland é muito longo, podendo levar mais de dois

anos. Com a idade o concreto endurecido vai aumentando a

resistência a esforços mecânicos.

Aos 28 dias de idade já adquiriu cerca de 75 a 90% de

sua resistência total. É na RM apresentada pelo concreto

endurecido 28 dias após a sua execução que se baseia o cálculo

dos elementos de concreto.



•Resistência à compressão



Chamamos de:

fc = a resistência à compressão do concreto;

ft = a resistência à tração simples no concreto;

ft’ = a resistência à tração na flexão do concreto.

A resistência à tração na flexão equivale,

aproximadamente, à quinta parte da resistência à compressão

do concreto; a resistência à tração simples é igual à décima parte

da resistência à compressão do concreto, assim expressa:


(simples)


5%



Chamamos de fck a resistência característica do concreto à

compressão, que é a resistência adotada para fins de cálculo.

Para a resistência à tração, a NBR 6118 permite a adoção, na falta

de determinação experimental, dos seguintes valores:

Tração

simplesTração na

flexão



Sendo:

fck = a resistência característica à compressão;

ftk = a resistência característica à tração pura.

temos que:

(Tração simples)



Para efeito de dosagem, a resistência adotada é chamada de fc28

(resistência de dosagem), que corresponde a resistência média do

concreto, ou seja, aquela que ocorre com probabilidade de 50%, a qual é

superior ao fck e assegura a resistência à compressão determinada no

projeto, no nível de probabilidade de 5%.

Vários são os fatores que influem na RM do concreto, dentre os

quais destacamos:

• fator água/cimento;

• idade;

• forma e granulometria dos agregados;

• tipo de cimento;

• condições de cura.



O fator água/cimento (x) é a relação entre o peso de água (Pag) e

o peso de cimento (Pc) empregado no traço de um cimento.

A resistência de um concreto depende fundamentalmente do

fator água/cimento, isto é, quanto menor for este fator, maior será

a resistência do concreto. Mas, deve-se ter um mínimo de água

necessária para reagir com todo o cimento e dar trabalhabilidade ao

concreto.

Pode-se pois considerar a resistência do concreto como sendo

função principalmente da resistência da pasta de cimento

endurecida, do agregado e da ligação pasta/agregado.



Quando se trata de resistência à compressão, a resistência da

pasta é o principal fator. Por outro lado, é conhecida a influência da

porosidade da pasta sobre a resistência do concreto.

Como porosidade depende do fator água/cimento, assim como do

tipo de cimento. Pode-se dizer que para um mesmo tipo de cimento a

resistência da pasta depende unicamente do fator água/cimento.

Este também é um dos principais fatores determinantes da

resistência da ligação pasta/agregado.



Quem primeiro reconheceu essa relação de dependência foi

Abrams, em trabalho publicado em 1919. Baseando-se em pesquisas

de laboratório, Abrams demonstrou que a resistência do concreto

dependia das propriedades da pasta endurecida, a qual, por sua vez,

era função do fator água/cimento.



A chamada Lei de Abrams é assim expressa:

onde:

R = resistência do concreto;

A e B = constantes empíricas;

x = fator água/cimento.



Atualmente, a expressão resulta da ajustagem de dados

experimentais e tem larga aplicação na tecnologia do concreto,

apesar de a influência das propriedades dos agregados não haver

sido considerada na sua formulação.

A Lei de Abrams pode ser utilizada para avaliar a resistência à

compressão do concreto em função do fator água/cimento, ou, o

que é mais comum no Brasil, para escolher o fator água/cimento

apropriado à obtenção da desejada resistência à compressão.



A influência da idade na resistência mecânica do concreto está

diretamente associada à resistência da pasta, que por sua vez é

determinada pelo tipo de cimento.

A resistência do agregado deve ser igual ou superior à

resistência do concreto que se pretende fabricar. Com relação à

ligação pasta/agregado, esta depende, basicamente, da forma, da

textura superficial e da natureza química dos agregados.



A forma e a textura, podem alterar significativamente a área

específica dos agregados, influindo diretamente na ligação

pasta/agregado.

Partículas que tendem à forma cúbica apresentam maior área

específica do que as que se aproximam da forma arredondada. De

igual modo, quando a textura superficial é rugosa, a resistência

mecânica do concreto aumenta consideravelmente, sobretudo nos

esforços de tração na flexão.

O mesmo efeito é obtido quando se reduz a dimensão máxima

característica do agregado graúdo.



Com relação à reatividade potencial, alguns agregados naturais

contendo sílica hidratada e certas rochas carbonatadas, desenvolvem

reações químicas de interação com os álcalis do cimento Portland.

Em conseqüência, é possível produzir deteriorações por aumento de

volume em estruturas submetidas a condições de umidade

permanente.

Outro fator da maior relevância na resistência final do concreto a

esforços mecânicos é a cura - procedimento utilizado para favorecer a

hidratação do cimento → consiste no controle da T e no movimento da

água de dentro para fora e de fora para dentro do concreto - visto que

as condições de umidade e T, principalmente nas primeiras idades, têm

importância muito grande para as propriedades do concreto endurecido.


Figura 1- topo de pilar de vertedouro de barragem afetado por

RAA.


Figura 2- Detalhe de reação álcali-agregado: a seta indica

a borda de reação circundando o agregado graúdo.


REATIVIDADE ÁLCALI-AGREGADO -RECIFE

Quadro fissuratório provocado pela RAA, em bloco de sapata de um

edifício residencial: recuperação destas estruturas é cara e complexa.


Facilidade com que um fluido pode escoar

através de um corpo sólido.

Tanto a pasta de cimento como os agregados

têm alguma porosidade e, o próprio concreto

contém vazios decorrentes da dificuldade de

adensamento

que variam de 1% a 10% da mistura.

PERMEABILIDADE


PERMEABILIDADE

A permeabilidade do concreto é menor quanto menor for

a relação água/cimento.

Quanto maior o grau de hidratação da pasta, com o

passar do tempo, menor o espaço disponível para o gel e,

conseqüentemente, menor a permeabilidade. Para que isso

ocorra, é fundamental a cura do concreto.


PERMEABILIDADE

Se o agregado de um concreto tem baixa permeabilidade

a área onde o fluxo de água pode ocorrer é reduzida e, sua

presença prolonga o trajeto do fluxo, forçando-o a

circunscrever as partículas do agregado, contribuindo para

a redução da permeabilidade.


PERMEABILIDADE

Por se tratar de um material alcalino, o concreto é

atacado em meios ácidos.

A própria atmosfera dos centros urbanos pode constituir

um meio agressivo, uma vez que a concentração de

poluente provoca chuvas ácidas ou em dias de muita

umidade, uma névoa com altos níveis de acidez.


DURABILIDADE

As ações mecânicas, físicas e químicas atuando de forma

isolada ou combinada por meio do intemperismo natural

ou resultante de resíduos industriais, contribuem para a

redução da vida útil do concreto.

A redução da permeabilidade do concreto é uma medida

importantíssima do ponto de vista do aumento da

durabilidade do concreto.

O emprego de cimentos resistentes a sulfatos e com baixos

teores de C3A, também aumentam a vida útil do concreto.


DURABILIDADE


DURABILIDADE


RETRAÇÃO

A retração do concreto é a redução do volume em razão

da redução do teor de água.

Quando a retração ocorre no concreto ainda fresco

minutos após o adensamento, ela é chamada de retração

plástica e freqüentemente é acompanhada por abertura

de fissuras.

A umidade do ar, a T, a velocidade do vento e o volume

da concretagem são fatores que influenciam neste tipo de

deformação.

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