i
DURABILIDADE DE CONCRETOS PRODUZIDOS COM AGREGADOS
DE RESÍDUO DE CONCRETO SUBMETIDOS A TRATAMENTOS
COM CIMENTO PORTLAND E MOAGEM
CARLA MABEL MEDEIROS DE ALBUQUERQUE E SILVA
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO EM ESTRUTURAS E CONSTRUÇÃO CIVIL
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL
FACULDADE DE TECNOLOGIA
UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
ii
UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
FACULDADE DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL
DURABILIDADE DE CONCRETOS PRODUZIDOS COM AGREGADOS DE
RESÍDUO DE CONCRETO SUBMETIDOS A TRATAMENTOS COM CIMENTO
PORTLAND E MOAGEM
CARLA MABEL MEDEIROS DE ALBUQUERQUE E SILVA
ORIENTADORA: VALDIRENE MARIA SILVA CAPUZZO
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO EM ESTRUTURAS E CONSTRUÇÃO CIVIL
BRASÍLIA/DF: MARÇO – 2019
iii
UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
FACULDADE DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL
DURABILIDADE DE CONCRETOS PRODUZIDOS COM AGREGADOS DE
RESÍDUO DE CONCRETO SUBMETIDOS A TRATAMENTOS COM CIMENTO
PORTLAND E MOAGEM
CARLA MABEL MEDEIROS DE ALBUQUERQUE E SILVA
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO SUBMETIDA AO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA
CIVIL E AMBIENTAL DA FACULDADE DE TECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE DE
BRASÍLIA, COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO
GRAU DE MESTRE EM ESTRUTURAS E CONSTRUÇÃO CIVIL.
APROVADA POR:
BRASÍLIA/DF, 29 DE MARÇO DE 2019.
iv
FICHA CATALOGRÁFICA
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
SILVA, C. M. M. A. (2019). Durabilidade de concretos produzidos com agregados de resíduo
de concreto submetidos a tratamentos com cimento Portland e moagem, Publicação E.DM –
06A/19, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília,
DF, 138 p.
CESSÃO DE DIREITOS
AUTORA: Carla Mabel Medeiros de Albuquerque e Silva.
TÍTULO: Durabilidade de concretos produzidos com agregados de resíduo de concreto
submetidos a tratamentos com cimento Portland e moagem.
GRAU: Mestre ANO: 2019
É concedida à Universidade de Brasília permissão para reproduzir cópias desta dissertação de
mestrado e para emprestar ou vender tais cópias somente para propósitos acadêmicos e
científicos. A autora reserva outros direitos de publicação e nenhuma parte desta dissertação
de mestrado pode ser reproduzida sem autorização por escrito da autora.
_______________________________
Carla Mabel Medeiros de Albuquerque e Silva
CLN 208, Bloco C, Apartamento 112 – Asa Norte – CEP:70.853-530 – Brasília – DF – Brasil
E-mail: [email protected]/[email protected]
SILVA, CARLA MABEL MEDEIROS DE ALBUQUERQUE E
Durabilidade de concretos produzidos com agregados de resíduo de concreto submetidos a
tratamentos com cimento Portland e moagem [Distrito Federal] 2019.
xxii, 138 p., 210 x 297 mm (ENC/FT/UnB, Mestre, Estruturas e Construção Civil, 2019).
Dissertação de Mestrado – Universidade de Brasília. Faculdade de Tecnologia.
Departamento de Engenharia Civil e Ambiental.
1. Concreto 2. Agregado de resíduo de concreto
3. Tratamentos 4. Abordagem de mistura dois estágios
5. Durabilidade
I. ENC/FT/UnB II. Título (Mestre)
v
Aos meus pais Carlos José e Maria José,
não há palavras capazes de descrever o
meu amor e eterna gratidão.
DEDICO!
vi
AGRADECIMENTOS
Primeiramente a Deus, por seu amor lindo e sublime, por estar comigo em todos os momentos e
não me deixar cair diante às dificuldades.
Aos meus pais Carlos José e Maria José, por todo esse amor inexplicável, por apoiarem e
acompanharem todos os dias de minha vida, por terem sido meus primeiros mestres e acreditado
em mim. Amo vocês!
Aos meus irmãos Cláudio José e Cláudia Mabelly, por todo o companheirismo e torcida ao longo
da vida.
Aos meus avós Lindolfo Abel e Maria do Céu, que mesmo não estando mais presente fisicamente,
foram o meu porto seguro e sempre me incentivaram a correr atrás de meus sonhos.
Aos meus avós maternos Genésio Araújo e Maria de Lourdes, e a todos os familiares que sempre
estiveram na torcida.
À minha orientadora Valdirene Capuzzo, por todo o apoio, paciência e dedicação ao longo desses
dois anos. Serei eternamente grata. Obrigada por ajudar a ampliar meus conhecimentos.
Aos professores que compõem o Programa de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil da
Universidade de Brasília, os quais contribuíram com o meu crescimento e aprendizado na vida
pessoal e profissional.
Aos professores Rodrigo Lameiras e Fernanda Giannotti, por aceitarem compor a banca e
contribuir com este trabalho.
Aos amigos do PECC, os quais tornaram essa trajetória mais leve: Yuri Sotero, Patrícia
Milhomem, Geraldo Fábio, Alexandre Negredo, Antonildo Campos, Izabel Castro, Myrelle
Câmara, Johnnatan Nogueira, Calebe Azevedo, Mara Monaliza, Larissa Mota e Ana Luiza.
Obrigada pela amizade e apoio para que esse trabalho fosse realizado.
Ao Laboratório de Ensaio de Materiais da Universidade de Brasília (LEM – UnB), por
proporcionar a realização do programa experimental.
Aos técnicos do Laboratório de Geotecnia da Universidade de Brasília, Rogério e Saimo, pela
disponibilidade em ajudar sempre que precisei.
vii
Ao Laboratório de Saneamento Ambiental da Universidade de Brasília.
Ao Laboratório Aberto da Universidade de Brasília.
Ao Laboratório de Estudos Geocronológicos da Universidade de Brasília.
À empresa BASF pela doação do aditivo superplastificante e às empresas Realmix e Areia Bela
Vista pela doação dos agregados.
À Fundação de Apoio a Pesquisa do Distrito Federal - FAP-DF (Processo 0193.001700/2017),
pelo apoio na realização deste estudo.
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pelo apoio
financeiro para a realização dessa pesquisa.
Obrigada a todos que mesmo não tendo citado, contribuíram de alguma forma para a realização
deste trabalho.
viii
“Entrega o teu caminho ao Senhor;
confia nele, e ele tudo fará.”
(Salmos 37:5)
ix
RESUMO
DURABILIDADE DE CONCRETOS PRODUZIDOS COM AGREGADOS DE
RESÍDUO DE CONCRETO SUBMETIDOS A TRATAMENTOS COM CIMENTO
PORTLAND E MOAGEM
Autora: Carla Mabel Medeiros de Albuquerque e Silva
Orientadora: Valdirene Maria Silva Capuzzo
Programa de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil
Brasília, março de 2019
A reciclagem da fração mineral de resíduos da construção civil é vista como uma potencial
fonte de geração de agregados. Os Agregados de Resíduos de Concreto (ARC) são geralmente
indicados para se utilizar na produção de novos concretos. No entanto, devido à argamassa
antiga aderida aos ARC, estes possuem qualidade inferior ao agregado natural. Na busca de
melhorar as características dos ARC, várias técnicas vêm sendo desenvolvidas, sendo uma das
alternativas através da modificação da superfície. Esta pesquisa tem como objetivo geral
avaliar a durabilidade de concretos contendo agregados de resíduo de concreto, submetidos a
tratamentos com cimento Portland e moagem, em substituição parcial ao agregado graúdo
natural nos teores de 20% e 50%. Para avaliar o comportamento dos concretos foram
realizados os ensaios de massa específica no estado fresco, consistência pelo abatimento do
tronco de cone, resistência à compressão simples, resistência à tração por compressão
diametral, módulo estático de elasticidade à compressão, absorção de água por imersão,
absorção de água por capilaridade, resistividade elétrica volumétrica e superficial,
carbonatação acelerada, migração de cloretos no estado não estacionário, efeito combinado de
carbonatação acelerada seguida da migração de cloretos no estado não estacionário e
microscopia eletrônica de varredura. Ficou evidente que a utilização de ARC na produção de
um novo concreto produz efeitos negativos nas propriedades deste quando comparado ao
convencional. No entanto, foi verificado que a adoção de tratamentos como a moagem dos
agregados de resíduo de concreto e a abordagem de mistura dois estágios com 25% de
cimento Portland, mostraram-se como alternativas viáveis para proporcionar melhorias nos
agregados de resíduos de concreto. Além de resultar em um concreto com boas características
de propriedades mecânicas e durabilidade, também viabiliza a utilização de agregados
reciclados e não gera custo adicional no processo de produção do concreto.
Palavras-chave: concreto; agregado de resíduo de concreto; tratamentos; abordagem de
mistura dois estágios; durabilidade.
x
ABSTRACT
DURABILITY OF CONCRETES PRODUCED WITH CONCRETE RESIDUE
AGGREGATES SUBMITTED TO TREATMENTS WITH PORTLAND CEMENT
AND GRIND
Author: Carla Mabel Medeiros de Albuquerque e Silva
Advisor: Valdirene Maria Silva Capuzzo
Postgraduate Program in Structures and Civil Construction
Brasilia, march of 2019
The recycling of the mineral fraction of civil construction waste is seen as a potential source
of aggregate generation. The concrete waste aggregates (ARC) are generally indicated for
using in the production of new concretes. However, due to the old mortar adhered to the
ARC, these have inferior quality to the natural aggregate. In the search to improve the
characteristics of the ARC, several techniques have been developed, being one of the
alternatives through the modification of the surface. This research has as general objective to
evaluate the durability of concretes containing aggregates of concrete residue, submitted to
treatments with Portland cement and grind, in partial substitution to the natural coarse
aggregate in the contents of 20% and 50%. In order to evaluate the behavior of the concretes
were carried out the tests of specific mass in the fresh state, consistency by the abatement of
the cone trunk, simple compressive strength, tensile strength by diametrical compression,
static modulus of elasticity to compression, water absorption by immersion, water absorption
by capillarity, volumetric and superficial electrical resistivity, accelerated carbonation, non-
stationary migration of chlorides, combined accelerated carbonation effect followed by the
migration of non-stationary chlorides and scanning electron microscopy. It became evident
that the utilization of ARC in the production of a new concrete produces negative effects in
the properties these when compared to conventional. However, it was found that the adoption
of treatments such as the grinding of the concrete residue aggregates and the two-stage mixing
approach with 25% Portland cement proved to be viable alternatives to provide improvements
in the aggregates of concrete residues. In addition to resulting in a concrete with good
characteristics of mechanical properties and durability, it also enables the utilization of
recycled aggregates and does not generate additional cost in the concrete production process.
Keywords: concrete; aggregate of concrete wastes; treatments; two stage mixing approach;
durability.
xi
SUMÁRIO
1.INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 23
1.1.Justificativa da pesquisa e importância do tema ...................................................... 24
1.2.Objetivos..... .................................................................................................................. 25
1.2.1.Objetivo geral ........................................................................................................ 25
1.2.2.Objetivos específicos ............................................................................................. 25
1.3.Estrutura do trabalho ................................................................................................. 26
2.REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................... 27
2.1.Resíduos da Construção Civil ..................................................................................... 27
2.1.1.Agregados de Resíduos da Construção Civil ....................................................... 27
2.1.2.Características dos Agregados de Resíduo de Concreto (ARC) .......................... 28
2.1.2.1.Massa específica e massa unitária .................................................................. 28
2.1.2.2.Porosidade ...................................................................................................... 29
2.1.2.3.Absorção de água ........................................................................................... 29
2.2.Concretos produzidos com ARC ................................................................................ 31
2.2.1.Propriedades do concreto com ARC no estado fresco ......................................... 34
2.2.1.1.Consistência ................................................................................................... 34
2.2.1.2.Massa específica ............................................................................................ 35
2.2.2.Propriedades mecânicas do concreto com ARC .................................................. 36
2.2.2.1.Resistência à compressão ............................................................................... 36
2.2.2.2.Resistência à tração ........................................................................................ 39
2.2.2.3.Módulo de elasticidade .................................................................................. 41
2.3.Tratamentos em Agregados de Resíduos de Concreto (ARC) ................................ 42
2.4.Durabilidade de concretos produzidos com ARC .................................................... 46
2.4.1.Mecanismos de transporte de agentes agressivos no concreto ............................ 47
2.4.1.1.Permeabilidade ............................................................................................... 47
2.4.1.2.Absorção por sucção capilar .......................................................................... 48
2.4.1.3.Difusão ........................................................................................................... 48
2.4.1.4.Migração iônica .............................................................................................. 50
2.4.2.Absorção de água de concretos com ARC ........................................................... 50
2.4.3Resistividade elétrica .............................................................................................. 52
2.4.4.Carbonatação ........................................................................................................ 54
xii
2.4.5.Ação de cloretos .................................................................................................... 56
2.4.6.Efeito combinado de carbonatação e ação de cloretos ........................................ 60
3.METODOLOGIA ............................................................................................................... 62
3.1.Materiais e métodos ..................................................................................................... 65
3.1.1.Aglomerante .......................................................................................................... 65
3.1.2.Agregado miúdo natural ....................................................................................... 66
3.1.3.Agregado graúdo natural ..................................................................................... 66
3.1.4.Agregado graúdo reciclado................................................................................... 67
3.1.5.Aditivo .................................................................................................................... 67
3.1.6.Água de amassamento .......................................................................................... 68
3.2.Dosagem do concreto e moldagem dos corpos de prova .......................................... 68
3.2.1.Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura
de dois estágios ............................................................................................................... 72
3.2.2.Análise do efeito da abordagem mistura de dois estágios em concretos com
diferentes teores de ARC ................................................................................................ 73
3.2.3.Análise do efeito da moagem dos ARC ................................................................ 74
3.3.Ensaios no estado fresco .............................................................................................. 75
3.3.1.Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone .................... 75
3.3.2.Massa específica .................................................................................................... 75
3.4.Ensaios de propriedades mecânicas ........................................................................... 75
3.4.1.Resistência à compressão simples ........................................................................ 75
3.4.2.Resistência à tração por compressão diametral ................................................... 75
3.4.3.Módulo estático de elasticidade à compressão ..................................................... 76
3.5.Ensaios de durabilidade .............................................................................................. 76
3.5.1.Absorção de água por imersão ............................................................................. 76
3.5.2.Absorção de água por capilaridade ...................................................................... 76
3.5.3.Resistividade elétrica ............................................................................................. 76
3.5.3.1.Resistividade elétrica volumétrica ................................................................. 77
3.5.3.2.Resistividade elétrica superficial ................................................................... 79
3.5.4.Carbonatação acelerada ....................................................................................... 81
3.5.5.Migração de cloretos no estado não estacionário ................................................ 83
3.5.6.Efeito combinado de carbonatação acelerada e migração de cloretos no estado
não estacionário.. ........................................................................................................... 88
3.6.Zona de transição interfacial ...................................................................................... 89
xiii
3.6.1.Preparação da amostra ......................................................................................... 89
3.6.2.Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) ..................................................... 90
3.7.Análise estatística ......................................................................................................... 91
4.RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................................ 93
4.1.Caracterização dos materiais ..................................................................................... 93
4.1.1.Aglomerante .......................................................................................................... 93
4.1.2.Agregado miúdo natural ....................................................................................... 94
4.1.3.Agregado graúdo natural ..................................................................................... 94
4.1.4.Agregado graúdo reciclado................................................................................... 95
4.1.5.Aditivo .................................................................................................................... 96
4.2.Propriedades do concreto no estado fresco ............................................................... 96
4.2.1.Consistência pelo abatimento do tronco de cone ................................................. 96
4.2.2.Massa específica .................................................................................................... 97
4.2.2.1.Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de
mistura dois estágios .................................................................................................. 97
4.2.2.2.Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com
diferentes teores de ARC ........................................................................................... 98
4.2.2.3.Análise do efeito da moagem dos ARC ......................................................... 99
4.3.Propriedades mecânicas ............................................................................................ 100
4.3.1.Resistência à compressão simples ...................................................................... 100
4.3.1.1.Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de
mistura dois estágios ................................................................................................ 100
4.3.1.2.Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com
diferentes teores de ARC ......................................................................................... 101
4.3.1.3.Análise do efeito da moagem dos ARC ....................................................... 103
4.3.2.Resistência à tração por compressão diametral ................................................. 104
4.3.2.1.Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de
mistura dois estágios ................................................................................................ 104
4.3.2.2.Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com
diferentes teores de ARC ......................................................................................... 105
4.3.3.Módulo estático de elasticidade à compressão ................................................... 106
4.3.3.1.Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de
mistura dois estágios ................................................................................................ 106
xiv
4.3.3.2.Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com
diferentes teores de ARC ......................................................................................... 107
4.4.Ensaios para avaliação da durabilidade .................................................................. 109
4.4.1.Absorção de água por imersão ........................................................................... 109
4.4.1.1.Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de
mistura dois estágios ................................................................................................ 109
4.4.1.2.Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com
diferentes teores de ARC ......................................................................................... 111
4.4.2.Absorção de água por capilaridade .................................................................... 112
4.4.2.1.Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com
diferentes teores de ARC ......................................................................................... 112
4.4.3.Resistividade elétrica ........................................................................................... 114
4.4.3.1.Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de
mistura dois estágios ................................................................................................ 114
4.4.3.2.Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com
diferentes teores de ARC ......................................................................................... 116
4.4.4.Carbonatação acelerada ..................................................................................... 119
4.4.4.1.Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de
mistura dois estágios ................................................................................................ 119
4.4.4.2.Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com
diferentes teores de ARC ......................................................................................... 120
4.4.5.Migração de cloretos no estado não estacionário .............................................. 122
4.4.5.1.Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de
mistura dois estágios ................................................................................................ 122
4.4.5.2.Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com
diferentes teores de ARC ......................................................................................... 123
4.4.6.Efeito combinado de carbonatação acelerada e migração de cloretos no estado
não estacionário.. ......................................................................................................... 125
4.4.6.1.Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de
mistura dois estágios ................................................................................................ 125
4.4.6.2.Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com
diferentes teores de ARC ......................................................................................... 127
4.5.Zona de transição interfacial .................................................................................... 128
4.5.1.Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) ................................................... 128
xv
4.6.Resumo dos principais resultados ............................................................................ 130
5.CONCLUSÃO ................................................................................................................... 134
5.1.Recomendações para Trabalhos Futuros ................................................................ 136
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................... 137
APÊNDICES ......................................................................................................................... 147
xvi
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 – Zonas de transição do agregado de resíduo de concreto (Fonte: Autor). ............ 34
Figura 3.1 – Organograma com as etapas do programa experimental. .................................... 63
Figura 3.2 – Agregado graúdo de resíduo de concreto (ARC). ................................................ 67
Figura 3.3 – Curva de absorção dos agregados graúdos de resíduo de concreto. .................... 71
Figura 3.4 – Pré-molhagem dos agregados reciclados pertencentes ao concreto (a) 20% de
ARC; (b) 50% de ARC. ............................................................................................................ 72
Figura 3.5 – Primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios (a) CARC20-M-DE25; (b)
CARC20-M-DE100. ................................................................................................................ 73
Figura 3.6 – Primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios (a) CARC20-M-DE25; (b)
CARC50-M-DE25. .................................................................................................................. 74
Figura 3.7 – Ensaio de resistividade elétrica volumétrica em andamento. .............................. 79
Figura 3.8 – Sonda de quatro eletrodos deWenner (Fonte: Adaptado de BEUSHAUSEN,
2002). ........................................................................................................................................ 80
Figura 3.9 – Ensaio de resistividade elétrica superficial em andamento. ................................ 81
Figura 3.10 – Corpo de prova indicando a presença da frente de carbonatação. ..................... 82
Figura 3.11 – Câmara de carbonatação utilizada para a realização dos ensaios. ..................... 83
Figura 3.12 – Pré-condicionamento das amostras. ................................................................... 84
Figura 3.13 – Amostras posicionadas nos aparatos. ................................................................. 84
Figura 3.14 – Aparato/amostra posicionado sobre o suporte com inclinação de 30º. .............. 85
Figura 3.15 – Ensaio de migração de cloretos no estado não estacionário em andamento. ..... 86
Figura 3.16 – Leitura da frente de penetração de cloretos nas amostras. ................................. 87
Figura 3.17 – Procedimento indicado para a medição da frente de penetração de cloretos
(Fonte: Adaptado de NT BUILD 492:2011). ........................................................................... 88
Figura 3.18 – (a) Amostras imersas no isopropanol durante o processo de paralisação da
hidratação; (b) amostras embutidas na resina; (c) lixas utilizadas no processo de lixamento;
(d) polimotriz utilizada para o lixamento e polimento das amostras. ...................................... 90
Figura 3.19 – Microscópio Eletrônico de Varredura. ............................................................... 91
Figura 4.1 – Curva granulométrica do agregado miúdo natural. ............................................. 94
Figura 4.2 – Curva granulométrica do agregado graúdo natural. ............................................. 95
Figura 4.3 – Consistência pelo abatimento do tronco de cone. ................................................ 97
Figura 4.4 – Massa específica no estado fresco dos concretos produzidos para a análise do
teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios. .............. 98
xvii
Figura 4.5 – Massa específica no estado fresco dos concretos produzidos para a análise do
efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC. . 99
Figura 4.6 – Massa específica no estado fresco dos concretos produzidos para a análise do
efeito da moagem dos ARC. .................................................................................................. 100
Figura 4.7 – Resistência à compressão simples dos concretos produzidos para a análise do
teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios. ............ 101
Figura 4.8 – Resistência à compressão simples dos concretos produzidos para a análise do
efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC. 102
Figura 4.9 – Resistência à compressão simples dos concretos produzidos para a análise do
efeito da moagem dos ARC. .................................................................................................. 103
Figura 4.10 – Resistência à tração por compressão diametral dos concretos produzidos para a
análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.
................................................................................................................................................ 105
Figura 4.11 – Resistência à tração por compressão diametral dos concretos produzidos para a
análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores
de ARC. .................................................................................................................................. 105
Figura 4.12 – Módulo estático de elasticidade à compressão dos concretos produzidos para a
análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.
................................................................................................................................................ 106
Figura 4.13 – Módulo estático de elasticidade à compressão dos concretos produzidos para a
análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores
de ARC. .................................................................................................................................. 108
Figura 4.14 – Relação do módulo de elasticidade com a resistência à compressão simples. 109
Figura 4.15 – Absorção de água por imersão e índice de vazios dos concretos produzidos para
a análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois
estágios. .................................................................................................................................. 110
Figura 4.16 – Correlação entre a absorção de água por imersão e índice de vazios com a
resistência à compressão simples, aos 91 dias. ...................................................................... 111
Figura 4.17 – Absorção de água por capilaridade e ascensão capilar. ................................... 113
Figura 4.18 – Correlação entre a resistividade elétrica (volumétrica e superficial) e a
resistência à compressão simples, aos 91 dias. ...................................................................... 117
Figura 4.19 – Carbonatação acelerada aos 56 e 70 dias dos concretos produzidos para a
análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.
................................................................................................................................................ 120
xviii
Figura 4.20 – Carbonatação acelerada aos 56 e 70 dias dos concretos produzidos para a
análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores
de ARC. .................................................................................................................................. 121
Figura 4.21 – Coeficiente de migração de cloretos aos 28 e 91 dias de idade dos concretos
produzidos para a análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de
mistura dois estágios. ............................................................................................................. 122
Figura 4.22 – Coeficiente de migração de cloretos aos 28 e 91 dias de idade dos concretos
produzidos para a análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com
diferentes teores de ARC. ....................................................................................................... 124
Figura 4.23 – Coeficiente de migração de cloretos aos 28 e 91 dias (sem e com carbonatação)
dos concretos produzidos para a análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da
abordagem de mistura dois estágios. ...................................................................................... 126
Figura 4.24 – Coeficiente de migração de cloretos aos 28 e 91 dias (sem e com carbonatação)
dos concretos produzidos para a análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em
concretos com diferentes teores de ARC. .............................................................................. 127
Figura 4.25 – Amostra CARC20-M (a) Fotografia; (b) MEV da zona de transição interfacial.
................................................................................................................................................ 128
Figura 4.26 – Amostra CARC20-M-DE100 (a) Fotografia; (b) MEV da zona de transição
interfacial. ............................................................................................................................... 129
Figura 4.27 – Amostra CARC20-M-DE25 (a) Fotografia; (b) MEV da zona de transição
interfacial. ............................................................................................................................... 129
xix
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 - Massa específica e unitária dos agregados graúdos naturais e reciclados por
diversos autores. ....................................................................................................................... 28
Tabela 2.2 – Absorção de água dos agregados graúdos naturais e reciclados por diversos
autores. ..................................................................................................................................... 30
Tabela 2.3 – Panorama geral das especificações para uso do agregado reciclado em concreto
(Fonte: Adaptado de Kiouranis et al., 2016). ........................................................................... 32
Tabela 2.4 – Resultados de resistência à compressão de concretos produzidos com ARC,
conforme a literatura. ............................................................................................................... 37
Tabela 2.5 – Resultados de resistência à tração por compressão diametral de concretos
produzidos com ARC, por diversos autores. ............................................................................ 40
Tabela 2.6 – Valores de módulo de elasticidade de concretos produzidos com ARC, por
diversos autores. ....................................................................................................................... 42
Tabela 2.7 – Resultados de estudos que produziram concreto com ARC após processo de
tratamento mecânico. ............................................................................................................... 43
Tabela 2.8 – Resultados de estudos que produziram concreto com ARC com a superfície
modificada. ............................................................................................................................... 44
Tabela 2.9 – Valores de resistividade elétrica de concretos produzidos com ARC, por diversos
autores. ..................................................................................................................................... 53
Tabela 2.10 – Valores de profundidade de carbonatação de concretos produzidos com ARC,
conforme alguns autores. .......................................................................................................... 56
Tabela 2.11 – Teores máximos de cloretos permitidos no concreto (Fonte: ABNT NBR
12655:2015). ............................................................................................................................ 57
Tabela 2.12 – Resultados de diversos autores obtidos a partir da realização do ensaio de
migração de cloretos em concretos produzidos com ARC. ..................................................... 59
Tabela 3.1 – Variáveis independentes e dependentes do programa experimental. .................. 64
Tabela 3.2 – Quantidade de corpos de prova moldados para a realização dos ensaios. .......... 65
Tabela 3.3 – Métodos de ensaios para a caracterização física do aglomerante........................ 66
Tabela 3.4 – Métodos de ensaio para a caracterização física do agregado miúdo natural. ...... 66
Tabela 3.5 – Métodos de ensaio para a caracterização física do agregado graúdo natural. ..... 66
Tabela 3.6 – Métodos de ensaio para a caracterização física do agregado graúdo reciclado. . 67
Tabela 3.7 – Nomenclatura e características dos traços. .......................................................... 69
Tabela 3.8 – Composições dos traços de concreto. .................................................................. 70
xx
Tabela 3.9 – Valores de resistividade elétrica com indicativos da probabilidade de corrosão do
concreto, segundo CEB – 192 e o boletim europeu COST 509 (Fonte: Ribeiro et al., 2014). 77
Tabela 3.10 – Classificação dos valores de resistividade elétrica volumétrica quanto à
penetração de cloretos (Fonte: AASHTO TP119:2015). ......................................................... 79
Tabela 3.11 – Tensões e correntes de referência para o ensaio de migração de cloretos no
estado não estacionário (Fonte: NT BUILD 492:2011). .......................................................... 86
Tabela 4.1 – Resultados de caracterização do cimento Portland de alta resistência inicial (CP
V- ARI). ................................................................................................................................... 93
Tabela 4.2 – Resultados de caracterização física do agregado miúdo natural. ........................ 94
Tabela 4.3 – Resultados de caracterização física do agregado graúdo natural. ....................... 95
Tabela 4.4 – Resultados de caracterização física do agregado graúdo reciclado. .................... 96
Tabela 4.5 – Características do aditivo superplastificante. ...................................................... 96
Tabela 4.6 – Resistividade elétrica volumétrica e superficial. ............................................... 114
Tabela 4.7 – Classificação quanto ao risco de corrosão e penetração de cloretos para os
valores de resistividade elétrica volumétrica dos concretos produzidos para a análise do teor
de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios. ................... 115
Tabela 4.8 – Classificação quanto ao risco de corrosão para os valores de resistividade elétrica
superficial dos concretos produzidos para a análise do teor de cimento Portland na primeira
etapa da abordagem de mistura dois estágios. ........................................................................ 115
Tabela 4.9 – Classificação quanto ao risco de corrosão e penetração de cloretos para os
valores de resistividade elétrica volumétrica dos concretos produzidos para a análise do efeito
da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC. .......... 118
Tabela 4.10 – Classificação quanto ao risco de corrosão para os valores de resistividade
elétrica superficial dos concretos produzidos para a análise do efeito da abordagem de mistura
dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC. ................................................... 118
Tabela 4.11 – Resumo dos resultados obtidos nos ensaios de propriedades mecânicas e
durabilidade. ........................................................................................................................... 133
Tabela A.1 – Valores individuais de resistência à compressão simples (MPa). .................... 147
Tabela A.2 – Valores individuais de resistência à tração por compressão diametral (MPa). 147
Tabela A.3 – Valores individuais de módulo estático de elasticidade à compressão (GPa). . 148
Tabela A.4 – Valores individuais de absorção de água por imersão (%) e índice de vazios (%).
................................................................................................................................................ 148
Tabela A.5 – Valores individuais de absorção de água por capilaridade (g/cm²) e ascensão
capilar (mm). .......................................................................................................................... 149
xxi
Tabela A.6 – Valores individuais de resistividade elétrica volumétrica (kΩ.cm). ................. 149
Tabela A.7 – Valores individuais de resistividade elétrica superficial (kΩ.cm). ................... 150
Tabela A.8 – Valores individuais da frente de carbonatação dos concretos (mm). ............... 151
Tabela A.9 – Parâmetros de ensaio e resultados individuais de migração de cloretos dos
concretos aos 28 dias (sem carbonatação). ............................................................................. 152
Tabela A.10 – Parâmetros de ensaio e resultados individuais de migração de cloretos dos
concretos aos 91 dias (sem carbonatação). ............................................................................. 153
Tabela A.11 – Parâmetros de ensaio e resultados individuais de migração de cloretos dos
concretos aos 91 dias (com carbonatação). ............................................................................ 154
Tabela A.12 – Análise de variância (ANOVA) para a avaliação do teor de cimento Portland
na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios. .................................................... 155
Tabela A.13 – Análise de variância (ANOVA) para a avaliação do efeito da abordagem de
mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC. ...................................... 156
Tabela A.14 – Análise de variância (ANOVA) para a avaliação do efeito da moagem dos
ARC. ....................................................................................................................................... 156
Tabela A.15 – Análise de variância (ANOVA) para a avaliação do efeito da idade dos
concretos. ................................................................................................................................ 157
Tabela A.16 – Testes de Duncan para a avaliação do teor de cimento Portland na primeira
etapa da abordagem de mistura dois estágios. ........................................................................ 158
Tabela A.17 – Testes de Duncan para a avaliação do efeito da abordagem de mistura dois
estágios em concretos com diferentes teores de ARC. ........................................................... 159
Tabela A.18 – Teste de Duncan para a avaliação do efeito da moagem dos ARC. ............... 160
xxii
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ARC – Agregado de Resíduo de Concreto
ARM – Agregado de Resíduo Misto
ARA – Agregado de Resíduo de Alvenaria
AN – Agregado Natural
RCC – Resíduos da Construção Civil
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
a/c – Água/cimento
a/agl – Água/aglomerante
FRX – Fluorescência de raios-X
MEV – Microscopia Eletrônica de Varredura
TSMA – Two-Stage Mixing Approach
NMA – Normal Mixing Approach
23
1. INTRODUÇÃO
O crescente desenvolvimento do setor construtivo vem desencadeando além de uma alta
demanda por matérias-primas, um elevado índice de geração de resíduos da construção civil
(RCC).
A reciclagem da fração mineral de resíduos da construção civil é vista como uma potencial
fonte de geração de agregados, além de proporcionar o reaproveitamento dos resíduos,
também diminui a dependência de agregados naturais, o que contribui para a preservação dos
recursos naturais.
Os agregados reciclados podem ser classificados como Agregados de Resíduos de Concreto
(ARC), os quais são compostos na sua fração graúda por no mínimo 90% em massa de
fragmentos à base de cimento Portland e rochas; e Agregados de Resíduos Misto (ARM), os
quais são compostos na sua fração graúda por menos de 90% em massa de fragmentos à base
de cimento Portland e rochas (ABNT NBR 15116, 2004).
Os agregados de resíduos de concreto são geralmente indicados para se utilizar na produção
de novos concretos. Apesar de no Brasil os ARC ainda não poderem ser utilizados em
concretos com função estrutural, essa já é uma realidade em locais como a Alemanha, Reino
Unido e Portugal. De acordo com Ismail e Ramli (2014), a indústria da construção civil ainda
é possuidora de grandes dúvidas sobre a utilização dos agregados reciclados na produção
comercial de concreto, principalmente para fins estruturais, devido a algumas qualidades
desfavoráveis destes agregados quando comparados aos naturais.
Os ARC são compostos comumente pelo agregado natural revestido por camadas de
argamassa antiga, logo, devido a essa característica, estes agregados possuem massa
específica relativamente menor do que os agregados naturais. Além disso, a camada de
argamassa aderida possui maior porosidade, o que faz com que o agregado reciclado absorva
mais água, entre 4 e 9,5%, quando comparado ao agregado natural (PADMINI et al., 2009). A
argamassa aderida é responsável pela baixa resistência a ações mecânicas e químicas dos
ARC (KWAN et al., 2012).
De acordo com Dimitriou et al. (2018), a microestrutura do concreto com agregado reciclado
é mais heterogênea do que a do concreto convencional, pois o mesmo possui duas zonas de
24
transição interfacial, uma entre o ARC e a nova argamassa e outra entre o agregado original e
a antiga argamassa aderida.
Segundo Li et al. (2009), em consequência de suas características, a utilização do agregado de
resíduo de concreto na produção de um novo concreto pode gerar efeitos adversos na ligação
interfacial entre o ARC e a nova argamassa, o que posteriormente afeta nas propriedades
mecânicas e durabilidade do concreto.
1.1. Justificativa da pesquisa e importância do tema
Devido às características negativas dos ARC, várias pesquisas têm buscado métodos para
proporcionar melhorias na qualidade desses agregados por meio da utilização de tratamentos.
Esses tratamentos, quando aplicados nos ARC, visam reduzir a porosidade e a absorção de
água, aumentar a densidade, e, propiciar melhor aderência interfacial entre o agregado e a
argamassa do novo concreto.
No entanto, os efeitos dos tratamentos nos agregados de resíduos de concreto, na maioria das
vezes, são avaliados no concreto endurecido somente por meio das propriedades mecânicas,
tais como resistência à compressão simples, resistência à tração por compressão diametral e
módulo estático de elasticidade à compressão.
Sendo assim, a motivação desta pesquisa é trazer resultados pouco abordados na literatura até
então, como algumas propriedades de durabilidade do concreto com a utilização de agregados
de resíduos de concreto submetidos a tratamentos. O estudo da durabilidade dos concretos é
fundamental, considerando que é essencial que este material possua capacidade de suportar as
condições para as quais foi projetado durante sua vida útil.
Esta dissertação está inserida na linha de pesquisa “Tecnologia, Processos, Componentes e
Materiais de Construção” do Programa de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil da
Universidade de Brasília. O trabalho possui a importância de motivar a utilização de
agregados de resíduo de concreto, o que constitui uma resposta racional ao montante de
descarte causado pelo setor da construção civil. Além de proporcionar a redução da
quantidade de resíduos, a utilização de agregados reciclados também contribui com a
sustentabilidade através da substituição parcial do agregado natural utilizado na produção de
concretos.
25
1.2. Objetivos
1.2.1. Objetivo geral
Esta pesquisa tem como objetivo geral avaliar a substituição parcial no concreto do agregado
graúdo natural por agregado de resíduo de concreto. Os agregados de resíduo de concreto
serão submetidos a tratamentos com cimento Portland e moagem, e como requisito de
comparação serão analisadas as propriedades mecânicas e parâmetros de durabilidade.
1.2.2. Objetivos específicos
Os objetivos específicos deste trabalho são:
Realizar a dosagem dos concretos substituindo volumetricamente os agregados graúdos
naturais por ARC nos teores de 20% e 50%, sendo os agregados reciclados submetidos a
tratamentos por meio do método de mistura dois estágios com 100% e 25% de cimento
Portland e moagem;
Avaliar o comportamento dos concretos produzidos com ARC (submetidos a diferentes
tratamentos) e com diferentes teores de substituição, no estado fresco e por meio das
propriedades mecânicas;
Avaliar o comportamento dos concretos produzidos com ARC (submetidos a diferentes
tratamentos) e com diferentes teores de substituição, em relação a parâmetros de
durabilidade;
Avaliar a zona de transição interfacial dos concretos com ARC, dosados através do
método de mistura normal e abordagem de mistura dois estágios com 100% e 25% de
cimento Portland, por meio do ensaio de microscopia eletrônica de varredura.
26
1.3. Estrutura do trabalho
Este trabalho foi dividido em cinco capítulos. Este capítulo, de introdução, apresenta a
relevância do tema, assim como o objetivo geral e os objetivos específicos.
O segundo capítulo apresenta a revisão bibliográfica utilizada como referência nesse trabalho.
São abordados os temas de resíduos da construção civil, concretos produzido com ARC,
tratamentos em agregados de resíduo de concreto (ARC) e durabilidade de concretos
produzidos com ARC.
O terceiro capítulo trata da metodologia, o qual apresenta os materiais utilizados e os
respectivos métodos de caracterização, os métodos de dosagens, os ensaios realizados no
estado fresco, ensaios de propriedades mecânicas, de durabilidade, ensaios de análise da zona
de transição interfacial e detalha como foi realizada a análise estatística.
No quarto capítulo são apresentados os resultados dos ensaios realizados e suas respectivas
análises.
Por fim, no quinto capítulo estão as conclusões da pesquisa, além de sugestões para trabalhos
futuros.
27
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1. Resíduos da Construção Civil
Os resíduos da construção civil (RCC) são definidos pela ABNT NBR 15113:2004, como
sendo resíduos provenientes de construções, reformas, reparos e demolições de obras de
construção civil, e os resultantes da preparação e da escavação de terrenos.
De acordo com a norma supracitada e em conformidade com a resolução CONAMA nº 307,
os resíduos da construção civil são classificados em quatro classes:
Classe A – resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados;
Classe B – resíduos recicláveis para outras destinações;
Classe C – resíduos para os quais não foram desenvolvidas tecnologias ou aplicações
economicamente viáveis que permitam a sua reciclagem e recuperação;
Classe D – resíduos perigosos oriundos do processo de construção.
A classe A classifica como resíduos recicláveis como agregados, os resíduos de construção,
demolição, reformas e reparos de pavimentação e de outras obras de infraestrutura; resíduos
de construção, demolição, reformas e reparos de edificações (componentes cerâmicos,
argamassa e concreto); e resíduos de processo e/ou demolição de peças pré-moldadas em
concreto produzidos nos canteiros de obras (ABNT NBR 15113, 2004).
2.1.1. Agregados de Resíduos da Construção Civil
De acordo com a ABNT NBR 15116:2004, os resíduos da construção civil que se enquadram
dentro da classe A, são divididos em: agregado de resíduo de concreto (ARC) e agregado de
resíduo misto (ARM).
O agregado de resíduo de concreto (ARC) é composto na sua fração graúda, de no mínimo
90% em massa de fragmentos à base de cimento Portland e rochas. Já o agregado de resíduo
misto (ARM) possui em sua composição na fração graúda, menos de 90% em massa
fragmentos à base de cimento Portland e rocha (ABNT NBR 15116, 2004).
A fração mineral dos resíduos da construção civil possui uma grande variabilidade em sua
composição, fato que ocasiona dificuldade em sua aplicação em larga escala na utilização
como agregado na produção de novos concretos.
28
De acordo com Werle (2010), devido ao fato do concreto ser um material amplamente
utilizado, ele está presente em grande quantidade dentre os materiais constituintes do RCC.
De acordo com este autor, o concreto possui características adequadas para a sua
transformação em um coproduto a ser inserido na cadeia produtiva da construção civil na
forma de agregado.
2.1.2. Características dos Agregados de Resíduo de Concreto (ARC)
2.1.2.1. Massa específica e massa unitária
A massa específica de um material é definida como sendo a razão entre sua massa por
unidade de volume. Segundo Moretti (2014), a determinação da massa específica e unitária,
são fundamentais para a definição da dosagem dos concretos. As propriedades do concreto
como consistência, massa específica e resistência à compressão são influenciadas pela massa
específica dos agregados.
Geralmente os agregados de resíduo de concreto possuem massa específica e massa unitária
inferiores aos agregados naturais (AN), isto se deve ao fato de serem compostos por materiais
mais porosos.
De acordo com Buttler (2003), a massa específica dos ARC são mais baixas do que a dos AN
devido à quantidade de argamassa antiga aderida às partículas. Quanto mais poroso é o
agregado, menor é sua massa específica.
Na Tabela 2.1 estão apresentados alguns valores encontrados na literatura de massa específica
e massa unitária dos agregados naturais e dos agregados de resíduo de concreto.
Tabela 2.1 - Massa específica e unitária dos agregados graúdos naturais e reciclados por diversos autores.
Autor (ano)
Massa específica (kg/dm³) Massa unitária (kg/dm³)
AN
(graúdo)
ARC
(graúdo)
AN
(graúdo)
ARC
(graúdo)
Gonçalves (2001) 2,83 2,48 1,48 1,29
Leite (2001) 3,09 2,51 1,61 1,12
Vieira (2003) 2,70 2,52 - -
Xiao et al. (2005) 2,82 2,52 1,45 1,29
Cabral (2007) 2,87 2,27 1,44 1,22
Zhihui et al. (2013) 2,73 2,65 - -
Pandurangan et al.
(2016) 2,70 2,45 1,63 1,36
Nanya (2018) 2,82 2,72 1,44 1,44
29
Conforme Leite (2001), os valores de massa específica são bastante variados, mesmo que
sejam compostos por materiais semelhantes. Essa variação de resultados pode ocorrer devido
às propriedades de cada material e em função do método de ensaio adotado.
2.1.2.2. Porosidade
O tamanho, volume e continuidade dos poros na estrutura do sólido são responsáveis por
determinar a sua estrutura de porosidade e, consequentemente, sua permeabilidade e absorção,
a qual corresponde a quantidade de água passível de ser incorporada aos poros permeáveis
(MEHTA e MONTEIRO, 2014).
De acordo com a ABNT NBR 9935:2011, os poros permeáveis são as descontinuidades
ligadas à superfície externa do agregado capazes de reterem água, ou seja, os poros os quais
possibilitam o acesso da água. No entanto, existem também os poros não permeáveis, os quais
estão isolados no interior da estrutura física do sólido, não permitindo o acesso direto da água.
Segundo Werle (2010), a porosidade dos agregados de resíduo de concreto depende da
relação água/cimento utilizada para a confecção deste material, considerando que quanto
maior a relação água/cimento, maior será o número total e a dimensão dos poros.
Conforme o estudo de Gómez-Soberón (2003), os ARC apresentaram diâmetro de poros 40%
maiores do que os poros dos agregados naturais, fato este em virtude da quantidade de
argamassa aderida.
Em uma pesquisa realizada por Zaharieva et al. (2003), os agregados graúdos de resíduo de
concreto apresentaram uma porosidade de 12,5%, enquanto que nos agregados graúdos
naturais a porosidade foi de 0,3%.
De acordo com Vieira e Dal Molin (2004), a maior porosidade e a menor resistência dos
agregados graúdos reciclados podem influenciar na resistência à compressão obtida pelos
novos concretos produzidos.
2.1.2.3. Absorção de água
A absorção de água é a característica que determina a quantidade de fluido que é absorvido
para o interior de um sólido, sendo essa absorção proporcionada através da rede de poros do
material. Esta é uma das principais propriedades que deve ser considerada durante a
confecção de novos concretos.
30
Conforme Etxeberria et al. (2007), a absorção é um dos mais significativos parâmetros que
diferencia o agregado de resíduo de concreto do natural e está diretamente relacionada com a
camada de argamassa aderida.
De acordo com Padovan (2013), a taxa de absorção de água nos agregados naturais
geralmente encontra-se inferior a 2%, não exercendo quase nenhuma influência nas misturas
de concreto. Já nos agregados de resíduos de concreto, esta absorção geralmente está na faixa
de 4 a 6%, afetando nas propriedades do concreto no estado fresco e endurecido.
A absorção de água relaciona-se com a porosidade dos agregados, e sua determinação pode
ser considerada como uma quantificação indireta da porosidade, da resistência mecânica e da
durabilidade dos concretos produzidos (DAMINELLI, 2007).
Na Tabela 2.2 estão apresentados alguns valores encontrados na literatura, referentes à
absorção de água de agregados graúdos naturais e de resíduos de concreto.
Tabela 2.2 – Absorção de água dos agregados graúdos naturais e reciclados por diversos autores.
Autor (ano)
Absorção de água (%)
AN (graúdo) ARC
(graúdo)
Gonçalves (2001) 1,90 4,90
Leite (2001) - 4,95
Vieira (2003) - 6,04
Cabral (2007) 1,22 5,65
Zhihui et al. (2013) 0,70 4,10
Pandurangan et al. (2016) 0,60 4,58
Nanya (2018) 0,30 5,85
Dimitriou et al. (2018) 2,50 7,20
Em relação ao período de absorção do agregado de resíduo de concreto quando em contato
com a água, Werle (2010) verificou em sua pesquisa que os agregados reciclados possuem
uma elevada absorção de água nos primeiros 10 minutos de imersão, e após este período a
absorção torna-se lenta ao longo do tempo.
No estudo de Buttler (2003), a absorção de 88% da massa de água pelos agregados de resíduo
de concreto ocorreu nos primeiros 10 minutos de ensaio, considerando um período de ensaio
31
de 24 horas. Na pesquisa de Cabral (2007) também foi observada uma absorção 80% da
massa de água pelos ARC durante os primeiros 10 minutos de ensaio.
Considerando a variabilidade dos agregados de resíduos de concreto e seus distintos
comportamentos, se faz necessário um prévio ensaio de absorção de água com o intuito de
verificar o comportamento do mesmo em relação a este parâmetro.
A ABNT NBR 15116:2004 recomenda a necessidade de utilização de métodos de pré-
molhagem, em busca de minimizar os efeitos de absorção de água e a consequente perda da
trabalhabilidade e alteração na relação água/cimento efetiva dos concretos produzidos com
agregados reciclados. De acordo esta norma, valores em torno de 80% do teor de absorção de
água do agregado reciclado em uso são adequados.
2.2. Concretos produzidos com ARC
A utilização de agregados reciclados no processo construtivo vem sendo alvo de pesquisa em
diversos países, sendo que em alguns já estão inseridos em normas técnicas, as quais
estabelecem requisitos para sua utilização. Segundo Agrela et al. (2013), a primeira norma
internacional que elaborou recomendações para o uso de agregados reciclados no concreto foi
publicada no ano de 1994 pelo International union of laboratories and experts in construction
materials, systems and structures (RILEM), com o título “Specifications for Concrete with
Recycled Aggregates”.
No Brasil, conforme as recomendações normativas vigentes, os agregados reciclados só
podem ser utilizados para produção de concretos para fins não estruturais. No entanto,
existem países que estabelecem a utilização desses agregados em concretos estruturais. Na
Tabela 2.3 está apresentada a síntese de alguns países que especificam as características que
os agregados reciclados devem possuir para serem utilizados na produção de concretos, assim
como o campo de aplicação do concreto contendo estes agregados.
32
Tabela 2.3 – Panorama geral das especificações para uso do agregado reciclado em concreto (Fonte: Adaptado
de Kiouranis et al., 2016).
País Classe
Densidade
mínima
(kg/m³)
Máxima
absorção
de água
(%)
Substituição
máxima (%) Uso
Resistência
máxima (MPa) Graúdo Miúdo
Brasil
ARC s.e 7% - AG
12% - AM 100 100
Concreto
não
estrutural
15
ARM s.e 12% - AG
17% - AM
Alemanha
ARC I 2000 10 20-35 0 Concreto
estrutural
C30/37 (20% de
substituição)
ARC II 2000 15 20-35 0 C25/30 (35% de
substituição)
ARA
III 1800 20 s.e
Concreto
não
estrutural
s.e
ARM 1500 s.e s.e
Hong Kong ARC 2000 10 20 ou
100 0
Concreto
estrutural
C20 (100% de
substituição);
C35 (20% de
substituição)
RILEM
ARC 2400 3
100 (a)
Ambiente
seco e
molhado,
não
agressivo
Sem limitação
ARC 2000 10 C50/60
ARA 1500 20 C16/20
Reino
Unido
ARC s.e s.e 20 0 Concreto
estrutural C40/50
ARM s.e s.e s.e 0
Concreto
não
estrutural
s.e
Holanda
ARC 2000 s.e
100 (a)
Ambiente
não
agressivo
C40/50
ARM 2000 s.e C20/25
Portugal
ARC I 2200 7 25 0 Concreto
estrutural
C40/50
ARC II 2200 7 20 0 C35/45
ARM 2000 7 s.e 0
Concreto
não
estrutural
s.e
Suíça
ARC s.e s.e
100 100
Concreto
reforçado C30/37
ARM s.e s.e
Concreto
não
estrutural
s.e
Japão
(BCSJ) ARM 2200 7 100 100
Concreto
não
estrutural
18
Dinamarca
ARC 2200 s.e
100 20
Ambiente
não
agressivo
C40 ARC 2200 s.e
ARM 1800 s.e C20 Notas:
s.e – Sem especificação;
(a): Somente se misturados com agregado graúdo natural;
AG: Agregado Graúdo
AM: Agregado Miúdo
33
De acordo com a Tabela 2.3, com exceção do Brasil, Reino Unido e Suíça, todos os demais
países apresentaram limites mínimos para a densidade do agregado reciclado, sendo o valor
mínimo de 2000 kg/m³ para o agregado de resíduo de concreto. Além da densidade, em
alguns países também são especificados limites para a absorção de água.
Conforme observado na Tabela 2.3, o teor de máxima substituição do agregado graúdo para
concretos estruturais na maioria dos países é de 20%. No entanto, existem os que permitem a
substituição de 100% do agregado graúdo para classes de resistência menores.
Para Basheer et al. (2001), as propriedades do concreto são influenciadas pelo número, tipo,
tamanho e distribuição dos poros presentes nos agregados, na argamassa e na zona de
transição. Segundo Xiao et al. (2013), a influência da zona de transição interfacial no
comportamento do concreto, depende da qualidade da argamassa antiga e seu teor de adesão
no agregado natural.
Conforme Bonifazi et al. (2015), a zona de transição interfacial é a região entre o agregado e a
pasta de cimento, e geralmente é caracterizada por uma microestrutura diferente do restante
da matriz. Nesta região, na maioria das vezes, é detectada maior porosidade, característica que
muda de acordo com a distância da superfície do agregado até a nova pasta cimentícia.
De acordo com Liu et al. (2011) e Otsuki et al. (2003), comparado ao concreto convencional,
o concreto com agregado reciclado possui duas zonas de transição interfaciais. A antiga zona
de transição está localizada entre o agregado natural e a antiga argamassa, já a nova zona de
transição localiza-se entre a antiga argamassa e a nova matriz cimentícia, como está
representado na Figura 2.1.
34
Figura 2.1 – Zonas de transição do agregado de resíduo de concreto (Fonte: Autor).
De acordo com Silva (2017), quando o ARC não possui qualquer pasta e/ou argamassa antiga
aderida à sua superfície ou aos seus poros, a interface apresenta-se praticamente igual à
encontrada no agregado natural.
2.2.1. Propriedades do concreto com ARC no estado fresco
2.2.1.1. Consistência
A consistência é uma das principais propriedades a ser analisada no concreto no estado fresco,
considerando que esta exerce influência nas propriedades do estado endurecido e
consequentemente na sua funcionalidade.
Esta propriedade afeta diretamente sobre a capacidade de bombeamento e a construbilidade,
pois determina a facilidade com que uma mistura de concreto será manipulada sem a
ocorrência de segregação (MEHTA e MONTEIRO, 2014).
De acordo com Levy (1997), os concretos produzidos com agregados de resíduo de concreto
apresentam consistência mais seca do que os concretos convencionais, produzidos com a
mesma relação água/cimento. Este fato é atribuído à maior porosidade e consequentemente à
maior absorção de água do ARC em relação ao agregado natural.
É importante ainda considerar a influência da forma dos agregados nesta propriedade. As
formas distintas dos agregados devido à utilização de diferentes equipamentos para britagem
35
conduzem, por conseguinte, áreas superficiais diferentes, o que também exerce influência
sobre a quantidade de água de amassamento necessária para manter a consistência. Além
disso, o fato dos agregados de resíduo de concreto possuírem massa específica menor em
relação ao agregado natural faz com que a substituição em massa conduza a um maior volume
de agregados na mistura, o que também pode gerar um aumento na quantidade da água
necessária (RAKSHVIR e BARAI, 2006).
Wagih et al. (2013) observaram na pesquisa desenvolvida, que o aumento do teor de
substituição do agregado natural por agregado graúdo de resíduo de concreto reduziu a
consistência do concreto e, consequentemente, aumentou a demanda de água para se
conseguir a consistência desejada.
Conforme Padovan (2013), a perda da consistência de concretos produzidos com agregados
reciclados pode ser amenizada compensando a água referente à absorção do agregado
reciclado.
Em decorrência da perda de consistência do concreto, aditivos superplastificantes são
utilizados buscando garantir esta propriedade. Estes produtos são eficazes quanto à prevenção
da reaglomeração das partículas de cimento, as quais tendem a se repelir enquanto há
moléculas de superplastificante disponíveis sobre sua superfície. Apesar do efeito
significativo, os aditivos superplastificantes não modificam a estrutura da pasta de cimento
hidratada, seu efeito está apenas ligado à melhor distribuição das partículas de cimento e,
portando, melhor hidratação (NEVILLE, 2013).
2.2.1.2. Massa específica
Como mencionado no item 2.1.2.1, os agregados de resíduo de concreto são conhecidos por
possuírem massa específica menor do que os agregados naturais. Como consequência, os
concretos produzidos com ARC geralmente possuem massa específica no estado fresco e
endurecido, menor do que os concretos convencionais.
A tendência de redução da massa específica do concreto com agregados reciclados foi
confirmada por Gunçan e Topçu (1995). Os autores variaram o teor de substituição do
agregado natural por agregado de resíduo de concreto de 30 a 100%. Concluíram que a
densidade do concreto reciclado reduziu em relação ao concreto convencional no estado
fresco, conforme o aumento do teor de substituição. Os autores atribuíram essa diminuição, ao
36
fato dos agregados de resíduo de concreto possuírem uma grande quantidade de argamassa
aderida.
Nanya (2018) também identificou um decréscimo da massa específica dos concretos
produzidos com agregado de resíduo de concreto em relação ao concreto convencional. Foi
constatada uma redução de até 6% da massa específica, conforme o aumento do percentual de
substituição, sendo este de 30 a 100%.
Com base na literatura, é possível inferir que a massa específica do concreto contendo ARC
possui uma tendência de redução. Tal comportamento pode ser atribuído à quantidade de
argamassa aderida ao agregado reciclado. Sendo assim, quanto maior o teor de substituição,
maior será a quantidade de argamassa antiga presente no concreto, e consequentemente menor
será sua massa específica.
2.2.2. Propriedades mecânicas do concreto com ARC
2.2.2.1. Resistência à compressão
A resistência e o desempenho final do concreto são diretamente influenciados pelos materiais
que o constituem. Sendo assim, considerar as características dos agregados é fundamental
quando se deseja realizar uma análise das propriedades do concreto, considerando que até
80% de toda a mistura, corresponde a esses materiais.
De acordo com Padovan (2013), a qualidade do agregado de resíduo de concreto influencia
significativamente na resistência à compressão dos novos concretos produzidos, devido ao
efeito da quantidade de argamassa neles aderidos.
Vieira e Dal Molin (2004) apontam que as características como alta porosidade e menor
resistência dos agregados graúdos reciclados, são fatores que geralmente influenciam na
resistência à compressão dos concretos com ARC, pois devido à alta porosidade, esses
agregados consequentemente apresentam altas taxas de absorção de água.
Montgomery (1998) analisou o efeito da quantidade de argamassa aderida nas partículas de
ARC na resistência à compressão do concreto. Observou que o concreto produzido com ARC
graúdo com grande quantidade de argamassa aderida, apresentou resistência à compressão,
aos 28 dias, cerca de 15% menor que o concreto convencional. Já no concreto produzido com
ARC graúdo, submetidos a um processo abrasão para redução da quantidade de argamassa
aderida, essa diferença ficou em torno de 6%.
37
Etxeberria et al. (2007) observaram que o concreto produzido com a substituição de 25% do
agregado natural por agregado de resíduos de concreto apresentou resistência à compressão
similar ao concreto convencional. Já na substituição de 100% do agregado natural por
agregado reciclado, os autores observaram um decréscimo de 20-25% da resistência à
compressão em relação ao concreto convencional, utilizando a mesma relação água/cimento
efetiva e a mesma quantidade de cimento.
Kwan et al. (2012) observaram um perfil semelhante entre o concreto com ARC e o concreto
referência no que diz respeito ao aumento da resistência à compressão com a idade, no
entanto, os resultados indicaram uma tendência decrescente na resistência à compressão em
relação ao alto teor de ARC. De acordo com os autores, a relação inversa entre o teor de ARC
e a resistência à compressão deve-se à má qualidade da antiga argamassa aderida aos
agregados reciclados, o que gerou zonas de fraqueza no concreto.
Na Tabela 2.4 está apresentada a síntese de alguns resultados de resistência à compressão em
pesquisas que utilizaram ARC substituindo o agregado graúdo natural.
Tabela 2.4 – Resultados de resistência à compressão de concretos produzidos com ARC, conforme a literatura.
Autor (ano) Relação
água/cimento
Teor de
substituição pelo
ARC (%)
Resultados
Kou e Poon (2010) 0,50 100
Aos 28 dias, o concreto com
ARC apresentou uma redução
de 11% na resistência à
compressão, em relação ao
concreto convencional. Já aos
90 dias, esta redução foi
equivalente a 9%.
Thomas et al. (2013) 0,50 20 e 50
Aos 28 dias, o concreto com
20% de ARC apresentou uma
redução em torno de 4% na
resistência à compressão
quando comparado ao concreto
referência. Já quando o teor de
ARC foi equivalente a 50%, a
redução na resistência à
compressão ficou em torno de
6%.
Ismail e Ramli (2014) 0,41 60
O concreto com ARC
apresentou reduções de 14% e
11% da resistência à
compressão, aos 28 e 90 dias,
respectivamente, quando
comparados ao concreto
convencional nestas idades.
38
Tabela 2.4 – Resultados de resistência à compressão de concretos produzidos com ARC, conforme a
literatura. (Continuação)
Gesoglu et al. (2015) 0,43 100
O concreto com ARC
apresentou uma redução de
20,3% no valor da resistência à
compressão, aos 56 dias,
quando comparado ao concreto
referência.
Xuan et al. (2016) 0,55 20, 40 e 100
Quando o teor de substituição
foi de 20%, nenhuma diferença
foi observada nos valores de
resistência à compressão
quando comparado ao concreto
convencional. Quando o teor
de substituição aumentou para
40%, houve um decréscimo na
resistência à compressão de
aproximadamente 8,33%. Já
quando foi substituído
totalmente o agregado graúdo
natural por ARC, a redução na
resistência à compressão foi
em torno de 36%.
Silva (2017) 0,55 50 e 100
Foi constatada a redução de
2,63% e 5,40% na resistência à
compressão aos 28 dias, nos
concretos com 50 e 100% de
ARC, respectivamente, quando
comparados ao concreto
referência.
Dimitriou et al.
(2018) 0,48 50 e 100
Aos 28 dias observou-se uma
redução de 34,5% e 53,1% na
resistência à compressão dos
concretos compostos por ARC,
quando o teor de substituição
foi equivalente a 50 e 100%,
respectivamente.
Bhasya e
Bharatkumar (2018) 0,47 50 e 100
Aos 28 dias, foi observada uma
redução na resistência à
compressão dos concretos
preparados com ARC de 12% e
20% quando os teores de
substituição foram de 50 e
100%, respectivamente.
Nanya (2018) 0,55 30, 50 e 100
Aos 28 dias, o concreto com
30% de ARC apresentou uma
redução na resistência à
compressão de 18,9%,
comparado ao concreto
referência. Já nos concretos
com 50 e 100% de ARC, essa
redução foi de 19,6% e 70,3%,
respectivamente.
39
2.2.2.2. Resistência à tração
A resistência à tração por compressão diametral de concretos com agregados reciclados é
governada pelas características da matriz, da zona de transição entre a pasta e os agregados e
pelas características dos agregados, sendo a aspereza e a irregularidade da superfície destes,
favoráveis a esta propriedade. Buttler (2003), observou reduções de 16 e 4% na resistência à
tração por compressão diametral de concretos com agregados reciclados, aos 7 e 28 dias de
cura, respectivamente, quando comparados ao concreto convencional.
De acordo com Leite (2001), agregados que apresentam formas mais irregulares e rugosas,
tendem a aumentar a área superficial de contato e proporciona um maior entrelaçamento dos
compostos de hidratação com os poros superficiais do material, favorecendo melhoria nas
propriedades do concreto.
Machado Jr et al. (1998) e Bazuco (1999), apontam que a utilização de agregado graúdo
reciclado não influencia na resistência à tração de concretos. De acordo com esses autores,
concretos com ARC obedecem às mesmas relações teóricas, no que se refere à resistência à
tração, que os concretos convencionais da mesma classe.
Bhasya e Bharatkumar (2018), dizem que os concretos produzidos com agregados reciclados
apresentam resistência à tração por compressão diametral reduzida devido à existência da
argamassa antiga aderida e das zonas de transição mais fracas.
Na Tabela 2.5 estão apresentados alguns resultados de resistência à tração por compressão
diametral de estudos que utilizaram agregados graúdos de resíduos de concreto na produção
de novos concretos.
40
Tabela 2.5 – Resultados de resistência à tração por compressão diametral de concretos produzidos com ARC, por
diversos autores.
Autor (ano) Relação
água/cimento
Teor de
substituição pelo
ARC (%)
Resultados
Kou e Poon (2010) 0,50 100
Aos 28 dias, o concreto com
ARC apresentou uma redução
de 7% na resistência à tração,
em relação ao concreto
convencional.
Moretti (2014) 0,49 30 e 50
Aos 28 dias, a resistência à
tração do concreto com 30% de
ARC foi de 3,1 MPa. Já o
concreto com 50% de ARC
apresentou resistência à tração
de 2,4 MPa. Ambos os valores
foram menores que a
resistência à tração do concreto
referência (3,3 MPa).
Gesoglu et al. (2015) 0,43 100
O concreto com ARC
apresentou resistência à tração
equivalente a 2,89 MPa aos 28
dias (21,1% menor que o
concreto referência).
Dimitriou et al.
(2018) 0,48 50 e 100
Aos 28 dias, os concretos com
substituição de 50 e 100% de
ARC apresentaram resistência
à tração iguais e equivalentes a
3,1 MPa (35,5% menor que o
concreto referência).
Bhasya e
Bharatkumar (2018) 0,47 50 e 100
Aos 28 dias, a resistência à
tração do concreto com 50% de
ARC foi equivalente a 2,59
MPa. Já o concreto com 100%
de ARC apresentou resistência
à tração de 2,53 MPa. Esses
valores foram 15% e 17,8%
menores que a do concreto
referência, respectivamente.
Nanya (2018) 0,55 30, 50 e 100
A resistência à tração aos 28
dias dos concretos com 30, 50
e 100% de ARC foram
equivalentes a 3,0 MPa, 3,0
MPa e 2,3 MPa,
respectivamente. Todos os
valores foram menores do que
a resistência à tração do
concreto referência (4,0 MPa).
41
2.2.2.3. Módulo de elasticidade
De acordo com Mehta e Monteiro (2014), as características elásticas de qualquer material são
uma medida de sua rigidez. Conforme os autores, apesar de um comportamento não linear do
concreto, é necessário estimar o módulo de elasticidade (relação entre tensão aplicada e a
deformação instantânea, dentro de um limite proporcional adotado), para que se possa obter,
além do conhecimento das tensões induzidas pelas deformações associadas aos efeitos
ambientais, o cálculo das tensões de projeto sob carga.
Conforme os autores supracitados, as relações tensão-deformação do concreto são complexas,
primeiramente pelo fato dele não ser um material verdadeiramente elástico e, depois, pelo fato
de que nem as deformações nem as restrições são uniformes ao longo da peça de concreto.
Segundo Vogt (2006), vários fatores podem afetar o módulo de elasticidade, entre eles as
características das matérias primas. Em materiais heterogêneos como o concreto, a massa
específica, a fração volumétrica e o módulo de deformação dos principais componentes, além
das zonas de transição, são os principais fatores responsáveis pela determinação do
comportamento elástico (MEHTA e MONTEIRO, 2014).
Barbosa e Geyer (2010) dizem que o tipo de agregado graúdo e o nível de resistência adotada
na dosagem do concreto são fatores que definem o resultado do módulo de elasticidade do
concreto.
Gómez-Soberón (2002) observou a diminuição do módulo de elasticidade do concreto com
ARC, e verificou que essa redução estava associada ao aumento da porosidade do concreto
em consequência do aumento do teor de substituição do agregado graúdo natural por
agregado reciclado.
Ismail e Ramli (2014) atribuem a redução do módulo de elasticidade do concreto produzido
com ARC à porosidade e ao baixo módulo de elasticidade dos agregados graúdos de resíduos
de concreto em comparação ao agregado natural.
Na Tabela 2.6 estão apresentados alguns valores de módulo de elasticidade obtidos em
estudos que produziram de concretos com ARC.
42
Tabela 2.6 – Valores de módulo de elasticidade de concretos produzidos com ARC, por diversos autores.
Autor (ano) Relação
água/cimento
Teor de
substituição pelo
ARC (%)
Módulo de elasticidade (GPa)
Thomas et al. (2013) 0,50
0
20
50
28 dias
37,5
36,0
33,5
Ismail e Ramli (2014) 0,41
0
60
28 dias
36,0
31,9
Gesoglu et al. (2015) 0,43
0
100
56 dias
23,6
20,5
Xuan et al. (2016) 0,55
0
20
40
100
28 dias
29,8
29,0
28,2
23,0
Dimitriou et al.
(2018) 0,48
0
50
100
28 dias
27,3
25,4
20,1
Bhasya e
Bharatkumar (2018) 0,47
0
50
100
28 dias
34,3
30,6
27,9
Nanya (2018) 0,55
0
30
50
100
28 dias
39,9
30,3
29,6
23,2
2.3. Tratamentos em Agregados de Resíduos de Concreto (ARC)
Na busca de melhorar a qualidade dos agregados de resíduos de concreto, várias técnicas vêm
sendo desenvolvidas na literatura. De acordo com Purushothaman et al. (2015), os métodos de
melhorias podem ser divididos em duas categorias. Uma das categorias objetiva remover as
partículas de argamassa que estão aderidas aos agregados reciclados. Já a outra busca
modificar a superfície dos agregados reciclados.
A remoção das partículas de argamassa dos ARC pode ser realizada através de métodos
mecânicos, entre eles destaca-se o uso do aparelho de teste abrasão Los Angeles. Já a
modificação da superfície do agregado ocorre através da aplicação uniforme de aglutinantes
em sua superfície (PURUSHOTHAMAN et al., 2015).
43
Na Tabela 2.7 está apresentada a síntese de alguns estudos que utilizaram o agregado de
resíduo de concreto após tratamento mecânico na dosagem do novo concreto.
Tabela 2.7 – Resultados de estudos que produziram concreto com ARC após processo de tratamento mecânico.
Autor (ano) Característi-
cas da dosagem
Equipamento usado
no tratamento
Resultados
Purushotha-
man et al.
(2015)
Relação a/c:
0,45
Teor de
substituição de
ARC: 100%
Los Angeles durante
5 minutos
Ganho na resistência à compressão
aos 28 dias de 15,3% e aos 90 dias
de 13,5%, em relação ao concreto
com ARC não tratado.
Dimitriou et
al. (2018)
Relação a/c:
0,48
Teor de
substituição de
ARC: 50% e
100%
Misturador de
concreto com 10 rpm
durante 5 horas
Ganho de 19,7% e 32% na
resistência à compressão aos 28 dias,
para os concretos com teores de 50 e
100% de substituição,
respectivamente, em relação ao
concreto com ARC não tratado.
Pandurangan
et al. (2016)
Relação a/c:
0,45
Teor de
substituição de
ARC: 91,5%
Los Angeles com
300 rpm
Ganho na resistência à compressão
aos 28 dias de 15% em relação ao
concreto com ARC não tratado
De acordo com Purushothaman et al. (2015) e Pandurangan et al. (2016), a melhoria na
resistência à compressão dos concretos com ARC tratados é em decorrência ao fato dos
agregados tratados possuírem maior densidade e menor absorção de água devido à remoção
eficiente da argamassa aderida.
Conforme Dimitriou et al. (2018), o método de tratamento utilizando o misturador de
concreto se assemelha a um prolongado teste abrasão Los Angeles. Este procedimento é
responsável por remover grande quantidade de argamassa aderida ao ARC e ainda alguns
agregados mais fracos ou frágeis, mantendo apenas os mais fortes. O estudo destes autores
apontou que o concreto produzido com os ARC tratados além de apresentarem resultados
satisfatórios em relação às propriedades mecânicas, também obtiveram resultados positivos
no que se refere à durabilidade.
Em relação ao método de tratamento que busca modificar a superfície dos agregados
reciclados, alguns pesquisadores utilizaram abordagens diferentes para este fim. Na Tabela
2.8 está apresentada a síntese de alguns estudos que produziram concretos utilizando ARC
com a superfície modificada.
44
Tabela 2.8 – Resultados de estudos que produziram concreto com ARC com a superfície modificada.
Autor
(ano)
Característi-
cas da
dosagem
Princípio do tratamento Resultados
Tam et al.
(2005)
Relação a/c:
0,45
Teor de
substituição de
ARC: 20% e
30%
- Abordagem de mistura dois estágios
(two-stage mixing approach) – TSMA
1º estágio de mistura: agregados
miúdos + agregados graúdos (naturais e
reciclados) + 50% da água necessária +
cimento Portland
2º estágio de mistura: 50% da água
remanescente.
Ganho na resistência à
compressão aos 28 dias de
21,3% e 14% para o concreto
preparado com 20% e 30%
de ARC, respectivamente, na
abordagem TSMA, em
comparação ao método de
mistura normal - NMA (o
qual adiciona todos os
materiais de uma única vez).
Tam e Tam
(2008)
Relação a/c:
0,45
Teor de
substituição de
ARC: 20% e
30%
- Abordagem de mistura dois estágios
com sílica ativa – TSMAs
1º estágio de mistura: 2% de sílica ativa
substituindo o cimento (na proporção
de ARC utilizado) + ARC + 50% da
água necessária
2º estágio de mistura: agregados
miúdos e graúdos naturais + cimento
Portland + 50% da água remanescente.
- Abordagem TSMAs: Ganho
na resistência à compressão
aos 28 dias de 1,97% e 6,49%
para os teores de 20% e 30%
de ARC, respectivamente,
comparados ao método de
mistura convencional.
- Abordagem de mistura dois estágios
com sílica ativa e cimento – TSMAsc
1º estágio de mistura: cimento Portland
(proporcionalmente à porcentagem de
ARC) + sílica ativa (2% em
substituição ao cimento) + ARC + 50%
da água necessária
2º estágio de mistura: agregados
miúdos e graúdos naturais + restante do
cimento Portland + 50% da água
remanescente.
- Abordagem TSMAsc:
Melhoria na resistência à
compressão aos 28 dias de
12,87% e 6,51% para os
teores de 20% e 30% de
ARC, respectivamente,
comparando ao método de
mistura convencional.
Zhihui et al.
(2013)
Relação a/c:
0,48
Teor de
substituição de
ARC: 30%
Os ARC foram adicionados em uma
pasta de cimento Portland,
uniformemente agitados e imersos
durante o período de 5 a 10 minutos e
posteriormente foram secos ao ar
natural. Comparou-se o efeito no
concreto de 5 pastas distintas no
processo de tratamento dos ARC, com
o concreto produzido com ARC sem
tratamento.
- (1) ARC sem tratamento;
- (2) Cimento Portland e a/c de 0,5;
- (3) Cimento Portland e a/c de 0,6;
- (4) Cimento Portland e a/c de 0,7;
- (5) Cimento Portland e a/c de 0,8;
- (6) Cimento Portland e a/c de 1,0.
A resistência à compressão
dos concretos com ARC
tratados foram maiores do
que a do concreto com ARC
sem tratamento. Aos 28 dias,
foram obtidos os seguintes
valores:
- (1) ARC= 52,0 MPa;
- (2) ARC–0,5= 57,0 MPa;
- (3) ARC–0,6= 56,0 MPa;
- (4) ARC–0,7= 57,2 MPa;
- (5) ARC–0,8= 59,5 MPa;
- (6) ARC–1,0= 58,0 MPa.
45
Tabela 2.8 – Resultados de estudos que produziram concreto com ARC com a superfície modificada.
(Continuação)
Güneyisi et
al. (2014)
Relação a/agl:
0,38
Teor de
substituição de
ARC: 100%
- Imersão dos ARC em pasta de
cimento Portland e sílica ativa durante
30 minutos. Posteriormente, os ARC
foram distribuídos sobre peneiras
largas por 24 h e em seguida foram
colocados em cura úmida por 28 dias,
para posterior utilização no concreto.
O concreto preparado com
ARC tratados na pasta de
cimento e sílica apresentou
resistência à compressão
inferior ao concreto
preparado com ARC sem
tratamento.
- Abordagem de mistura dois estágios:
1º estágio de mistura: Cimento Portland
+ cinza volante + água + ARC
2º estágio de mistura: Agregados
miúdos e graúdos naturais.
O concreto preparado com
ARC tratados pelo método
dois estágios apresentou
melhorias de 13% e 10%, aos
28 e 90 dias,
respectivamente, comparado
ao concreto com ARC sem
tratamento.
Katz (2004)
Relação a/c:
0,53
Teor de
substituição de
ARC: 100%
Imersão dos ARC durante 24 horas em
uma pasta composta por água, sílica
ativa e superplastificante. Após as 24
horas, os ARC secos no forno, para a
posterior aplicação no concreto.
Melhoria aos 28 dias de 13%
a 16%, dependendo da
resistência do concreto que
deu origem ao ARC,
comparado ao concreto com
ARC sem tratamento.
De acordo com Tam et al. (2005), durante a primeira etapa de mistura, a abordagem TSMA
usa metade da água necessária para a formação de uma fina camada de pasta de cimento na
superfície do agregado reciclado, a qual irá penetrar na argamassa de cimento antiga e porosa,
preenchendo as fissuras e vazios antigos. Já no segundo estágio, a água restante é adicionada
para completar o processo de mistura do concreto.
Para Tam e Tam (2008), o método de mistura de dois estágios favorece uma melhor ligação
agregado-matriz, associada à formação de uma zona de transição menos porosa e um melhor
intertravamento entre a pasta e o agregado. Segundo Güneyisi et al. (2014), este processo gera
um concreto com microestrutura mais densa e conectada comparada ao concreto com
agregados reciclados sem tratamento.
Tam e Tam (2007) estudaram a permeabilidade à água, ao ar e à cloretos, buscando relacioná-
las à durabilidade dos concretos produzidos pela abordagem TSMA. Em relação à
permeabilidade à água, observou uma redução de 2,34% aos 28 dias de idade, da mistura
realizada pelo método TSMA com 20% de ARC em comparação à mistura realizada pelo
46
método normal (NMA). Já na permeabilidade à cloretos, foi observado uma redução de
22,78% e 0,70% da TSMA em relação à NMA, aos 28 e 98 dias, respectivamente.
Zhihui et al. (2013) observaram uma correlação linear entre a relação água/cimento e a
espessura da pasta no ARC tratado, ou seja, quanto menor a relação água/cimento, maior a
espessura do revestimento no agregado reciclado. No estudo dos autores, foi constatado que a
absorção de água dos ARC pré-revestidos diminuíram com o aumento da relação
água/cimento da pasta, enquanto a densidade aparente aumentou. De acordo com os
resultados, a pasta de revestimento muito grossa ou muito fina foram ambas ruins para a
melhoria do desempenho físico do ARC pré-revestido.
2.4. Durabilidade de concretos produzidos com ARC
De acordo com Neville e Brooks (2013), a durabilidade do concreto é um dos aspectos mais
importantes que esse material deve atender, considerando que é essencial que possua
capacidade de suportar as condições para as quais foi projetado durante a vida útil da
estrutura. Na maioria dos casos, a degradação de uma estrutura de concreto é resultado do
efeito conjunto de fatores ambientais e carregamento.
A perda da durabilidade do concreto pode estar associada a diversos fatores, podendo ser
físicos e/ou químicos. Os processos físicos incluem o desgaste superficial e a fissura. Os
processos químicos correspondem a carbonatação e a penetração de cloretos, que despassivam
a armadura; a lixiviação da pasta de cimento por soluções ácidas; a reação expansiva
envolvendo ataque por sulfato; a reação álcali-agregado; e o ataque biológico de fungos e
bactérias (MEHTA E MONTEIRO, 2014).
Segundo Santos (2006), a interação entre as estruturas de concreto armado e seu ambiente de
exposição ocorre através da penetração de agentes agressivos presentes no ambiente na forma
de gases, vapores e líquidos, por meio dos poros e fissuras do concreto. Sendo assim, essa
interação é influenciada por aspectos relacionados às características da porosidade do
concreto, à concentração das substâncias no ambiente e aos mecanismos de transporte destas
substâncias através do concreto.
Nas seções seguintes serão abordados os principais mecanismos de transporte de agentes
agressivos no concreto e o comportamento dos concretos produzidos com ARC em relação a
47
parâmetros de durabilidade, como: absorção de água, resistividade elétrica, carbonatação,
ação de cloretos e o efeito combinado de carbonatação e ação de cloretos.
2.4.1. Mecanismos de transporte de agentes agressivos no concreto
Os mecanismos de transporte de substâncias no concreto são dependentes da concentração de
agentes agressivos no ambiente, das características químicas e microestruturais do concreto e
do grau de umidade (SCHIESSL, 1987).
O transporte de líquidos e gases por um meio poroso como o concreto pode ocorrer através de
diferentes mecanismos, os quais podem se destacar como sendo os mais influentes no
fenômeno de corrosão: a permeabilidade, a absorção por sucção capilar, a difusão e a
migração iônica (RIBEIRO et al., 2014).
2.4.1.1. Permeabilidade
A permeabilidade é um fenômeno de transporte de um fluido por um meio poroso
impulsionado pela ação de pressão. Ou seja, é caracterizada pela facilidade com que um
fluido atravessa um sólido poroso sob uma diferença de pressão.
De acordo com Vilasboas (2013), podem reduzir-se a cinco as formas de penetração dos
fluidos no concreto: através da pasta de cimento hidratado, do agregado, da zona de transição
pasta-agregado, das inevitáveis fissuras e fendas e dos grandes defeitos existentes em grandes
volumes de concreto. No entanto, é na zona de transição pasta-agregado, especialmente nos
agregados graúdos, que o fluido percola com maior facilidade.
Conforme Santos (2006), a permeabilidade do concreto pode ser influenciada pelos fatores
que alteram o volume e a conectividade dos poros capilares deste material. Desta forma, a
relação água/cimento, o consumo de cimento, o teor de agregados, o emprego de adições
minerais e o grau de hidratação influenciam diretamente sobre a permeabilidade.
A permeabilidade pode ser representada por um coeficiente, o qual é uma característica do
material e independe das propriedades do líquido (KROPP et al., 1995). O coeficiente de
permeabilidade é obtido aplicando a lei de Darcy para um fluxo laminar, estacionário e não
turbulento através de um meio poroso, conforme a Equação 1:
48
(Equação 1)
Sendo:
Vf = velocidade de escoamento do fluido (m³/s);
Kh= permeabilidade hidráulica (m/s);
A= seção do meio poroso (m²);
H= altura da coluna d’água (m);
L= comprimento da amostra (m)
2.4.1.2. Absorção por sucção capilar
A absorção capilar é definida como o fluxo de um fluido devido a um gradiente de umidade.
Sendo também caracterizada como o transporte de líquidos devido à tensão superficial atuante
nos poros capilares do concreto (RIBEIRO et al., 2014).
Conforme Cascudo (1997), quanto mais elevada a tensão superficial no interior dos poros,
maior será a ascensão capilar e, quando os líquidos são altamente viscosos, torna-se mais
difícil a penetração destes nos poros do concreto.
Em geral, quanto menor o diâmetro dos capilares, maiores as pressões capilares e,
consequentemente, maior e mais rápida a absorção. É importante destacar que não há
absorção capilar em concretos saturados.
De acordo com Kropp et al. (1995), a absorção por sucção capilar é um mecanismo de
transporte importante com relação ao ingresso de cloretos no concreto. Sua atuação é
marcante nos casos em que o concreto não está saturado, de forma que se este entra em
contato com a solução salina, ela é absorvida por forças capilares. Segundo Medeiros (2008),
este tipo de mecanismo de transporte pode ser considerado um dos maiores causadores de
contaminação do concreto por cloretos, agindo onde existem condições cíclicas de
umedecimento e secagem.
2.4.1.3. Difusão
A difusão é o mecanismo de transporte de substância de um meio para outro ocasionado
devido a uma diferença de potencial químico, geralmente de concentração. Trata-se de um
processo espontâneo de transporte de massa por efeito de gradientes de concentração
proporcionado por dois diferentes meios em contato íntimo através dos quais a substância se
difunde para igualar as concentrações (RIBEIRO et al, 2014).
49
O fenômeno da difusão em concretos é influenciado por fatores como variação de
concentração de íons na superfície ao longo do tempo, variação do próprio coeficiente de
difusão devido aos íons combinados, a idade do concreto, variação da temperatura e grau de
saturação do concreto (PINTO, 2016).
Conforme Santos (2006), a difusão ocorre tanto para substâncias presentes em meio líquido
como para aquelas em meio gasoso. Os principais agentes agressivos que comprometem as
armaduras de concreto, os íons cloro e o dióxido de carbono (CO2), tem sua penetração
controlada por este fenômeno.
O fluxo por difusão por ocorrer no estágio estacionário, que é caracterizado pelo fluxo
constante das substâncias, independente do tempo e do sentido do fluxo. Neste caso, o fluxo
pode ser representado pela 1ª Lei de Fick, na qual o coeficiente de difusão no estado
estacionário (ou coeficiente de difusão efetivo) é dado pela Equação 2:
(Equação 2)
Em que, qm representa o fluxo de massa, x é a profundidade de penetração de íons, C é a
concentração e D é o coeficiente de difusão.
No entanto, sabe-se que o processo de difusão de agentes agressivos pelo concreto não é
constante, pois existem variações de concentração ao longo do tempo de exposição. Logo, é
válido associar ao fluxo por difusão no estado não estacionário, o qual é dependente do tempo
e da profundidade de penetração e pode ser representado pela 2ª Lei de Fick (Equação 3):
(Equação 3)
Geralmente, utiliza-se o coeficiente de difusão para determinar a capacidade de um concreto
em permitir a difusão dos íons cloro. Logo, o coeficiente de difusão no estado não
estacionário é o principal coeficiente de mensuração da vida útil frente ao ataque de cloretos
nas estruturas, considerando que o concreto é pouco resistente à penetração de cloretos devido
à reserva de aluminatos (C3A e C4AF) que se combinam quimicamente com o cloro (PINTO,
2016).
50
2.4.1.4. Migração iônica
A migração iônica consiste em um processo de transporte que ocorre quando existe um
potencial elétrico que possibilita o deslocamento dos íons presentes para que se neutralize o
efeito da diferença de potencial (RIBEIRO et al., 2014).
A migração iônica pode ocorrer em estruturas com passagem de corrente elétrica, como
metrôs, concretos com proteção catódica por corrente impressa, em estruturas submetidas à
extração de cloretos e à realcalinização pela aplicação de uma diferença de potencial
(NEPOMUCENO, 2005).
Alguns ensaios são baseados na migração de íons, como por exemplo, um dos ensaios mais
utilizados para determinar a resistência dos concretos à penetração de cloretos. Neste ensaio, é
aplicada uma diferença de potencial elétrico nas duas extremidades da amostra de concreto,
sendo desta forma, forçada a migração de íons de um potencial a outro. Através deste
procedimento, é possível a obtenção de forma indireta, dos coeficientes de difusão de
cloretos, abordados no item anterior (MITTRI, 2016).
É válido destacar, que todos os mecanismos de transporte de agentes agressivos mencionados,
podem ocorrer simultaneamente, intensificando ainda mais o transporte dos agentes e sendo
fundamentais no que se refere ao estudo da durabilidade de concretos em relação à
carbonatação e à ação de cloretos.
2.4.2. Absorção de água de concretos com ARC
A durabilidade das estruturas de concreto é diretamente influenciada pela permeabilidade
deste material, a qual é relacionada com a absorção de água do concreto no seu estado
endurecido. De acordo com Carrijo (2005), a permeabilidade do concreto depende
principalmente dos poros capilares, pois são estes que exercem uma menor resistência ao
movimento da água em seu interior.
Se o volume de poros for grande e eles estiverem interligados, irão consequentemente
contribuir para o deslocamento de fluidos através do concreto, de forma que a permeabilidade
será alta. Por outro lado, se os poros forem descontínuos, a permeabilidade do concreto será
baixa, mesmo com um elevado volume de poros (CARRIJO, 2005).
Segundo Levy (2001), a absorção por imersão é a técnica que melhor caracteriza a estrutura
dos poros, uma vez que permite avaliar a quantidade total de água absorvida. De acordo com
51
Alexandridou et al. (2018), o ensaio de absorção de água por imersão é utilizado para avaliar
a porosidade aberta do concreto, a qual é dependente da porosidade do agregado, do ar gerado
após a mistura e do excesso de água além da necessária à hidratação do cimento. A absorção
por capilaridade também é uma técnica utilizada para avaliação da permeabilidade, no entanto
é efetiva para análise em casos especiais, em que o concreto não esteja saturado. Conforme
Coutinho (1994), quanto menor o diâmetro dos poros em concreto maior é a sua absorção por
capilaridade.
De acordo com Sani et al. (2005), os concretos produzidos com ARC possuem como
característica uma alta quantidade de meso e macro poros, indicando assim uma maior
tendência à absorção de água e lixiviação, quando comparados aos concretos convencionais.
Pesquisas indicam que nos concretos com agregados reciclados a porosidade tende a aumentar
conforme se aumenta o teor de substituição do agregado natural por ARC, considerando que
também se aumenta o volume de poros, uma vez que o agregado reciclado é mais poroso que
o natural (GÓMEZ-SOBERÓN, 2002; ETXEBERRIA et al., 2006).
No estudo de Kwan et al. (2012), o concreto com 30% de ARC graúdo apresentou absorção
de água de 2,9%, já no concreto com 60% de ARC a absorção de água foi equivalente a 3,5%,
sendo ambas superiores à absorção do concreto com agregado graúdo natural, a qual
correspondeu a 1,8%. Na dosagem dos concretos com ARC não foi considerada a água
adicional referente à absorção de água dos agregados reciclados, sendo assim os autores
atribuíram a maior absorção dos concretos com ARC à alta capacidade de absorção dos
próprios agregados e a provável interconexão da estrutura porosa destes concretos.
Alexandridou et al. (2018) analisaram a substituição de 0, 25, 50 e 75% de agregado reciclado
no concreto, e observaram que a absorção de água aumenta linearmente com a porcentagem
de substituição, sendo esta tendência observada também no volume de poros abertos. Foi
observado um aumento de 15% da absorção por imersão e 13% do volume de poros abertos
do concreto com 25% de ARC em relação ao concreto referência. Segundo Guo et al. (2018),
o concreto com 100% de agregado reciclado pode ter cerca de 2,47 vezes maior absorção de
água por imersão do que o concreto referência.
Bhasya e Bharatkumar (2018) avaliaram a absorção de água em concretos com 50 e 100% de
substituição do agregado graúdo natural por agregado de resíduo de concreto. O concreto com
50% de ARC apresentou absorção de água por imersão de 6,1%, já no concreto com 100% de
52
ARC a absorção de água por imersão foi correspondente a 6,5%, sendo ambas superiores a
absorção do concreto convencional (4,2%). Os autores atribuíram o fato à alta capacidade de
absorção do próprio agregado reciclado.
2.4.3. Resistividade elétrica
A resistividade elétrica é a propriedade do concreto responsável por caracterizar a sua
capacidade de resistir à passagem da corrente elétrica. De acordo com Santos (2006), esta
propriedade é relacionada à permeabilidade de fluidos e à difusividade de íons através dos
poros do material e, no caso do concreto, está intimamente relacionada à velocidade do
processo de corrosão das armaduras.
A técnica trata de medir a maior ou menor facilidade com que uma corrente elétrica (alternada
ou contínua) atravessa o concreto. A maior facilidade na passagem da corrente elétrica através
do concreto significa, geralmente, contaminação por sais, porém também pode ser maior
quantidade de água retida na estrutura intersticial do concreto. Um valor de resistividade
reduzido indica maior facilidade no transporte de cargas elétricas das zonas catódicas para as
anódicas, o que implica, caso a armadura esteja despassivada, maior velocidade do processo
corrosivo da armadura (RIBEIRO et al., 2014).
Conforme Shekarchi et al. (2004), o fluxo da corrente elétrica no concreto se dá por meio dos
íons dissolvidos na água que preenche total ou parcialmente a rede de poros interconectados
da pasta. McCarter e Watson (1997) mencionam que a condutividade ocorre através da
continuidade dos poros capilares preenchidos por água e pelas microfissuras da matriz.
Whittington et al. (1981) afirma que a passagem da corrente elétrica também pode ocorrer por
meio dos próprios produtos de hidratação do cimento (C-S-H, água adsorvida ao C-S-H, e
partículas não-hidratadas de cimento).
Devido à relação da resistividade elétrica com a microestrutura do concreto, em um concreto
saturado, esta propriedade pode ser utilizada como medida indireta da conectividade dos
poros (ANDRADE, 2004). Logo, a resistividade elétrica é influenciada pela quantidade,
tamanho e pela intercomunicabilidade dos poros da matriz e pela condutividade da solução
contida neles.
Conforme Costa e Azzi (2017), quanto mais poroso um concreto, menor será sua resistividade
elétrica e consequentemente maior a possibilidade de ocorrer a corrosão.
53
De acordo com Santos (2006), a resistividade do concreto é uma propriedade extremamente
sensível às características microestruturais do concreto. Desta forma, a proporção de materiais
na mistura, a relação água/cimento, o tipo e quantidade de agregados, o consumo de cimento e
a utilização de adições minerais e de aditivos são fatores que a influenciam, tanto por
alterarem a microestrutura da matriz quanto as características da solução dos poros. Além
disso, as características ambientais (temperatura e umidade relativa) e a ação de agentes
agressivos (penetração de cloretos e CO2) também possuem grande influência nesta
propriedade.
Segundo Sadati e Khayat (2018), o concreto com agregado reciclado tende a possuir
resistividade elétrica mais baixa. Conforme o estudo dos autores, o concreto com 50% de
ARC pode possuir resistividade elétrica até 32% menor quando comparado ao concreto
convencional. Este comportamento pode ser atribuído à maior permeabilidade, presença de
argamassa residual porosa e fissurada e a disponibilidade de zona de transições danificadas.
Além dos autores supracitados, outros pesquisadores também observaram o comportamento
de concretos com agregados reciclados no que se refere a resistividade elétrica. Na Tabela 2.9
estão apresentados alguns valores de resistividade elétrica encontrados na literatura.
Tabela 2.9 – Valores de resistividade elétrica de concretos produzidos com ARC, por diversos autores.
Autor
(ano)
Absor-
ção de
água do
ARC
(%)
a/c
Teor de
substi-
tuição
pelo
ARC (%)
Resistividade elétrica (kΩ.cm)
28 dias 63 dias 91 dias 114 dias
Nogueira
(2015) - 0,53
0
50
R.E.S.(a)
22,8
21,4
R.E.S.(a)
26,8
26,3
- -
Singh e
Singh
(2016)
5,35 0,45(c)
0
25
50
R.E.S.(a)
11,8
10,0
7,8
- - -
Silva
(2017) 6,50 0,55
0
50
100
- -
R.E.S.(a)
12,0
11,0
9,0
-
Nanya
(2018) 5,85 0,55
0
30
50
- - -
R.E.S(a)
14,4
12,8
11,9
R.E.V.(b)
7,82
6,27
6,18 Notas: (a)
R.E.S. = Resistividade Elétrica Superficial (b)
R.E.V. = Resistividade Elétrica Volumétrica (c)
Relação água/aglomerante. Foi utilizada uma mistura binária de aglomerante de cimento Portland e cinzas
volantes.
54
2.4.4. Carbonatação
De acordo com Silva (2007), uma das manifestações patológicas mais frequentes em
estruturas de concreto armado é a corrosão das armaduras, sendo a carbonatação um dos
fatores causadores. A carbonatação é responsável por reduzir o pH do concreto e por
despassivar a armadura, que quando despassivada e em presença de umidade desenvolve o
processo de corrosão, comprometendo desta forma a segurança e durabilidade das estruturas.
A carbonatação é um processo físico-químico em que o dióxido de carbono – CO2 – presente
no ar penetra no concreto através da difusão e reage quimicamente com o hidróxido de cálcio
- Ca(OH)2, o que leva à formação do carbonato de cálcio – CaCO3 – e causa a redução na
alcalinidade do concreto (RICHARDSON, 1988). É necessária a presença de determinada
concentração de CO2 e certo teor de umidade na atmosfera, para que este processo aconteça
(MAZZA, 2015).
Conforme Taylor (1990), a partir do momento que o CO2 penetra no concreto, ocorre sua
dissolução na água dos poros da pasta de cimento, levando a formação do ácido carbônico
(Equação 4). A dissolução dos aluminatos e silicatos hidratados formados no processo de
hidratação do cimento torna a alcalinidade da água contida nos poros da pasta de cimento
Portland alta (com pH entre 13 e 14), o que ocorre devido às hidroxilas e íons Ca2+
(Equação
5). Com isso, esses álcalis de cálcio (Ca2+
) reagem com os íons carbonatos oriundos do CO2,
levando a formação do carbonato de cálcio (Equação 6), no qual o pH é aproximadamente 9,
havendo, desta forma, um conversão dos compostos hidratados em elementos menos
alcalinos.
H2O + CO2 → HCO3- + H
+ → 2H
+ + CO3
2- (Equação 4)
Ca(OH)2 → Ca2+
+ 2OH-
(Equação 5)
Ca2+
+ 2OH- + 2H
+ + CO3
2- → CaCO3 + 2H2O (Equação 6)
Segundo Taylor (1990), a carbonatação em si não representa ação agressiva, apesar de poder
contribuir com a retração e causar fissuras superficiais, principalmente em corpos de prova de
pequenas dimensões. A reação que transforma o hidróxido de cálcio – Ca(OH)2 – em
carbonato de cálcio – CaCO3 – algumas vezes aumenta a resistência do concreto e reduz a
porosidade. No entanto, o efeito maléfico da carbonatação decorre da redução do pH do
55
CaCO3, o que altera as condições de estabilidade química da película passivadora do aço,
podendo originar o processo corrosivo.
A carbonatação é influenciada por vários fatores, entre eles a umidade relativa do ambiente,
sendo mais intensa em ambientes com umidade relativa de 50 a 70%; saturação dos poros da
matriz cimentícia; porosidade do concreto; relação água/cimento e presença de fissuras no
concreto (NEVILLE, 2013).
O processo de carbonatação ocorre de forma lenta em condições ambientais, devido à baixa
concentração de CO2, em torno de 0,03 a 1%. Com isso, a maioria dos pesquisadores utilizam
sistemas de ensaios acelerados, os quais submetem o concreto a teores elevados de CO2 e
permite um controle rígido das condições de exposição, fornecendo resultados rápidos em
relação ao comportamento do material à ação do CO2 (RICHARDSON, 1988; TAYLOR,
1990).
De acordo com Rebmann (2011), vários parâmetros interferem nos ensaios acelerados, entre
eles: a concentração de CO2, a umidade do ambiente, a temperatura, a cura do concreto, o
formato do corpo de prova e a condição de umidade interna em que se encontra o corpo de
prova antes e durante os ensaios.
Algumas pesquisas apontam que o aumento do teor de substituição do agregado graúdo
natural por ARC gera uma frente de carbonatação maior na microestrutura cimentícia, quando
comparado ao concreto convencional. Este fato deve-se a maior porosidade da argamassa
aderida ao ARC graúdo (DILLMAN, 1998; SAGOE-CRENTSIL et al., 2001; RAO et al.,
2007).
Gomes e Brito (2009) avaliaram a resistência à carbonatação de misturas com 50% de ARC e
verificaram um aumento de 10% da profundidade de carbonatação, em relação ao concreto
referência.
Conforme Silva et al. (2015), espera-se que a incorporação de 100% ARC graúdo resulte em
aumentos na profundidade de carbonatação de 20 a 80% em comparação ao concreto
convencional. Os autores mencionam que essa variação depende de vários fatores
relacionados à argamassa aderida à superfície do ARC, como: quantidade, relação
água/cimento do concreto de origem, tipo de cimento, entre outros.
56
Na Tabela 2.10 estão apresentados alguns valores de profundidade de carbonatação em
concretos que utilização ARC substituindo parcial ou totalmente o agregado graúdo natural.
Tabela 2.10 – Valores de profundidade de carbonatação de concretos produzidos com ARC, conforme alguns
autores.
Autor (ano)
Absorção
de água do
ARC (%)
Teor de substituição
pelo ARC (%)
Profundidade de carbonatação (mm)
28 dias 56 dias 63 dias 91 dias
Pedro et al.
(2015) 6,90
0
100
10,0
12,0
12,0
14,0 -
17,0
19,0
Bravo et al.
(2015) 6,40
0
25
50
100
4,5
5,1
5,2
5,5
5,2
5,6
6,5
8,8
-
6,6
8,2
9,5
10,0
Kou e Poon
(2012) 4,26
0
20
50
100
5,6
6,2
6,8
7,8
- -
10,2
10,8
11,7
12,7
Silva (2017) 6,50
0
50
100
- -
2,70
4,43
7,19
-
Nanya (2018) 5,85
0
30
50
1,16
1,51
1,52
- - -
Alexandridou et
al. (2018) -
0
25
50
75
-
2,0
3,5
3,0
4,2
-
4,7
4,8
5,0
6,3
2.4.5. Ação de cloretos
De acordo com Aïtcin (2000), a penetração de íons cloro é provavelmente um dos fenômenos
mais devastadores que atingem as estruturas de concreto. Ao atingirem as armaduras, os íons
cloro causam o processo acelerado de corrosão. Logo, a corrosão se processa através da
produção de produtos expansivos, gerando microfissuras que permitem o ingresso adicional
de cloretos, acelerando o processo até que ocorra o lascamento do cobrimento.
Os íons cloro são originados de produtos que entram em contato com o concreto, como, por
exemplo, produtos de limpeza, água do mar, respingos e névoa relacionados ao ambiente
marinho, sais de degelo a base de cloretos, uso de água de amassamento contaminada,
agregados de origem marinha, contato com água ou solo contaminado e aceleradores de pega
a base de cloretos (SILVA, 2006).
57
A ABNT NBR 12655:2015 estabelece um teor máximo de cloretos no concreto, através de
um percentual sobre a massa do cimento, conforme as condições de serviço da estrutura. É
importante ressaltar que esta norma considera a contribuição de todos os componentes do
concreto quanto à presença de cloretos. Na Tabela 2.11 estão apresentados os limites descritos
na referida norma.
Tabela 2.11 – Teores máximos de cloretos permitidos no concreto (Fonte: ABNT NBR 12655:2015).
Classe de
agressividade
Condições de serviço da
estrutura
Teor máximo de
cloreto no concreto
(% sobre a massa de
cimento)
Todas Concreto protendido 0,05
III e IV
Concreto armado exposto a
cloretos nas condições de serviço da
estrutura
0,15
II
Concreto armado não exposto
a cloretos nas condições de serviço
da estrutura
0,30
I
Concreto armado em brandas
condições de exposição (seco ou
protegido da umidade nas condições
de serviço da estrutura)
0,40
Os fatores influentes na velocidade e profundidade de penetração estão ligados, sobretudo, à
permeabilidade do concreto, cimento utilizado e nas condições de saturação do concreto.
De acordo com Ribeiro et al. (2014), o processo de ingresso e progressão dos cloretos no
concreto pode ser explicado por ação de um mecanismo duplo. Quando os íons cloro provêm
do meio externo, eles são absorvidos pelo concreto, primordialmente, por absorção capilar na
camada mais externa. Em seguida, eles penetram por difusão devido ao gradiente de
concentração de íons.
Os cloretos se apresentam em três formas no concreto: quimicamente ligado ao C3A,
formando o sal de Friedel (cloro-aluminato de cálcio – C3A.CaCl2.10H2O); adsorvido na
superfície dos poros; e sob a forma de íons livres. São os cloretos livres que causam danos ao
concreto e originam o processo de corrosão das armaduras. De modo geral, os cloretos são
responsáveis por provocarem a acidificação local da armadura, desestabilizando a película
passivadora e gerando a dissolução do aço com atuação ativa dos íons cloro, conforme as
Equações 7 e 8 (CASCUDO, 1997; RIBEIRO et al., 2014).
58
Fe3+
+ 3Cl- → FeCl3 + H20 (Equação 7)
FeCl3 + 3OH- → 3Cl
- + Fe(OH)3 (Equação 8)
De acordo com as reações (Equações 7 e 8), o ataque por cloretos pode destruir a película
passivadora proporcionada pelo meio alcalino e acelerar permanentemente a corrosão, sem
consumir-se, permitindo, desta forma, que o mecanismo prossiga rapidamente. Segundo
Helene (1993), eles são capazes de destruir a camada passivadora da armadura mesmo em
condições de pH elevado.
A ação dos cloretos na camada passivadora ocorre pontualmente, sendo que a corrosão
acontece em forma de pites, através da formação de cavidades que podem vir a romper a
seção do aço (BAROGHEL-BOUNY et al., 2014).
O mecanismo de difusão de cloretos acontece de maneira comparável ao da carbonatação,
sendo dependente principalmente da porosidade da matriz cimentícia. Com isso, estudos
revelam que a crescente incorporação de ARC graúdo tende a gerar maiores profundidades de
penetração de íons cloro (PEDRO et al., 2015; SILVA et al., 2015; PEDRO et al., 2017).
De acordo com o estudo de Bravo et al. (2015), a utilização de agregados reciclados no
concreto indicam um aumento do coeficiente de migração de cloretos em relação ao concreto
convencional. Foi observado nesse estudo que o aumento do período de cura das misturas
levou a uma diminuição na penetração de cloretos. Conforme Kou e Poon (2012), essa
diminuição é decorrente do aumento no volume de produtos de hidratação, os quais formam
regiões impermeáveis, gerando uma maior resistência à penetração de cloretos. Na Tabela
2.12 estão apresentados alguns resultados de estudos que realizaram o ensaio de migração de
cloretos em concretos contendo ARC.
59
Tabela 2.12 – Resultados de diversos autores obtidos a partir da realização do ensaio de migração de cloretos em
concretos produzidos com ARC.
Autor (ano)
Absorção de
água do ARC
(%)
Teor de
substituição pelo
ARC (%)
Resultados
Carga de penetração de cloretos (Coulombs)
28 dias 90 dias
Kou e Poon
(2010)
7,76
0
100
3200
4900
2900
3600
Kou e Poon
(2012) 4,26
0
20
50
100
6200
6400
6700
6950
5000
5100
5300
5600
Kou e Poon
(2013) 7,19
0
50
100
6300
6800
6980
4250
4900
5060
Dimitriou et al.
(2018) 7,20
0
50
100
3473
4154
5248
-
Bhasya e
Bharatkumar
(2018)
4,80
0
50
100
2232
3197
3386
-
Bravo et al.
(2015) 6,40
0
25
50
100
Coeficiente de migração de cloretos (x10-12
m²/s)
28 dias 91 dias
-
12,5
13,3
14,4
17,1
Silva (2017) 6,50
0
50
100
6,58
8,01
13,21
-
Nanya (2018) 5,85
0
30
50
Profundidade de penetração de cloretos (mm)
28 dias 91 dias
12,1
15,3
16,3
6,5
8,4
9,3
60
2.4.6. Efeito combinado de carbonatação e ação de cloretos
A deterioração das estruturas de concreto decorrente da corrosão das armaduras é iniciada
tanto pela a ação do CO2 quanto pelo ataque de cloretos, ambos responsáveis por
despassivarem as armaduras. Geralmente, o que ocorre na realidade, é o efeito combinado
desses dois agentes agressivos, ou seja, tanto o ingresso de cloretos quanto a carbonatação
podem atuar simultaneamente ou em sucessão em estruturas de concreto.
Quando os agentes agressivos agem de forma combinada, dependendo da ordem de atuação, o
concreto apresenta comportamentos distintos. Ou seja, o concreto apresenta um
comportamento específico quando sofre o ataque de cloretos seguido da carbonatação e outro
quando a carbonatação age primeiro e em seguida ocorre a penetração de cloretos. Aqui será
abordado o último comportamento (carbonatação seguida do ataque de cloretos) por ser o
foco deste trabalho.
De acordo com Bolina (2008), o concreto é capaz de combinar cloretos com os aluminatos
existentes no cimento e nas adições, formando um composto estável e sem agressividade ao
concreto, o chamado sal de Friedel. No entanto, após o processo de carbonatação (quando o
pH da pasta apresenta-se mais baixo), o concreto não possui a mesma capacidade de combinar
cloretos como antes. Com isso, ao iniciar a carbonatação, o pH da estrutura diminui e,
consequentemente, os cloretos combinados começam a se desestabilizar e se separar dos
aluminatos. Sendo assim, estes cloretos retornam para a solução porosa do concreto gerando
um meio concentrado de cloretos livres no interior dos capilares e acelerando o processo de
difusão de cloretos.
Segundo Zhu et al. (2016), os íons cloro liberados no interior dos poros, decorrente da ação
combinada, aumentam a concentração de cloretos livres de forma mais significativa do que a
difusão simples que ocorre da superfície para o interior.
Wang et al. (2017) mencionam como sendo efeito da ação combinada, o aumento da
concentração de cloretos em maiores profundidades devido ao refinamento dos poros
ocasionado pela carbonatação, o qual pode facilitar a absorção capilar dos íons cloro no
concreto.
Nanya (2018) analisou o efeito combinado de carbonatação seguida de migração de cloretos
em concretos com 0, 30 e 50% de substituição do agregado natural por ARC. Foi constatado
61
um aumento na profundidade de penetração de cloretos em todos os concretos aos 91 dias,
quando comparado à ação isolada de íons cloro nesta mesma idade.
62
3. METODOLOGIA
Neste capítulo são apresentados os procedimentos para o desenvolvimento do programa
experimental, estruturado conforme os objetivos propostos no trabalho. Os procedimentos
foram divididos em três etapas: a etapa 1 compreende a caracterização dos materiais, a etapa 2
trata da dosagem dos concretos e a etapa 3 é referente aos ensaios realizados para a avaliação
das propriedades mecânicas e de durabilidade. O programa experimental foi realizado no
Laboratório de Ensaios de Materiais (LEM – UnB), com exceção do ensaio de carbonatação
acelerada, que foi realizado no Laboratório de Estruturas (LABEST – UnB), do ensaio de
resistividade elétrica, o qual foi realizado no Laboratório Aberto de Brasília (LAB – UnB) e
do ensaio de microscopia eletrônica de varredura, o qual foi realizado no Laboratório de
Estudos Geocronológicos da Universidade de Brasília. O organograma apresentado na Figura
3.1 destaca cada etapa do programa experimental, os quais serão detalhados nos itens
seguintes.
A pesquisa experimental trata-se da manipulação de variáveis, possibilitando o estudo da
relação entre causas e efeitos de um determinado fenômeno. Desta forma, para alcançar os
resultados planejados, pesquisadores se apropriam de aparelhos e instrumentos que são
capazes de tornar perceptíveis as relações existentes entre as variáveis envolvidas no estudo
(RAMPAZZO, 2005).
Em um estudo podem ser definidas as variáveis independentes e dependentes. As variáveis
independentes são aquelas que influenciam ou são consideradas a causa de um determinado
fenômeno. Já as variáveis dependentes são consideradas como sendo o efeito, ou seja,
consiste nas respostas a serem obtidas em virtude das variáveis independentes.
Desta forma, as variáveis independentes deste estudo são: o tipo de tratamento nos ARC
(moagem dos ARC, abordagem de mistura dois estágios com 25% de cimento Portland e
abordagem de mistura dois estágios com 100% de cimento Portland) e o teor de substituição
de ARC (0%, 20% e 50%). Já as variáveis dependentes, consideradas como respostas do
programa experimental são: as propriedades dos concretos no estado fresco, propriedades
mecânicas, alguns parâmetros de durabilidade e a zona de transição interfacial. Na Tabela 3.1
estão apresentadas as variáveis independentes e dependentes.
63
Figura 3.1 – Organograma com as etapas do programa experimental.
PROGRAMA EXPERIMENTAL
ETAPA 1
Caracterização dos Materiais
ETAPA 2
Dosagem dos
Concretos
ETAPA 3
Ensaios
AGLOMERANTE
- CP V - ARI
AGREGADO
MIÚDO NATURAL
- Areia
AGREGADO
GRAÚDO
RECICLADO
- Agregado de
Resíduo de Concreto
(ARC)
ADITIVO
- Superplastificante
Glenium 51
- Massa específica
- Índice de finura (Peneira de 75 µm)
- Tempo de início e fim de
pega
- Resistência à compressão
- Fluorescência de raios-X
ANÁLISE DO
EFEITO DA
MOAGEM DOS
ARC
- CREF
- CARC20-SM
-CARC20-M
-CARC50-SM
-CARC50-M
ANÁLISE DO
TEOR DE
CIMENTO
PORTLAND NA
PRIMEIRA
ETAPA DA
ABORDAGEM DE
MISTURA DOIS
ESTÁGIOS
-CREF
-CARC20-M
-CARC20-M-
DE100
-CARC20-M-DE25
- Massa unitária
- Massa específica
- Determinação da
composição granulométrica
ESTADO FRESCO
- Massa específica
-Consistência pelo
abatimento do
tronco de cone
PROPRIEDADES
MECÂNICAS
- Resistência à
compressão simples
- Resistência à
tração por
compressão
diametral
- Módulo estático
de elasticidade à
compressão
DURABILIDADE
- Absorção de água
por imersão
- Absorção de água
por capilaridade
- Resistividade
elétrica
(volumétrica e
superficial)
- Carbonatação
acelerada
- Migração de
cloretos no estado
não estacionário
- Efeito combinado
carbonatação
acelerada/migração
de cloretos
- Massa específica
- Absorção de água
Dados do fabricante
- Aspecto/Cor
- pH
- Massa específica
AGREGADO
GRAÚDO
NATURAL
- Brita 12,5 mm
- Brita 19,0 mm
- Massa específica
- Determinação da
composição granulométrica
ANÁLISE DO
EFEITO DA
ABORDAGEM DE
MISTURA DOIS
ESTÁGIOS EM
CONCRETOS
COM
DIFERENTES
TEORES DE ARC
-CREF
-CARC20-M
-CARC20-M-DE25
-CARC50-M
-CARC50-M-DE25
ZONA DE
TRANSIÇÃO
INTERFACIAL
- Microscopia
Eletrônica de
Varredura
64
Tabela 3.1 – Variáveis independentes e dependentes do programa experimental.
Variáveis independentes Variáveis dependentes
Tipo de
tratamento
nos ARC
Teor de
substi-
tuição
(%)
Esta-
do
fresco
Propriedades
mecânicas Durabilidade
Zona
de
transi-
ção
interfa-
cial
Sem
tratamento 0%
Mas
sa e
spec
ífic
a
Consi
stên
cia
pel
o a
bat
imen
to d
o t
ron
co d
e co
ne
Res
istê
nci
a à
com
pre
ssão
sim
ple
s
Res
istê
nci
a à
traç
ão p
or
com
pre
ssão
dia
met
ral
Módulo
est
átic
o d
e el
asti
cid
ade
à co
mp
ress
ão
Abso
rção
de
água
po
r im
ersã
o
Abso
rção
de
água
por
capil
arid
ade
Res
isti
vid
ade
elét
rica
(volu
mét
rica
e s
uper
fici
al)
Car
bonat
ação
ace
lera
da
Mig
raçã
o d
e cl
ore
tos
no e
stad
o n
ão e
stac
ion
ário
Efe
ito c
om
bin
ado d
e ca
rbonat
ação
ace
lera
da
e m
igra
ção
de
clore
tos
Mic
rosc
opia
Ele
trônic
a de
Var
red
ura
Sem moagem 20%
Com moagem 20%
Com moagem
e mistura dois
estágios com
25% de
cimento
Portland
20%
Com moagem
e mistura dois
estágios com
100% de
cimento
Portland
20%
Sem moagem 50%
Com moagem 50%
Com moagem
e mistura dois
estágios com
25% de
cimento
Portland
50%
Na Tabela 3.2 está apresentada a quantidade de corpos de prova utilizados para a realização
de cada ensaio. Foram utilizados no total de 192 corpos de prova cilíndricos de 10 x 20 cm.
65
Tabela 3.2 – Quantidade de corpos de prova moldados para a realização dos ensaios.
Ensaios Amostras por
idade
Idades Traços Total Dimen-
sões (cm)
Resistência à compressão simples 3 3 8(a)
72 10 x 20
Resistência à tração por compressão
diametral
3 1 6 18 10 x 20
Módulo estático de elasticidade à
compressão
3 1 6 18 10 x 20
Absorção de água por imersão 3 1 6 18 10 x 20
Absorção de água por capilaridade 3 1 6 18 10 x 20
Migração de cloretos no estado não
estacionário
4 2 6 24 10 x 20(b)
Carbonatação acelerada 1 2 6 12 10 x 20
Efeito combinado de carbonatação
acelerada e migração de cloretos
4 1 6 12 10 x 20(b)
Notas: (a)
Os concretos CARC20-SM e CARC50-SM só foram analisados por meio do ensaio de resistência à
compressão simples, por isso é o único ensaio que foi realizado nos 8 traços. (b)
Para a realização dos ensaios de migração de cloretos no estado não estacionário e efeito combinado
de carbonatação acelerada e migração de cloretos, foram moldados 36 corpos de prova cilíndricos 10
x 20 cm para extrair 72 amostras cilíndricas 10 x 5 cm, conforme recomendações da norma NT
BUILD 492:2011.
Obs.: Para a realização dos ensaios de resistividade elétrica volumétrica e superficial foram utilizados
os mesmos corpos de prova moldados para o ensaio de resistência à compressão simples.
3.1. Materiais e métodos
Nos itens a seguir serão descritos os materiais utilizados na pesquisa e os respectivos métodos
para a caracterização dos mesmos.
3.1.1. Aglomerante
Foi utilizado como aglomerante o Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CP V – ARI),
conforme a ABNT NBR 16697:2018. A escolha deste aglomerante se deu com o objetivo de
se utilizar o cimento com maior porcentagem de clínquer disponível no mercado, ou seja, o
mais puro possível. Na Tabela 3.3 estão apresentados os métodos utilizados para a
caracterização deste material. Além dos métodos de caracterização física, foi realizado o
ensaio de caracterização química através da fluorescência de raios-x (FRX).
66
Tabela 3.3 – Métodos de ensaios para a caracterização física do aglomerante.
Caracterização física Método de ensaio
Massa específica ABNT NBR 16605:2017
Índice de Finura por meio da peneira 75
µm ABNT NBR 11579:2012
Índice de consistência ABNT NBR NM 65:2003
Tempo de pega ABNT NBR NM 65:2003
Resistência à compressão simples ABNT NBR 7215:1997
3.1.2. Agregado miúdo natural
O agregado miúdo utilizado na pesquisa foi a areia lavada de rio. Na Tabela 3.4 estão
apresentados os métodos de ensaios adotados para a caracterização deste material.
Tabela 3.4 – Métodos de ensaio para a caracterização física do agregado miúdo natural.
Caracterização física Método de ensaio
Massa unitária ABNT NBR NM 45:2006
Massa específica ABNT NBR NM 52:2009
Composição granulométrica ABNT NBR NM 248:2003
3.1.3. Agregado graúdo natural
Buscando obter uma maior compacidade entre os agregados graúdos, optou-se pela realização
da composição de agregados, em que a proporção ótima de cada fração foi determinada
utilizando o ensaio de massa unitária no estado compactado. Os agregados graúdos naturais
utilizados na pesquisa foram provenientes da britagem de rocha calcária com dimensões
máximas de 12,5 mm e 19 mm, sendo os mesmos adquiridos no mercado local de Brasília –
DF. Na Tabela 3.5 estão apresentados os métodos de ensaios utilizados para a caracterização
destes materiais, seguindo suas respectivas recomendações normativas.
Tabela 3.5 – Métodos de ensaio para a caracterização física do agregado graúdo natural.
Caracterização física Método de ensaio
Composição granulométrica ABNT NBR NM
248:2003
Massa específica (g/cm³) ABNT NBR NM
52:2009
67
3.1.4. Agregado graúdo reciclado
Nesta pesquisa foi utilizado como agregado graúdo reciclado o resíduo de concreto (ARC),
proveniente do fornecedor Areia Bela Vista, localizado em Sobradinho, região norte de
Brasília – DF. Estes agregados foram utilizados para substituir parcialmente o agregado
graúdo natural.
Na Figura 3.2 estão apresentados os agregados graúdos reciclados, os quais são compostos
majoritariamente por resíduo de concreto.
Figura 3.2 – Agregado graúdo de resíduo de concreto (ARC).
Na Tabela 3.6 estão apresentados os métodos de ensaios utilizados para a caracterização física
dos agregados graúdos reciclados.
Tabela 3.6 – Métodos de ensaio para a caracterização física do agregado graúdo reciclado.
Caracterização física Método de ensaio
Massa específica ABNT NBR NM 53:2009
Absorção de água ABNT NBR NM 53:2009
3.1.5. Aditivo
Buscando diminuir a quantidade de água necessária e manter a trabalhabilidade, foi utilizado
o aditivo superplastificante Glenium 51®, à base de éter policarboxílico modificado. O
68
aditivo possui como base um único polímero éter policarboxílico com longas cadeias laterais,
o qual atua como dispersante do material cimentício. As características deste aditivo foram
fornecidas pelo fabricante.
3.1.6. Água de amassamento
Para a produção dos concretos, foi utilizada água de amassamento de acordo com a ABNT
NBR 15900-1:2009, fornecida pela companhia de abastecimento de água da região, isenta de
impurezas visíveis.
3.2. Dosagem do concreto e moldagem dos corpos de prova
A dosagem dos concretos foi realizada buscando analisar o efeito da substituição volumétrica
parcial do agregado graúdo natural por agregado graúdo reciclado, além da utilização de
tratamentos nestes. A dosagem nesta pesquisa foi baseada no método IPT/EPUSP de Helene
e Terzian (1992), utilizando a relação água/cimento de 0,50.
Foi executado, inicialmente, um traço piloto buscando determinar o teor de argamassa ideal,
sendo este de 52%. Posteriormente, com o teor de argamassa ideal fixado, e a consistência
pelo abatimento do tronco de cone em 150 ± 10 mm, foram determinados os demais traços.
Para atingir a consistência desejada, foi necessária a utilização de aditivo superplastificante,
sendo determinado o teor de 0,38% para todos os traços, calculado sobre a massa de cimento
utilizada.
Foram produzidos oito traços de concreto, os quais foram denominados como: CREF,
CARC20-SM, CARC20-M, CARC20-M-DE25, CARC20-M-DE100, CARC50-SM,
CARC50-M e CARC50-M-DE25. Na Tabela 3.7 estão apresentadas as nomenclaturas dadas
aos concretos e suas respectivas características.
69
Tabela 3.7 – Nomenclatura e características dos traços.
Traço Característica
CREF Concreto referência (sem ARC).
CARC20-SM Concreto com 20% de ARC sem moagem (SM).
CARC20-M Concreto com 20% de ARC com moagem (M).
CARC20-M-DE25 Concreto com 20% de ARC, com moagem (M), utilizando o método de mistura
dois estágios (DE) com 25% de cimento Portland.
CARC20-M-
DE100
Concreto com 20% de ARC, com moagem (M), utilizando o método de mistura
dois estágios (DE) com 100% de cimento Portland.
CARC50-SM Concreto com 50% de ARC sem moagem (SM).
CARC50-M Concreto com 50% de ARC com moagem (M).
CARC50-M-DE25 Concreto com 50% de ARC, com moagem (M), utilizando o método de mistura
dois estágios (DE) com 25% de cimento Portland.
Na definição dos traços com agregados de resíduo de concreto, o agregado graúdo natural foi
substituído parcialmente por ARC nos teores de 20% e 50%, em volume. Os teores de
substituição foram determinados baseados na literatura (conforme a Tabela 2.3), e foram
realizados considerando a curva de distribuição granulométrica do agregado graúdo natural,
sendo substituído nas proporções correspondentes a cada fração granulométrica. A
substituição foi realizada considerando a curva de distribuição granulométrica, buscando
manter o mesmo fator de empacotamento dos agregados.
A substituição dos agregados graúdos ocorreu em volume, considerando que o valor de massa
específica do agregado reciclado é inferior à do agregado natural. Desta forma, se a
substituição ocorresse em massa, haveria um volume maior de ARC, sendo necessária uma
maior quantidade de cimento Portland, água e aditivo superplastificante para produzir
concretos semelhantes ao concreto referência. Para se obter a quantidade necessária de
agregados reciclado, foi utilizada a Equação 9.
(Equação 9)
Sendo:
Marc = Massa do ARC (kg);
Mag.nat = Massa do agregado graúdo natural (kg);
arc = Massa específica do ARC (kg/cm³);
ag.nat = Massa específica do agregado graúdo natural (kg/cm³).
Nos concretos com ARC se fez necessário ainda considerar a água adicional referente à
absorção total do agregado reciclado, determinada através do ensaio de absorção de água. Foi
considerado no cálculo da quantidade total de água, 100% do valor de absorção de água do
70
agregado de reciclado. Desta forma, a relação água/cimento efetiva dos traços com agregado
reciclado tornou-se maior. Na Tabela 3.8 estão apresentadas as composições de todos os
traços produzidos nesta pesquisa.
Tabela 3.8 – Composições dos traços de concreto.
Traço Cimento Areia
Agregado
graúdo
reciclado
Brita
19,0
mm
Brita
12,5
mm
Aditivo
SP (%) a/c
a/c
efetiva
Massa
específica
(kg/m³)
Consumo
de
cimento
(kg/m³)
CREF 1,00 2,12 0 2,016 0,864 0,38 0,50 0,50 2393,68 368,26
CARC20-
SM 1,00 2,12 0,539 1,613 0,691 0,38 0,50 0,5213 2332,63 359,74
CARC20-
M 1,00 2,12 0,539 1,613 0,691 0,38 0,50 0,5213 2381,75 367,31
CARC20-
M-DE25 1,00 2,12 0,539 1,613 0,691 0,38 0,50 0,5213 2294,04 353,78
CARC20-
M-DE100 1,00 2,12 0,539 1,613 0,691 0,38 0,50 0,5213 2269,47 349,99
CARC50-
SM 1,00 2,12 1,35 1,008 0,432 0,38 0,50 0,553 2257,54 349,30
CARC50-
M 1,00 2,12 1,35 1,008 0,432 0,38 0,50 0,553 2303,86 356,47
CARC50-
M-DE25 1,00 2,12 1,35 1,008 0,432 0,38 0,50 0,553 2244,21 347,24
Os traços CARC20-M, CARC20-M-DE25 e CARC20-M-DE100 foram utilizados para
analisar o desempenho dos concretos em relação ao teor de cimento Portland (25% e 100%)
utilizado na primeira etapa da abordagem de mistura de dois estágios, conforme descrito no
item 3.2.1.
Já os traços CARC20-M, CARC20-M-DE25, CARC50-M e CARC50-M-DE25 foram
dosados buscando verificar o efeito da abordagem de mistura de dois estágios com 25% de
cimento Portland em diferentes teores de substituição (20% e 50%) de ARC no concreto,
conforme descreve o item 3.2.2.
Os traços CARC20-SM, CARC20-M, CARC50-SM e CARC50-M foram comparados entre
si, buscando verificar por meio dos resultados de massa específica no estado fresco e
resistência à compressão simples, o efeito da moagem dos ARC, conforme descrito no item
3.2.3.
71
Durante a produção dos concretos, foi realizada uma pré-molhagem dos ARC por 20 minutos
nos traços CARC20-SM, CARC20-M, CARC50-SM e CARC50-M. Este tempo de pré-
molhagem foi determinado experimentalmente através do ensaio de absorção de água do
agregado reciclado, conforme o modelo proposto por Leite (2001). Na Figura 3.3 está
apresentada a curva de absorção do ARC, obtida através do ensaio de absorção de água por 60
minutos.
Figura 3.3 – Curva de absorção dos agregados graúdos de resíduo de concreto.
Considera-se que no intervalo de tempo de 20 minutos estes agregados absorvem quase 80%
da água, evitando assim, a absorção da água da matriz cimentícia por parte destes. A água
utilizada no procedimento de pré-molhagem foi a mesma empregada na produção do
concreto, e foi adicionada de forma que cobrisse todos os agregados reciclados utilizados na
dosagem, conforme apresentado na Figura 3.4.
Após o período de pré-molhagem dos concretos CARC20-SM, CARC20-M, CARC50-SM e
CARC50-M, foi adicionado à betoneira o restante dos materiais de dosagem.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60
% A
bso
rvid
o
Tempo (min)
72
Figura 3.4 – Pré-molhagem dos agregados reciclados pertencentes ao concreto (a) 20% de ARC; (b) 50% de
ARC.
3.2.1. Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da
abordagem de mistura de dois estágios
Buscando avaliar qual o teor de cimento Portland utilizado na pré-mistura (1º estágio) que
melhor satisfaz as propriedades do concreto, foram analisadas duas variações da abordagem
de mistura dois estágios no concreto com 20% de ARC.
Na dosagem do CARC20-M-DE25, no primeiro estágio da mistura foi adicionada 90% da
água de dosagem, o cimento Portland (25% do requerido) e os ARC. Os agregados reciclados
permaneceram imersos na pasta de cimento por 20 minutos (período determinado através da
curva de absorção de água, conforme a Figura 3.3). Após os 20 minutos, no segundo estágio,
foi adicionado o restante dos materiais: cimento Portland remanescente, agregados graúdos
naturais, agregados miúdos, aditivo superplastificante e o restante da água.
Já na dosagem do CARC20-M-DE100, no primeiro estágio de mistura foi adicionada 90% da
água requerida, o cimento Portland (100% do requerido) e os ARC. O período de
permanência dos ARC na pasta também foi de 20 minutos. Em seguida, no segundo estágio,
foram adicionados os agregados graúdos naturais, os agregados miúdos, o superplastificante e
o restante da água.
A análise do teor de cimento Portland utilizado no primeiro estágio da abordagem de mistura
dois estágios foi realizada por meio de ensaios do concreto no estado fresco, propriedades
73
mecânicas e alguns parâmetros de durabilidade. Na Figura 3.5 está apresentado o primeiro
estágio da abordagem de mistura dois estágios dos concretos CARC20-M-DE25 (a) e
CARC20-M-DE100 (b), respectivamente.
Figura 3.5 – Primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios (a) CARC20-M-DE25; (b) CARC20-M-
DE100.
3.2.2. Análise do efeito da abordagem mistura de dois estágios em
concretos com diferentes teores de ARC
Buscando analisar o efeito da abordagem de mistura de dois estágios em concretos com
diferentes teores de ARC, foram dosados os concretos CARC20-M, CARC20-M-DE25,
CARC50-M e CARC50-M-DE25, os quais foram confeccionados com 20% e 50% de ARC e
submetidos à abordagem de mistura dois estágios com 25% de cimento Portland.
O processo de mistura dos concretos seguiu o mesmo procedimento descrito anteriormente
(item 3.2.1), mudando apenas o teor de agregado reciclado.
A análise do efeito da abordagem de mistura de dois estágios em concretos com diferentes
teores de ARC foi realizada por meio de ensaios do concreto no estado fresco, propriedades
mecânicas e alguns parâmetros de durabilidade. Na Figura 3.6 está ilustrada a primeira etapa
de mistura dos concretos produzidos por meio da abordagem de dois estágios com 25% de
ARC (a) e 50% de ARC (b).
74
Figura 3.6 – Primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios (a) CARC20-M-DE25; (b) CARC50-M-
DE25.
3.2.3. Análise do efeito da moagem dos ARC
Os traços de concreto CARC20-SM e CARC50-SM foram dosados buscando verificar o
efeito da moagem utilizada para proporcionar a substituição dos ARC na faixa granulométrica
do agregado graúdo natural. A moagem foi realizada por meio de um moinho de bolas para
ensaio de abrasão – “Los Angeles”, o qual segundo alguns autores (PURUSHOTHAMAN et
al., 2015; PANDURANGAN et al., 2016) também é utilizado com o objetivo de remover as
partículas de argamassa dos ARC.
Desta forma, os concretos CARC20-SM e CARC50-SM foram dosados com os ARC da
forma que vieram da fábrica, ou seja, sem passar pelo processo de moagem no Los Angeles.
Além disso, os ARC não foram substituídos na fração granulométrica correspondente do
agregado graúdo natural para tentar facilitar a utilização. Consequentemente, nesta análise
houve variação no fator de empacotamento dos agregados graúdos, sendo os comportamentos
dos concretos também atribuídos a este fator.
Os traços CARC20-SM e CARC50-SM foram comparados por meio dos resultados de massa
específica no estado fresco e resistência à compressão simples com os CARC20-M e
CARC50-M.
75
Após a produção dos concretos, foram realizados os ensaios de avaliação no estado fresco
(item 3.3). E, posteriormente, foram moldados os corpos de prova cilíndricos de 10 x 20 cm,
sendo adensados com a utilização de um vibrador, de acordo com a ABNT NBR 5738:2015.
A cura dos corpos de prova foi realizada ao ar nas primeiras 24 horas, por fim, foram
desmoldados e colocados na câmara úmida até a data de realização dos ensaios.
3.3. Ensaios no estado fresco
3.3.1. Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone
Para analisar a consistência dos concretos foram realizados os ensaios de determinação da
consistência pelo abatimento do tronco de cone de acordo com a ABNT NBR NM 67:1998,
sendo fixado o valor para todos os traços de 150 ± 10 mm.
3.3.2. Massa específica
O ensaio de massa específica foi realizado de acordo com as recomendações do IPT/EPUSP
de Helene e Terzian (1992), em que um recipiente de volume conhecido foi preenchido com
duas camadas de concreto adensadas, e em seguida teve sua massa registrada.
3.4. Ensaios de propriedades mecânicas
Após a produção dos concretos e o período de cura, foram realizados os ensaios de análise das
propriedades mecânicas.
3.4.1. Resistência à compressão simples
O ensaio de resistência à compressão simples foi realizado conforme a ABNT NBR
5739:2007, sendo analisado nas idades de 7, 28 e 91 dias. Antes da realização dos ensaios, as
superfícies dos corpos de prova foram retificadas para que a carga fosse distribuída de forma
uniforme na área transversal.
3.4.2. Resistência à tração por compressão diametral
O ensaio de resistência à tração por compressão diametral foi realizado de acordo com as
recomendações da ABNT NBR 7222:2011, na idade de 28 dias.
76
3.4.3. Módulo estático de elasticidade à compressão
O ensaio de módulo estático de elasticidade à compressão foi realizado baseado na ABNT
NBR 8522:2008, sendo analisado aos 28 dias de idade. Antes de realizar este ensaio, os
corpos de prova também passaram pelo processo de retificação das superfícies. Os resultados
experimentais foram comparados com os valores teóricos estimados, de acordo com a ABNT
NBR 6118:2014.
3.5. Ensaios de durabilidade
Para analisar alguns parâmetros de durabilidade dos concretos, foram realizados os ensaios de
absorção de água por imersão, absorção de água por capilaridade, resistividade elétrica
(volumétrica e superficial), carbonatação acelerada, migração de cloretos no estado não
estacionário e efeito combinado de carbonatação acelerada e migração de cloretos no estado
não estacionário.
3.5.1. Absorção de água por imersão
Os ensaios de absorção de água foram realizados nesta pesquisa considerando a premissa de
que a penetração de água no concreto tem efeitos de grande importância na durabilidade de
uma estrutura de concreto armado. O ensaio de absorção de água por imersão foi realizado
conforme as recomendações da ABNT NBR 9778:2005, utilizando corpos de prova
cilíndricos com dimensões de 10 x 20 cm, aos 91 dias de idade.
3.5.2. Absorção de água por capilaridade
O ensaio de absorção de água por capilaridade foi realizado de acordo com a ABNT NBR
9779:2012, utilizando corpos de prova cilíndricos com dimensões de 10 x 20 cm, aos 91 dias
de idade.
3.5.3. Resistividade elétrica
O ensaio de resistividade elétrica foi realizado para associar este parâmetro com a
durabilidade do concreto. A resistividade elétrica juntamente com a disponibilidade de
oxigênio, controla o processo eletroquímico de corrosão das armaduras no concreto. A
resistividade é função direta da umidade, permeabilidade e propriedades eletroquímicas do
concreto (CASCUDO, 1997; RIBEIRO et al., 2014). Segundo Teodoro (2016), a associação
da corrosão eletroquímica do aço com a resistividade elétrica se dá de forma indireta, pelas
77
condições de condução e mobilidade de cargas elétricas através do eletrólito presente na
solução porosa. A condução da corrente elétrica através do concreto ocorre por meio de poros
contínuos e microfissuras presentes na matriz e preenchidas com água.
Na Tabela 3.9 estão apresentados os valores de resistividade elétrica indicativos da
probabilidade de corrosão nas estruturas de concreto, baseados na norma CEB - 192 e no
boletim europeu CE - COST 509.
Tabela 3.9 – Valores de resistividade elétrica com indicativos da probabilidade de corrosão do concreto, segundo
CEB – 192 e o boletim europeu COST 509 (Fonte: Ribeiro et al., 2014).
Resistividade (kΩ.cm) Risco de corrosão
CEB – 192 COST 509
> 20 > 100 Desprezível
10 a 20 50 a 100 Baixo
--- 10 a 50 Moderado
5 a 10 < 10 Alto
< 5 --- Muito Alto
A resistividade elétrica dos concretos foi determinada por meio de dois métodos: resistividade
elétrica volumétrica (método de dois eletrodos) e resistividade elétrica superficial (método de
quatro eletrodos de Wenner).
Os ensaios foram realizados utilizando um aparato desenvolvido de acordo com as normas
regulamentadoras. Foi utilizado um transformador 220/110 V, o qual proporcionou uma
corrente alternada, conforme recomendado pelas normas. Através de multímetros digitais
mediu-se a corrente elétrica e a diferença de potencial elétrico produzidos. Aos 91 dias de
idade foram ensaiados 3 corpos de prova para cada traço, sendo realizadas 5 leituras por corpo
de prova, totalizando 15 leituras por traço. As amostras estavam na condição saturada com
superfície seca, pois permaneceram em cura na câmara úmida e nas 24 horas antecedentes aos
ensaios ficaram imersas numa solução de cal hidratada.
3.5.3.1. Resistividade elétrica volumétrica
O ensaio de resistividade elétrica volumétrica foi executado de acordo com a AASHTO TP
119-2015. Neste método de ensaio, um conjunto de placas de aço inoxidável foi utilizado
como eletrodos, entre os quais a amostra de concreto foi colocada. Em seguida, uma corrente
elétrica foi aplicada às placas e a diferença de potencial elétrico correspondente foi medida.
Sendo assim, a corrente elétrica passou por toda a extensão do corpo de prova, ou seja, da
78
base ao topo. Na Figura 3.7 está apresentado o ensaio de resistividade elétrica volumétrica em
andamento.
Antes da realização do ensaio os corpos de prova foram retificados, buscando proporcionar
um maior contato entre a amostra de concreto e os eletrodos. Além disso, também almejando
um bom contato elétrico entre os eletrodos e o corpo de prova foi utilizado um papel filtro
saturado na mesma solução de cal hidratada. Conforme recomendado pela norma AASHTO
TP 119-2015, a resistividade elétrica do papel filtro também foi medida, no entanto se tornou
desprezível por ser muito menor do que a obtida pelas amostras de concreto.
Com os dados de corrente elétrica e tensão obtidos no ensaio, e através da Lei de Ohm, foi
possível obter o valor da resistência elétrica, conforme a Equação 10.
(Equação 10)
Sendo:
R = Resistência elétrica (Ω)
V = Diferença de potencial elétrico (V)
i = Corrente elétrica (A)
Já o valor da resistividade elétrica volumétrica foi obtido através da Equação 11.
(Equação 11)
Sendo:
ρ = Resistividade elétrica volumétrica do concreto (Ω.cm)
Rcilindro = Resistência elétrica (Ω)
A/L = Fator referente à geometria do corpo de prova de concreto, no caso desta pesquisa,
equivale ao valor 4. (A = área da seção transversal - cm²; L = comprimento do corpo de prova
- cm).
79
Figura 3.7 – Ensaio de resistividade elétrica volumétrica em andamento.
A AASHTO TP119:2015 estabeleceu uma classificação quanto à penetração de cloretos
baseada nos valores da resistividade elétrica volumétrica, cujos valores estão apresentados na
Tabela 3.10.
Tabela 3.10 – Classificação dos valores de resistividade elétrica volumétrica quanto à penetração de cloretos
(Fonte: AASHTO TP119:2015).
Classificação quanto à penetração de cloretos Resistividade uniaxial (kΩ.cm)
Alta < 5,2
Moderada 5,2 – 10,4
Baixa 10,4 – 20,8
Muito Baixa 20,8 – 207
Insignificante > 207
3.5.3.2. Resistividade elétrica superficial
A determinação da resistividade elétrica superficial foi realizada através do método dos quatro
eletrodos de Wenner. O aparato utilizado para medir a resistividade elétrica superficial possui
quatro eletrodos posicionados linearmente, espaçados igualmente entre si, conforme
apresentado na Figura 3.8.
80
Figura 3.8 – Sonda de quatro eletrodos deWenner (Fonte: Adaptado de BEUSHAUSEN, 2002).
O ensaio foi realizado conforme as recomendações da ASTM G57-06: 2012. Na execução, foi
utilizado um aparato com 4 eletrodos igualmente espaçados entre si, os quais ficaram em
contato com a superfície lateral do corpo de prova de concreto, conforme está apresentado na
Figura 3.9. Desta forma, uma corrente alternada foi aplicada nos eletrodos externos e a partir
dos eletrodos internos foi realizada a medida da diferença de potencial elétrico. A resistência
elétrica foi calculada conforme a Equação 10, baseada na Lei de Ohm. Já a resistividade
elétrica foi calculada por meio da Equação 12.
(Equação 12)
Sendo:
ρ = Resistividade elétrica superficial do concreto (Ω.cm)
= Espaçamento entre os eletrodos (cm)
R = Resistência elétrica (Ω)
De acordo com Costa e Azzi (2017), os valores obtidos no ensaio de resistividade elétrica
superficial é geralmente o dobro daqueles obtidos no ensaio de resistividade elétrica
volumétrica. Logo, ao realizar comparações, é importante observar qual o método de ensaio
foi adotado.
81
Figura 3.9 – Ensaio de resistividade elétrica superficial em andamento.
3.5.4. Carbonatação acelerada
O ensaio de carbonatação acelerada foi realizado utilizando corpos de prova cilíndricos com
dimensões de 10 x 20 cm e com os parâmetros da câmara de carbonatação conforme as
exigências da ISO 1920-12:2015. Baseado na norma, as condições utilizadas para este ensaio
foram: temperatura de 27 ± 2 ºC, umidade relativa equivalente a 65 ± 5 % e concentração de
CO2 de 3,0 ± 0,5 %, em volume.
Para este ensaio foram moldados 2 corpos de prova por traço. Após a moldagem e cura úmida
por 28 dias, os corpos de prova foram pré-condicionados em um recipiente com sílica gel por
25 dias para a ocorrência da estabilização de umidade interna. A estabilidade de umidade foi
definida por constância de massa. Posteriormente, os corpos de prova foram levados para a
câmara de carbonatação acelerada onde permaneceram em exposição por 56 e 70 dias. Para
realizar as medições da profundidade da frente de carbonatação foi utilizado 1 corpo de prova
de cada traço por idade de exposição, ou seja, um para 56 dias e outro para 70 dias.
Para realizar as leituras da frente de carbonatação, os corpos de prova foram rompidos à
tração por compressão diametral e foi aspergida em cada face uma solução de fenolftaleína
(indicadora de pH). A solução foi composta por 70% de álcool etílico, 29% de água destilada
e 1% de fenolftaleína.
82
Por fim, com a utilização de um paquímetro digital, com resolução de 0,01 mm, foram
realizadas 7 leituras em cada lateral da face exposta, totalizando 28 leituras por corpo de
prova, sendo o resultado final a média destes valores. Na Figura 3.10 está apresentado um
corpo de prova rompido à tração por compressão diametral, com ambas as faces indicando a
presença da frente de carbonatação (coloração do próprio concreto).
Figura 3.10 – Corpo de prova indicando a presença da frente de carbonatação.
Os parâmetros de ensaio da câmara de carbonatação foram controlados através de placa
arduíno e sensores de temperatura, umidade e concentração CO2. A concentração de CO2 e a
temperatura possuíam um controle automatizado por meio de uma programação utilizando
uma placa arduíno. Sendo assim, quando o valor da concentração de CO2 e a temperatura
ficavam abaixo do desejado, a válvula (no caso do CO2) ou a lâmpada (no caso da
temperatura) eram acionadas até o valor retornar ao desejado. Já a umidade foi controlada
através da utilização de sílica gel no interior da câmara de carbonatação. Além disso, existiam
pequenos ventiladores no interior da câmara que proporcionavam a circulação do ar e garantia
da homogeneidade da concentração no ambiente. Na Figura 3.11 está apresentada a câmara de
carbonatação utilizada no ensaio.
83
Figura 3.11 – Câmara de carbonatação utilizada para a realização dos ensaios.
3.5.5. Migração de cloretos no estado não estacionário
O ensaio de migração de cloretos no estado não estacionário foi realizado conforme a NT
BUILD 492:2011. Este ensaio permitiu a obtenção do coeficiente de migração de cloretos no
estado não estacionário.
Foram confeccionados corpos de prova cilíndricos com dimensões de 10 x 20 cm, os quais
foram posteriormente cortados em quatro partes iguais de 10 x 5 cm, utilizando-se para o
ensaio as duas amostras centrais.
Após serem cortadas, as amostras passaram por um processo de limpeza em água corrente.
Em seguida, com as superfícies secas, passaram pelo processo de pré-condicionamento,
conforme apresentado na Figura 3.12. Neste processo, foram colocadas em um recipiente à
vácuo com as duas faces expostas a uma pressão interna entre 1 e 5 KPa. O vácuo foi mantido
por três horas e, posteriormente, o recipiente contendo as amostras foi preenchido com uma
solução de Ca(OH)2 (hidróxido de cálcio dissolvido em água destilada), até que as amostras
ficassem totalmente imersas. O vácuo foi mantido no recipiente por mais 18 ± 2 h buscando
garantir a saturação dos poros do concreto com a solução.
84
Figura 3.12 – Pré-condicionamento das amostras.
Em seguida as amostras foram posicionadas na base de um aparato (Figura 3.13) e com um
selante de silicone, vedou-se a parte inferior e superior do concreto em contato com o aparato,
a fim de evitar vazamentos das soluções pelas bordas da amostra.
Figura 3.13 – Amostras posicionadas nos aparatos.
Depois do processo de vedação, foram posicionadas duas placas de aço inox nas extremidades
da amostra para proporcionar a aplicação da diferença de potencial necessária à execução do
ensaio. A placa de aço inox superior apresentava perfurações ao longo da seção para permitir
o contato da solução com o concreto. Já a placa de aço inox inferior contava com suportes de
plástico aderidos, buscando, assim, garantir um espaço suficiente para a solução catódica
entrar em contato com a amostra. O conjunto formado por aparato/amostra foi posicionado
sobre um suporte com inclinação de 30º e levados a um recipiente plástico. Na Figura 3.14
está apresentado o conjunto aparato/amostra posicionado sobre o suporte com inclinação de
30º.
85
Figura 3.14 – Aparato/amostra posicionado sobre o suporte com inclinação de 30º.
Cada procedimento de ensaio de migração de cloretos foi composto por 4 amostras de um
mesmo traço simultaneamente. Os 4 aparatos foram posicionados em um recipiente plástico
contendo solução catódica de 10% de cloreto de sódio em massa de água (100g de NaCl para
cada 900g de água), e cada aparato contendo a amostra foi preenchido com uma solução anódica
de hidróxido de sódio em água destilada (1,2g de NaOH para cada 100g de água).
Após o procedimento de preenchimento com as soluções, ocorreu a conexão em paralelo de
todos os aparatos, ou seja, os cátodos foram ligados ao polo negativo e os ânodos ao polo
positivo da fonte de corrente contínua, a qual foi ajustada inicialmente para 30 V. A fonte de
corrente contínua utilizada neste ensaio é da marca Minipa, modelo Power Supply MPC –
3003D. Em seguida, com o uso de um multímetro digital, foi medida a corrente inicial em
cada amostra, e, em função dessa corrente inicial, o valor da tensão foi ajustado, conforme
apresentado na Tabela 3.11.
86
Tabela 3.11 – Tensões e correntes de referência para o ensaio de migração de cloretos no estado não estacionário
(Fonte: NT BUILD 492:2011).
Corrente inicial I30V
(Com 30V) (mA)
Tensão aplicada U
(depois do ajuste) (V)
Provável nova
corrente inicial (mA)
Duração do ensaio (h)
I0 < 5 60 I0 < 10 96
5 ≤ I0 < 10 60 10 ≤ I0 < 20 48
10 ≤ I0 < 15 60 20 ≤ I0 < 30 24
15 ≤ I0 < 20 50 25 ≤ I0 < 35 24
20 ≤ I0 < 30 40 25 ≤ I0 < 40 24
30 ≤ I0 < 40 35 35 ≤ I0 < 50 24
40 ≤ I0 < 60 30 40 ≤ I0 < 60 24
60 ≤ I0 < 90 25 50 ≤ I0 < 75 24
90 ≤ I0 < 120 20 60 ≤ I0 < 80 24
120 ≤ I0 < 180 15 60 ≤ I0 < 90 24
180 ≤ I0 < 360 10 60 ≤ I0 < 120 24
I0 ≥ 360 10 I0 ≥ 120 6
Posterior ao ajuste de tensão anotou-se o valor da nova corrente (corrente inicial) para todas
as amostras e a temperatura inicial da solução anódica. Ao final do período de ensaio,
conforme a Tabela 3.11, foi medida novamente a corrente elétrica (corrente final) e a
temperatura final da solução. Na Figura 3.15 está apresentado o ensaio em andamento.
Figura 3.15 – Ensaio de migração de cloretos no estado não estacionário em andamento.
87
Após o processo de migração de cloretos (período de ensaio conforme a Tabela 3.11), as
amostras foram rompidas à tração por compressão diametral. Posteriormente, foi aspergida na
superfície fraturada de uma das metades da amostra, uma solução de nitrato de prata (AgNO3)
0,1 molar. O processo de aspersão de nitrato de prata foi realizado para possibilitar a medição
da frente de penetração de cloretos, pois ao entrar em contato com o cloreto impregnado no
concreto, este produto reage quimicamente formando o cloreto de prata (AgCl). Desta forma,
foi possível medir a frente de penetração de cloretos devido ao contraste visual formado na
superfície da amostra, em que a parte que contém cloretos se torna mais clara, prateada ou
esbranquiçada. Na Figura 3.16 está apresentado o processo de leitura da frente de penetração
de cloretos.
Figura 3.16 – Leitura da frente de penetração de cloretos nas amostras.
A NT BUILD 492:2011 estabelece que as leituras da frente de penetração de cloretos devem
ser realizadas do centro para ambas as extremidades em intervalos de 10 mm, sendo
realizadas no total de 7 medições. A norma destaca ainda que não se deve fazer medição na
zona de aproximadamente 10 mm da borda, buscando evitar o efeito de borda devido a um
grau não homogêneo de saturação, ou possível vazamento. Na Figura 3.17 está apresentado o
procedimento indicado para a realização da medição da frente de penetração de cloretos.
88
Figura 3.17 – Procedimento indicado para a medição da frente de penetração de cloretos (Fonte: Adaptado de
NT BUILD 492:2011).
Por fim, com os dados obtidos na realização do ensaio foi possível calcular o coeficiente de
migração de cloretos no estado não estacionário, de acordo com a Equação 13.
(Equação 13)
Sendo:
Dnssm = Coeficiente de migração de cloretos no estado não estacionário (10-12
m²/s);
U = Valor da tensão (V);
T = Média entre as temperaturas finais e iniciais (ºC);
t = Duração do ensaio (h);
L = Espessura do corpo de prova (mm);
Xd = Média da frente de penetração de cloretos (mm).
3.5.6. Efeito combinado de carbonatação acelerada e migração de cloretos
no estado não estacionário
O estudo do efeito combinado de carbonatação acelerada e migração de cloretos foi realizado
através destes dois ensaios individualmente, seguido um do outro. Ou seja, primeiramente as
amostras foram submetidas à exposição de CO2 (conforme o item 3.5.4) e posteriormente
passaram pelo ensaio de migração de cloretos (de acordo com o item 3.5.5). Inicialmente
foram moldados 2 corpos de prova cilíndricos com dimensões de 10 x 20 cm para cada traço,
após 28 dias de cura estes foram cortados em quatro partes iguais de 10 x 5 cm, utilizando-se
para os ensaios as duas amostras centrais.
89
Em seguida as amostras foram pré-condicionadas até ocorrer a estabilização da umidade
interna, a qual durou 7 dias. Posteriormente, foram levadas à câmara de carbonatação
acelerada onde permaneceram por 56 dias. Depois do período de exposição ao CO2, as
amostras foram submetidas ao ensaio de migração de cloretos no estado não estacionário. Por
fim, foram realizadas as medições de penetração de cloretos, conforme o procedimento
mencionado no item 3.5.5.
Após os períodos de cura, pré-condicionamento e carbonatação acelerada, o ensaio de
migração de cloretos foi iniciado aos 91 dias de idade. A escolha do período de duração de
cada etapa se deu propositalmente, buscando realizar a comparação da penetração de cloretos
nas amostras carbonatadas e não carbonatadas em concretos com a mesma idade (91 dias).
3.6. Zona de transição interfacial
A análise da zona de transição interfacial das amostras de concreto foi realizada por meio do
ensaio de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Antes da realização do ensaio, todas
as amostras passaram por um processo de preparação.
3.6.1. Preparação da amostra
Para analisar a zona de transição interfacial entre o ARC e a nova argamassa do concreto
produzido, foram retirados fragmentos da parte interna dos corpos de prova com a utilização
de uma serra circular e água para não aquecer a amostra. Após a extração, as amostras foram
submetidas ao processo de paralisação da hidratação utilizando a metodologia proposta por
Scrivener et al. (2016), com adaptações.
O procedimento de paralisação da hidratação consistiu na imersão das amostras em
isopropanol por 24 h, seguida da secagem em estufa a 40±1 ºC durante 24 h. Posteriormente,
as amostras foram armazenadas em um dessecador, contendo sílica gel e cal soldada.
As amostras foram embutidas à frio em uma resina poliéster insaturada com 2% de catalisador
à base de peróxido MEK, utilizando um cano de PVC de 25 mm de diâmetro como molde. No
dia anterior à realização do ensaio, as amostras foram submetidas ao processo de lixamento
por meio de lixas (nº 120, 220, 320, 600, 1200, 1500, 2000) e pano de polimento com pasta de
diamante de 3 μm. O lixamento e polimento das amostras foram realizados na polimotriz
motorizada Polipan U da Pantec.
90
O processo de lixamento das amostras ocorreu com a utilização das lixas em ordem crescente
de numeração, ou seja, da mais grossa para a mais fina. A cada troca de lixa a amostra foi
girada 90° até eliminar as ranhuras provocadas pela lixa anterior. Durante todo o tempo as
lixas foram molhadas com água corrente. Na Figura 3.18 está apresentado o processo de
paralisação da hidratação, através da imersão das amostras em isopropanol (a); as amostras
embutidas na resina (b); as lixas utilizadas no processo de lixamento (c) e a polimotriz
utilizada para o lixamento e polimento das amostras (d).
Figura 3.18 – (a) Amostras imersas no isopropanol durante o processo de paralisação da hidratação; (b) amostras
embutidas na resina; (c) lixas utilizadas no processo de lixamento; (d) polimotriz utilizada para o lixamento e
polimento das amostras.
3.6.2. Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)
O equipamento utilizado nesse ensaio foi o microscópio eletrônico de varredura modelo
QUANTA 450, operado em vácuo, com tensão de aceleração de elétrons (HV) de 25 kV e
distância de trabalho (WD) entre 15,0 e 16,5 mm. As amostras foram metalizadas com
carbono como material condutor e em seguida foram colocadas sobre um porta amostras e
91
inseridas no equipamento. Na Figura 3.19 está apresentado o equipamento utilizado neste
ensaio.
Figura 3.19 – Microscópio Eletrônico de Varredura.
3.7. Análise estatística
A partir dos resultados obtidos na realização dos ensaios, foi realizada a análise estatística dos
dados utilizando o software STATISTICA v10.
Buscando observar a influência da moagem dos ARC, do teor de cimento Portland utilizado
na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios e da abordagem de mistura dois
estágios em concretos com diferentes teores de ARC, foi realizada a análise de variância
“One-way ANOVA”. Já para avaliar a influência da idade nos ensaios que foram realizados
nos concretos para idades distintas (carbonatação acelerada e migração de cloretos no estado
não estacionário), foi realizada a análise de variância “Factorial ANOVA”.
A análise de variância (ANOVA) identifica se as médias diferem de maneira significativa, ou
seja, analisa se a variável independente influenciou sobre a variável dependente. Essa
influência é indicada por meio do Valor-p, o qual também é denominado de probabilidade
significativa. Cada hipótese foi testada a um nível de significância ( ) de 0,05, possuindo um
nível de confiança de 95%.
92
Dessa forma, ao realizar a análise de variância, quando o Valor-p foi inferior a 0,05, o efeito
foi considerado significativo sobre a variável dependente, ou seja, teve influência sobre esta.
Por outro lado, quando o Valor-p foi igual ou superior a 0,05, o efeito não foi considerado
significativo.
Nos casos em que a influência foi significativa, os dados foram submetidos à comparação
múltipla de médias por meio do teste de Duncan, o qual agrupa as médias que não diferem de
forma significativa entre si.
A análise de variância (ANOVA) de todos os ensaios e os testes de Duncan estão
apresentados no apêndice deste trabalho.
93
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Neste capítulo serão apresentados os resultados dos ensaios de caracterização dos materiais
(item 4.1), os resultados dos ensaios realizados no concreto no estado fresco (item 4.2), os
resultados dos ensaios de propriedades mecânicas (item 4.3), os resultados realizados para
analisar os parâmetros de durabilidade (item 4.4), a análise da zona de transição interfacial
(item 4.5) e um resumo dos principais resultados (item 4.6). A apresentação dos resultados em
cada item foi dividida de acordo com o tipo de análise (análise do teor de cimento Portland na
primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios, análise do efeito da abordagem de
mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC e análise do efeito da
moagem dos ARC).
4.1. Caracterização dos materiais
4.1.1. Aglomerante
Na Tabela 4.1 estão apresentados os resultados de caracterização do aglomerante utilizado,
que no caso foi o cimento Portland de alta resistência inicial (CP V – ARI). Estão descritos
tanto os resultados de caracterização física quanto a composição química, sendo esta última
obtida por meio do ensaio de fluorescência de raios-X (FRX).
Tabela 4.1 – Resultados de caracterização do cimento Portland de alta resistência inicial (CP V- ARI).
Caracterização Resultados Limite (a)
Massa específica (g/cm³) 3,00 N.E
Índice de finura (%) 0,90 ≤ 6,0
Teor de água das pastas de consistência normal (%) 35,50 N.E
Tempos de pega Início de pega (min) 120 ≥ 60
Fim de pega (min) 175 ≤ 600
Resistência à
compressão (MPa)
1 dia 25,4 ≥ 14,0
3 dias 36,1 ≥ 24,0
7 dias 42,7 ≥ 34,0
Composição química,
em óxidos (%)
SiO2 19,91 N.E
CaO 63,61 N.E
MgO 1,78 ≤ 6,5
Al2O3 4,20 N.E
Fe2O3 2,20 N.E
K2O 0,36 N.E
TiO2 0,23 N.E
Na2O 0,38 N.E
P2O5 0,17 N.E
MnO 0,07 N.E (a)
Limites estabelecidos pela ABNT NBR 16697:2018.
94
4.1.2. Agregado miúdo natural
Como agregado miúdo natural, foi utilizada a areia lavada de rio, cuja caracterização está
apresentada na Tabela 4.2.
Tabela 4.2 – Resultados de caracterização física do agregado miúdo natural.
Caracterização física Resultados
Massa unitária (g/cm³) 1,49
Massa específica (g/cm³) 2,65
Dimensão máxima característica (mm) 4,80
Módulo de finura 2,49
Na Figura 4.1 está apresentada a curva de distribuição granulométrica do agregado miúdo
natural utilizado na pesquisa. É possível observar que a curva da areia lavada está localizada
dentro da faixa ótima de distribuição granulométrica, sendo dispensável realizar uma
composição de areias.
Figura 4.1 – Curva granulométrica do agregado miúdo natural.
4.1.3. Agregado graúdo natural
Os resultados de caracterização física do agregado graúdo natural estão apresentados na
Tabela 4.3. Os agregados foram nomeados como brita 19 e brita 12,5 devido às dimensões
máximas (em mm) destes.
95
Tabela 4.3 – Resultados de caracterização física do agregado graúdo natural.
Caracterização física Resultados
BRITA 19 BRITA 12,5
Dimensão máxima característica (mm) 19,0 12,5
Zona granulométrica 9,5/25 4,75/12,5
Módulo de finura 6,69 6,00
Massa específica (g/cm³) 2,75 2,71
Conforme descrito no item 3.1.3, optou-se pela realização da composição de agregados, sendo
determinada a proporção de utilização de 70% da brita de 19 mm e 30% da brita de 12,5 mm.
Na Figura 4.2 está apresentada a curva de distribuição granulométrica obtida da composição
de britas.
Figura 4.2 – Curva granulométrica do agregado graúdo natural.
4.1.4. Agregado graúdo reciclado
Na Tabela 4.4 estão apresentados os resultados de caracterização física dos agregados de
resíduo de concreto.
96
Tabela 4.4 – Resultados de caracterização física do agregado graúdo reciclado.
Caracterização física Resultados
Massa específica (g/cm³) 2,58
Absorção de água (%) 3,71
Como a substituição do agregado graúdo reciclado foi realizada conforme a fração
granulométrica do agregado graúdo natural (sendo substituído proporcionalmente em cada
fração retida), não foi necessária a determinação da curva granulométrica deste.
4.1.5. Aditivo
Na Tabela 4.5 estão apresentadas as características do aditivo superplastificante Glenium
51®, as quais foram fornecidas pelo fabricante.
Tabela 4.5 – Características do aditivo superplastificante.
Característica Resultados
Aspecto/Cor Líquido amarelado
pH 6,00 - 8,00
Massa específica (g/cm³) 1,055 - 1,085
4.2. Propriedades do concreto no estado fresco
4.2.1. Consistência pelo abatimento do tronco de cone
As consistências dos concretos foram fixadas em um abatimento de 150 ± 10 mm, buscando
seguir a classificação estabelecida na ABNT NBR 8953:2015, a qual classifica os referidos
concretos na classe de consistência “S100” – concretos que podem ser aplicados em
elementos estruturais, com lançamento convencional.
Na Figura 4.3 estão apresentados os valores equivalentes ao abatimento dos concretos. Pode-
se notar que todos os valores ficaram na faixa estabelecida, o que foi alcançado
intencionalmente por meio da utilização de aditivo superplastificante. Não foram observadas
variações em decorrência dos tratamentos. No entanto, a consistência dos concretos com ARC
apresentaram mudanças mais rapidamente com o tempo, quando comparados com CREF.
97
Figura 4.3 – Consistência pelo abatimento do tronco de cone.
4.2.2. Massa específica
4.2.2.1. Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem
de mistura dois estágios
Os valores de massa específica no estado fresco desta análise estão apresentados na Figura
4.4. Todos os concretos com ARC apresentaram massa específica inferior ao concreto
referência, sendo este efeito atribuído a menor massa específica dos ARC quando comparados
aos agregados naturais. Além disso, observando o emprego da abordagem de mistura dois
estágios, pode-se notar que ambos os concretos (CARC20-M-DE100 e CARC20-M-DE25)
apresentaram massa específica 4,9% e 3,8% menores do que o concreto produzido com 20%
de ARC no método de mistura normal, respectivamente. No concreto produzido utilizando
100% de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios, essa
redução foi mais intensa.
150 140
148 145 150
140 140 140
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Ab
atim
en
to (
mm
)
98
Figura 4.4 – Massa específica no estado fresco dos concretos produzidos para a análise do teor de cimento
Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.
4.2.2.2. Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos
com diferentes teores de ARC
Na Figura 4.5 estão apresentados os valores de massa específica no estado fresco para esta
análise. Pode ser observado que os valores estão bastante próximos, sendo os concretos com
ARC responsáveis por uma pequena redução dos valores desta propriedade. Além disso, é
notória a mesma tendência do item anterior, em que a abordagem de mistura dois estágios
com 25% de cimento Portland proporciona uma diminuição na massa específica tanto para o
CARC20-M-DE25 quanto para o CARC50-M-DE25.
2393,68 2381,75 2269,47 2294,04
1000
1500
2000
2500
3000
CREF CARC20-M CARC20-M-DE100 CARC20-M-DE25
Ma
ssa
esp
ecíf
ica
(k
g/m
³)
99
Figura 4.5 – Massa específica no estado fresco dos concretos produzidos para a análise do efeito da abordagem
de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC.
4.2.2.3. Análise do efeito da moagem dos ARC
Na Figura 4.6 estão apresentados os valores de massa específica no estado fresco desta
análise. É possível observar que os concretos produzidos com ARC obtiveram massa
específica menor do que o concreto referência. Além disso, é notória a tendência de redução
conforme se aumenta o teor de substituição, fato que corrobora com as pesquisas de Gunçan e
Topçu (1995).
Pode-se notar ainda que os concretos produzidos com ARC sem o processo de moagem no
Los Angeles (CARC20-SM e CARC50-SM) apresentaram massa específica menor do que os
concretos produzidos com o mesmo teor de ARC após o processo de moagem. Este fato pode
ser atribuído a maior quantidade de argamassa antiga aderida aos ARC (sem moagem), que
consequentemente possuem menor massa específica quando comparado aos que passaram
pelo processo de abrasão.
2393,68 2381,75 2294,04 2303,86 2244,21
1000
1500
2000
2500
3000 M
ass
a e
spec
ífic
a (
Kg
/m³)
100
Figura 4.6 – Massa específica no estado fresco dos concretos produzidos para a análise do efeito da moagem dos
ARC.
4.3. Propriedades mecânicas
4.3.1. Resistência à compressão simples
4.3.1.1. Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem
de mistura dois estágios
Na Figura 4.7 está apresentada a evolução da resistência à compressão simples no decorrer
dos dias. É possível observar que até os 28 dias de idade, o CARC20-M apresentou
resistência à compressão ligeiramente superior aos concretos com ARC preparados com a
abordagem de mistura dois estágios (CARC20-M-DE100 e CARC20-M-DE25). No entanto,
aos 91 dias de idade ambos os concretos (CARC20-M-DE100 e CARC20-M-DE25)
conseguiram superar a resistência à compressão do CARC20-M.
Aos 91 dias, ocorreu uma redução da resistência à compressão do concreto com agregado
reciclado (mistura normal) em relação ao concreto referência de 12,7%. Logo, ao realizar o
tratamento nos ARC com a utilização da abordagem de mistura dois estágios com 25% de
cimento Portland, notou-se uma melhora de 6,0 %, sendo este efeito menos notável com a
abordagem de mistura dois estágios com 100% cimento Portland, a qual foi equivalente a
4,0%.
2393,68 2332,63 2381,75
2257,54 2303,86
1000
1500
2000
2500
3000
CREF CARC20-SM CARC20-M CARC50-SM CARC50-M
Ma
ssa
esp
ecíf
ica
(k
g/m
³)
101
Figura 4.7 – Resistência à compressão simples dos concretos produzidos para a análise do teor de cimento
Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.
O fato de a melhoria ter sido mais notável para o CARC20-M-DE25 do que para o CARC20-
M-DE100, provavelmente se deu devido ao primeiro concreto possuir um menor teor de
cimento Portland no processo de pré-mistura (1º estágio), o que favoreceu a absorção do
ARC. Esta observação está de acordo com a pesquisa de Zhihui et al. (2013), a qual indicou
que a resistência à compressão dos concretos com ARC tratados tende a aumentar com o
aumento da relação a/c da pasta de revestimento (utilizada no 1º estágio).
Apesar destas observações, ao realizar a análise de variância (ANOVA) foi obtido um Valor-p
= 0,4145, o que indicou que a utilização de 20% de agregado de resíduos de concreto (mistura
normal ou dois estágios com 25% e 100% de cimento Portland) não afetou significativamente
a resistência à compressão simples do concreto aos 91 dias de idade. A mesma falta de
significância também foi observada aos 28 dias de idade, quando a ANOVA indicou um
Valor-p de 0,2592.
4.3.1.2. Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos
com diferentes teores de ARC
Na Figura 4.8 está apresentada a evolução da resistência à compressão simples dos concretos
dosados com diferentes teores de ARC. É possível observar que todos os concretos
apresentaram um ganho de resistência ao longo das idades, o que corrobora com o observado
por Kwan et al. (2012), os quais observaram um perfil semelhante entre o concreto com ARC
20,0
25,0
30,0
35,0
40,0
45,0
50,0
7 dias 28 dias 91 dias
Res
istê
nci
a à
co
mp
ress
ão
(M
Pa
)
CREF CARC20-M CARC20-M-DE100 CARC20-M-DE25
102
e o concreto referência no que diz respeito ao aumento da resistência à compressão com a
idade.
Figura 4.8 – Resistência à compressão simples dos concretos produzidos para a análise do efeito da abordagem
de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC.
Semelhante aos resultados da análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da
abordagem de mistura dois estágios, os concretos com ARC obtiveram resistência à
compressão menor em todas as idades quando comparados ao CREF. Além disso, analisando
o efeito da abordagem de mistura dois estágios, é possível visualizar que aos 28 dias os
concretos preparados pelo método de mistura normal apresentaram resistência à compressão
superior. Já aos 91 dias, tanto o CARC20-M-DE25 quanto o CARC50-M-DE25 superaram os
concretos produzidos através da mistura normal (CARC20-M e CARC50-M,
respectivamente).
Aos 91 dias de idade, o CARC20-M-DE25 apresentou um ganho na resistência à compressão
de 6,0% em relação ao CARC20-M. Já no CARC50-M-DE25 o aumento da resistência à
compressão foi de 3,6% comparado ao CARC50-M. Estes resultados estão condizentes com o
estudo de Tam et al. (2005), o qual observou um ganho de resistência de 21,3% para o
concreto preparado com 20% de ARC na abordagem de mistura dois estágios em relação ao
preparado no método de mistura normal.
Analisando o efeito dos teores de ARC no concreto, é possível observar que os concretos com
50% de ARC apresentaram resistência à compressão simples superior aos concretos com 20%
20,0
25,0
30,0
35,0
40,0
45,0
50,0
7 dias 28 dias 91 dias
Res
istê
nci
a à
co
mp
ress
ão
(M
Pa
)
CREF CARC20-M CARC20-M-DE25 CARC50-M CARC50-M-DE25
103
de ARC. Em função desse bom resultado, foi realizado um estudo para avaliar o efeito da
moagem dos ARC na resistência à compressão simples.
Apesar das observações, a análise de variância (ANOVA) indicou que o efeito da abordagem
de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC não foi significativo,
apontando Valor-p de 0,6019 e 0,3867 para as idades de 28 e 91 dias, respectivamente.
Conforme os resultados de resistência à compressão simples aos 91 dias de idade, é notório o
bom comportamento dos concretos produzidos com agregados reciclados submetidos a
tratamentos. Quando ocorreu a substituição de até 50% do ARC adotando a abordagem de
mistura dois estágios com 25% de cimento Portland, a redução da resistência à compressão
em relação ao CREF foi de até 2,6 MPa. Já utilizando o método de mistura normal, essa
redução foi de até 5,0 MPa, quando comparados ao concreto referência.
4.3.1.3. Análise do efeito da moagem dos ARC
Na Figura 4.9 está apresentada a evolução da resistência à compressão simples dos concretos
desta análise.
Figura 4.9 – Resistência à compressão simples dos concretos produzidos para a análise do efeito da moagem dos
ARC.
Nota-se que todos os concretos com ARC apresentaram resistência à compressão menor do
que o concreto referência, em todas as idades. Além disso, o processo de moagem dos ARC
também influenciou nesta propriedade. Os concretos produzidos com os mesmos teores de
ARC apresentaram resistência à compressão simples menor quando foram substituídos da
forma que vieram da fábrica, ou seja, sem passar pelo processo de moagem.
25,0
30,0
35,0
40,0
45,0
50,0
7 Dias 28 Dias 91 Dias Res
istê
nci
a à
co
mp
ress
ção
(M
Pa
)
CREF CARC20-SM CARC20-M CARC50-SM CARC50-M
104
Ao realizar a análise de variância (ANOVA) para os valores de resistência à compressão
simples aos 28 e 91 dias, foi obtido Valor-p de 0,0596 e 0,0246, respectivamente. Desta
forma, aos 28 dias a moagem dos ARC não influenciou significativamente nesta propriedade
do concreto. No entanto, aos 91 dias a influência da moagem dos ARC passou a ser
significativa na resistência à compressão simples dos concretos.
Conforme o teste de Duncan, os concretos foram distribuídos em três grupos de acordo com
os valores de resistência à compressão simples aos 91 dias de idade. O grupo com maior
patamar de resistência à compressão é composto pelo CREF, CARC50-M e CARC20-M, ou
seja, o concreto referência e os com ARC que passaram pelo processo de moagem. No
entanto, estes dois últimos (CARC50-M e CARC20-M) juntamente com o CARC20-SM
também pertencem ao grupo com patamar de resistência à compressão intermediário. Já o
grupo com o nível de resistência à compressão menor reúne o CARC20-M, CARC20-SM e o
CARC50-SM. De acordo com o agrupamento, há uma tendência dos concretos com ARC
submetidos ao processo de moagem, migrarem para grupos de níveis de resistência à
compressão superiores.
Os resultados de resistência à compressão simples levaram à confirmação da melhoria da
qualidade dos concretos com agregados reciclados submetidos ao processo de abrasão. Esta
melhoria está associada à remoção das partículas de argamassa dos ARC, que
consequentemente eleva a qualidade desses agregados. Os autores Purushothaman et al.
(2015), Pandurangan et al. (2016) e Dimitriou et al. (2018) constataram comportamentos
semelhantes em suas pesquisas.
4.3.2. Resistência à tração por compressão diametral
4.3.2.1. Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem
de mistura dois estágios
A resistência à tração por compressão diametral foi analisada aos 28 dias de idade. Na Figura
4.10 estão apresentados os valores médios obtidos neste ensaio.
Notou-se que todos os concretos apresentaram similaridade no que se refere a esta
propriedade, considerando que os valores estão bastante próximos. De acordo com a análise
de variância (ANOVA), o Valor-p foi equivalente a 0,5080, confirmando a não significância
da utilização de 20% ARC no concreto (mistura normal e dois estágios com 25% e 100% de
cimento Portland) em relação à resistência à tração por compressão diametral.
105
Figura 4.10 – Resistência à tração por compressão diametral dos concretos produzidos para a análise do teor
de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.
4.3.2.2. Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos
com diferentes teores de ARC
Na Figura 4.11 estão apresentados os resultados de resistência à tração por compressão
diametral dos concretos CREF, CARC20-M, CARC20-M-DE25, CARC50-M e CARC50-M-
DE25. É notória a similaridade dos resultados. No entanto, há uma leve redução na resistência
à tração dos concretos que utilizaram a abordagem de mistura dois estágios quando
comparados aos que foram produzidos por meio da mistura normal.
Figura 4.11 – Resistência à tração por compressão diametral dos concretos produzidos para a análise do efeito da
abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC.
4,1
4,6 4,3
3,9
0,0
2,0
4,0
6,0
CREF CARC20-M CARC20-M-DE100 CARC20-M-DE25
Res
istê
nci
a à
tra
ção
(M
Pa
)
4,1 4,6
3,9
4,5 4,0
0,0
2,0
4,0
6,0
Res
istê
nci
a à
tra
ção
(M
Pa
)
106
A análise de variância (ANOVA) confirmou a similaridade dos resultados quando apontou a
não significância do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com
diferentes teores de ARC, sendo o Valor-p equivalente a 0,5940.
Os resultados corroboraram com o apontado por Machado Jr et al. (1998) e Bazuco (1999), os
quais mencionaram que a utilização de agregado graúdo reciclado não influenciou na
resistência à tração dos concretos analisados em suas pesquisas.
Estes resultados foram satisfatórios, pois foi substituído até 50% do agregado graúdo natural
por ARC e não houve diferenças significativas em relação ao concreto referência.
4.3.3. Módulo estático de elasticidade à compressão
4.3.3.1. Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem
de mistura dois estágios
Na Figura 4.12 estão apresentados os valores médios obtidos no ensaio de módulo estático de
elasticidade à compressão, o qual também foi realizado aos 28 dias de idade.
Figura 4.12 – Módulo estático de elasticidade à compressão dos concretos produzidos para a análise do teor de
cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.
É possível observar que houve uma redução nos valores do módulo de elasticidade nos
concretos produzidos com ARC, principalmente quando foi adotada a abordagem de mistura
42,2 40,2
32,3
38,0
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
CREF CARC20-M CARC20-M-DE100 CARC20-M-DE25
Mó
du
lo d
e el
ast
icid
ad
e (G
Pa
)
107
dois estágios. Em relação ao CARC20-M, houve uma redução de 24,5% do módulo de
elasticidade do CARC20-M-DE100 e de 5,8% do CARC20-M-DE25.
A análise de variância (ANOVA) confirmou o efeito significativo do teor de cimento
Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios, indicando um Valor-p de
0,0000. Com isso, foi realizado o teste de Duncan para verificar como os dados estavam
agrupados estatisticamente.
Conforme o teste de Duncan foi possível verificar que o CREF e CARC20-M não diferem
estatisticamente entre si, pertencendo a um mesmo grupo com valores de módulo de
elasticidade mais altos. O CARC20-M-DE25 está em um grupo com o nível do módulo de
elasticidade intermediário. Já o CARC20-M-DE100 é pertencente ao grupo com o menor
nível de valor de módulo de elasticidade, indicando que a utilização de 100% de cimento
Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios prejudicou o concreto nesta
propriedade.
Como foi considerada 100% da água de absorção do ARC nas dosagens, a redução do valor
do módulo de elasticidade do CARC20-M-DE100 está associada à dificuldade de absorver
totalmente essa água, o que consequentemente aumenta a relação a/c do concreto. Esta
redução também foi observada nos demais ensaios de propriedades mecânicas.
4.3.3.2. Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos
com diferentes teores de ARC
Os resultados do módulo de elasticidade realizado para analisar o efeito da abordagem de
mistura dois estágios em concretos com 20% e 50% de ARC estão apresentados na Figura
4.13.
É possível observar uma diminuição do módulo de elasticidade nos concretos produzidos com
ARC, sendo essa redução mais acentuada conforme se aumenta o teor de agregados de
resíduo de concreto. A redução está atrelada ao aumento da porosidade do concreto em
consequência do aumento do teor de substituição. Além disso, também pode está relacionada
ao baixo módulo de elasticidade e resistência do próprio agregado reciclado. Gómez-Soberón
(2002), Etxeberria et al. (2007) e Tabsh e Abdelfatah (2009) constataram em suas pesquisas o
mesmo comportamento.
108
Figura 4.13 – Módulo estático de elasticidade à compressão dos concretos produzidos para a análise do efeito da
abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC.
Vários autores observaram em seus estudos a redução do módulo de elasticidade dos
concretos, à medida que se aumentou o teor de ARC (THOMAS et al., 2013; XUAN et al.,
2016; DIMITRIOU et al., 2018; BHASYA e BHARATKUMAR, 2018; NANYA, 2018).
A análise de variância (ANOVA) apontou um Valor-p equivalente a 0,0001, o que indica que
a abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC foi
significativa. Com isso, realizou-se o teste de Duncan buscando verificar o agrupamento dos
concretos que não diferem estatisticamente entre si.
De acordo com o teste de Duncan foi verificado que o CREF e o CARC20-M não diferem
estatisticamente entre si, estando em um mesmo grupo, com o nível de módulo de elasticidade
mais alto. Os concretos que utilizaram a abordagem de mistura dois estágios (CARC20-M-
DE25 e CARC50-M-DE25) integraram o grupo de módulo de elasticidade intermediário. Já o
grupo com os menores valores de módulo de elasticidade, também foi composto pelo
CARC50-M-DE25 juntamente com o CARC50-M.
Com isso, foi constatado que a abordagem de mistura dois estágios proporcionou uma leve
melhoria nesta propriedade para o concreto com 50% de ARC, levando-o para uma posição
intermediária. No entanto, no caso do concreto com 20% de ARC, esta abordagem de mistura
tendeu a reduzir o valor do módulo de elasticidade.
42,2 40,2
38,0 35,4 36,0
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
CREF CARC20-M CARC20-M-DE25 CARC50-M CARC50-M-DE25
Mó
du
lo d
e el
ast
icid
ad
e (G
Pa
)
109
Na Figura 4.14 estão apresentados os valores individuais do módulo estático de elasticidade à
compressão em função da sua resistência à compressão simples aos 28 dias e a curva de
estimativa desses valores de acordo com a ABNT NBR 6118:2014.
Figura 4.14 – Relação do módulo de elasticidade com a resistência à compressão simples.
É possível observar que mesmo substituindo até 50% do agregado graúdo natural por ARC,
os valores experimentais superam o comportamento teórico, atendendo aos requisitos do
cálculo estrutural estabelecidos pela ABNT NBR 6118:2014.
4.4. Ensaios para avaliação da durabilidade
Nesta seção serão apresentados os resultados dos ensaios realizados para avaliar os concretos
no que se refere a alguns parâmetros de durabilidade, como a absorção de água por imersão,
absorção de água por capilaridade, resistividade elétrica, carbonatação acelerada, migração de
cloretos no estado não estacionário e o efeito combinado da carbonatação acelerada e
migração de cloretos.
4.4.1. Absorção de água por imersão
4.4.1.1. Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem
de mistura dois estágios
Na Figura 4.15 estão apresentados os resultados obtidos no ensaio de absorção de água por
imersão aos 91 dias de idade, o qual fornece ainda o índice de vazios do concreto.
110
Figura 4.15 – Absorção de água por imersão e índice de vazios dos concretos produzidos para a análise do teor
de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.
Pode-se observar um aumento de 72% na absorção de água do concreto utilizando 20% de
ARC (mistura normal) em relação ao concreto referência. Além disso, essa tendência de
crescimento também foi observada no índice de vazios. No entanto, a utilização da abordagem
de mistura dois estágios com 25% de cimento Portland favoreceu uma redução 31% da
absorção de água, quando comparado ao CARC20-M. Por outro lado, a abordagem de mistura
dois estágios utilizando 100% de cimento Portland proporcionou o aumento da absorção de
8% quando comparado ao CARC20-M. Estes efeitos da abordagem de mistura dois estágios
também refletiram no índice de vazios.
O resultado negativo do CARC20-M-DE100 deve-se ao fato de ter considerado 100% da água
de absorção do ARC e utilizado um teor mais alto de cimento Portland na primeira etapa da
abordagem de mistura dois estágios, o que consequentemente dificultou a absorção total por
parte dos ARC. Em contrapartida, a abordagem de mistura dois estágios com 25% de cimento
Portland proporcionou melhorias na qualidade do concreto com ARC.
A análise de variância (ANOVA) dos valores de absorção de água por imersão e do índice de
vazios confirmou o efeito significativo do teor de cimento Portland utilizado na primeira
etapa da abordagem de mistura dois estágios, indicando Valor-p equivalente 0,0000 para
ambas as propriedades.
Conforme o teste de Duncan, todos os traços são estatisticamente distintos e se encontram em
grupos diferentes em relação à absorção de água por imersão. Se tratando dos índices de
3,08
5,29 5,70
4,03
7,36
12,13 12,65
9,31
0
3
6
9
12
15
0
3
6
9
12
15
CREF CARC20-M CARC20-M-DE100 CARC20-M-DE25
Índ
ice
de
va
zio
s (%
)
Ab
sorç
ão
po
r im
ersã
o (
%)
Absorção por imersão Índice de vazios
111
vazios, o CREF e CARC20-M-DE25 diferem estatisticamente do todos os outros traços,
ocupando o nível de menor índice de vazios e o intermediário, respectivamente. Já os
concretos CARC20-M e CARC20-M-DE100 são estatisticamente iguais entre si em relação a
esta propriedade e ocupam o patamar de maior índice de vazios.
4.4.1.2. Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos
com diferentes teores de ARC
Na Figura 4.16 estão apresentados os resultados de absorção de água por imersão e índice de
vazios dos concretos aos 91 dias de idade, correlacionados com os valores de resistência à
compressão simples.
Figura 4.16 – Correlação entre a absorção de água por imersão e índice de vazios com a resistência à compressão
simples, aos 91 dias.
É notório um aumento de 72% e 39% da absorção de água por imersão dos concretos
CARC20-M e CARC50-M em relação ao CREF, respectivamente. Além disso, o índice de
vazios seguiu a mesma tendência da absorção de água por imersão. O aumento da absorção de
água do concreto utilizando agregado reciclado também foi verificado por Alexandridou et al.
(2018), o qual notou um aumento de 15% da absorção de água por imersão e 13% do volume
de poros abertos, no concreto com 25% de ARC.
Os autores Kwan et al. (2012), Alexandriou et al. (2018), Bhasya e Bharatkumar (2018) e
Nanya (2018) observaram que a absorção de água por imersão aumenta linearmente com a
44,4
39,4
41,8 41,6 43,1
3,08%
5,29%
4,03% 4,28% 4,35%
7,36%
12,13%
9,31% 9,84% 9,96%
0%
3%
6%
9%
12%
15%
20
25
30
35
40
45
50
CREF CARC20-M CARC20-M-DE25 CARC50-M CARC50-M-DE25
Ab
sorç
ão
po
r im
ersã
o e
ín
dic
e d
e v
azi
os
(%)
Res
istê
nci
a à
co
mp
ress
ão
(M
Pa
)
Resistência à compressão simples Absorção por imersão Índice de vazios
112
porcentagem de substituição. De acordo com os autores, este aumento é atribuído à alta
capacidade de absorção do ARC e a interconexão da estrutura porosa.
Nesta pesquisa, o aumento da absorção de água por imersão e índice de vazios do CARC50-
M em menor proporção quando comparado ao CARC20-M, condiz com os resultados de
resistência à compressão, considerando que o CARC50-M apresentou maior resistência do
que o CARC20-M. Estes comportamentos não eram esperados, sendo que os bons resultados
do CARC50-M podem está associados à variabilidade do ARC que é influenciada desde a
origem até o seu processamento (abrasão).
A adoção do método de mistura dois estágios na produção do concreto com 20% de ARC
proporcionou uma redução na absorção de água por imersão e no índice de vazios de 31,3% e
30,3%, respectivamente, aos 91 dias de idade. Este fato também foi visto por Tam e Tam
(2007), os quais observaram uma redução da permeabilidade à água de 2,34% aos 28 dias de
idade, da mistura realizada pelo método TSMA (two-stage mixing approach) com 20% de
ARC em comparação à mistura realizada pelo método normal.
A análise de variância (ANOVA) indicou Valor-p de 0,0000 tanto para a absorção de água
por imersão quanto para o índice de vazios, apontando que a utilização da abordagem de
mistura dois estágios em concretos com 20% e 50% de ARC teve efeito significativo.
De acordo com o teste de Duncan, a absorção de água por imersão e o índice de vazios
apresentaram a mesma tendência em relação ao agrupamento dos concretos. O grupo com
menor patamar de absorção de água e índice de vazios é composto pelo CREF. O grupo com
valores intermediários para estas propriedades é composto pelo CARC20-M-DE25, CARC50-
M e CARC50-M-DE25. Ou seja, estes concretos se encontram em um patamar de valores
estatisticamente iguais. Já o grupo com maiores valores de absorção de água por imersão e
índice de vazios é composto pelo CARC20-M.
4.4.2. Absorção de água por capilaridade
4.4.2.1. Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos
com diferentes teores de ARC
A avaliação dos concretos em relação à absorção de água por capilaridade só foi realizada
para esta análise. Não foi possível fazer esta avaliação na “análise do teor de cimento Portland
na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios” devido a erros de ensaio e a falta de
113
tempo para refazê-lo. Na Figura 4.17 estão apresentados os resultados deste ensaio, seguidos
também da ascensão capilar.
Figura 4.17 – Absorção de água por capilaridade e ascensão capilar.
Pode-se notar um aumento de 67,6 e 94,6% da absorção capilar dos concretos CARC20-M e
CARC50-M em relação ao concreto referência, respectivamente. Este comportamento é
decorrente das características dos agregados reciclados e da presença de zonas de transição
mais fissuradas. Nanya (2018) também observou um crescimento linear da absorção por
capilaridade com o aumento do teor de ARC.
Logo, ao adotar a abordagem de mistura dois estágios para ambos os teores de ARC, foi
observada uma pequena redução da absorção capilar.
Ao realizar a análise de variância (ANOVA) foi obtido um Valor-p de 0,0001, apontando que
a abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC foi
significativa em relação à absorção por capilaridade.
De acordo com o teste de Duncan é possível observar que o CREF está localizado em um
grupo com o patamar de absorção capilar menor. Já os concretos CARC20-M-DE25,
CARC20-M e CARC50-M-DE25 estão em um patamar de absorção capilar intermediário,
estando este último também no grupo do nível de absorção capilar mais alta, juntamente com
o CARC50-M. O agrupamento indica que a abordagem de mistura dois estágios tende a levar
os concretos com agregados reciclados para um nível de absorção capilar menor.
0,37
0,62 0,61
0,72 0,65
47,84
58,60 58,57
74,71
61,82
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
0,00
0,30
0,60
0,90
1,20
CREF CARC20-M CARC20-M-DE25 CARC50-M CARC50-M-DE25
Asc
ensã
o c
ap
ila
r (m
m)
Ab
sorç
ão
po
r ca
pil
ari
da
de
(g/c
m²)
Absorção por capilaridade Ascensão capilar
114
4.4.3. Resistividade elétrica
4.4.3.1. Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem
de mistura dois estágios
A resistividade elétrica está relacionada à permeabilidade do concreto a fluidos e a
difusividade de íons através da porosidade do material. Quanto maior o valor da resistividade
elétrica, melhor é o concreto. Na Tabela 4.6 estão apresentados os dados obtidos nos ensaios
de resistividade elétrica (volumétrica e superficial).
Tabela 4.6 – Resistividade elétrica volumétrica e superficial.
Traço Resistividade elétrica
volumétrica (kΩ.cm)
Resistividade elétrica
superficial (kΩ.cm)
CREF 9,33 11,60
CARC20-M 6,83 8,10
CARC20-M-DE100 7,50 8,64
CARC20-M-DE25 7,65 10,52
De acordo com a Tabela 4.6, o CREF apresentou-se como sendo o concreto com melhor
qualidade em relação à resistividade elétrica (para ambos os métodos), no entanto os seus
valores de resistividade elétrica são relativamente baixos. O concreto com agregado reciclado
com mistura normal (CARC20-M) apresentou a menor resistividade. A tendência de
decréscimo da resistividade em concretos com agregados reciclados é atribuída à maior
permeabilidade, presença de argamassa residual e a disponibilidade de zonas de transições
danificadas. No estudo realizado por Sadati e Khayat (2018) em concretos com ARC também
foi observado o mesmo comportamento.
No entanto, a utilização de tratamentos nos agregados reciclados através da abordagem de
mistura dois estágios proporcionaram melhorias nesta propriedade, sendo notável o aumento
da resistividade, especialmente para o CARC20-M-DE25. O crescimento da resistividade
ocorreu devido à penetração da pasta de pré-molhagem nos poros do ARC, a qual densificou a
microestrutura e proporcionou melhorias na zona de transição.
A partir dos resultados de resistividade elétrica volumétrica, foi realizada a classificação dos
concretos quanto ao risco de corrosão e à penetração de cloretos, conforme apresentado na
Tabela 4.7.
115
Tabela 4.7 – Classificação quanto ao risco de corrosão e penetração de cloretos para os valores de resistividade
elétrica volumétrica dos concretos produzidos para a análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da
abordagem de mistura dois estágios.
Traço Risco de corrosão Risco de corrosão
Classificação quanto
a penetração de
cloretos
CEB - 192 COST 509 AASHTO TP119:15
CREF Alto Alto Moderada
CARC20-M Alto Alto Moderada
CARC20-M-DE100 Alto Alto Moderada
CARC20-M-DE25 Alto Alto Moderada
De acordo com a norma CEB – 192 e o boletim europeu COST 509, todos os concretos foram
classificados como possuindo risco de corrosão alto. Já em relação à possibilidade de
penetração de cloretos, foram classificados como moderados, conforme a AASHTO
TP119:15. Os valores de resistividade elétrica superficial também foram classificados quanto
ao risco de corrosão. A classificação está apresentada na Tabela 4.8.
Tabela 4.8 – Classificação quanto ao risco de corrosão para os valores de resistividade elétrica superficial dos
concretos produzidos para a análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois
estágios.
Traço Risco de corrosão Risco de corrosão
CEB - 192 COST 509
CREF Baixo Moderado
CARC20-M Alto Alto
CARC20-M-DE100 Alto Alto
CARC20-M-DE25 Baixo Moderado
De acordo com a norma CEB – 192 e o boletim europeu COST 509, o concreto referência foi
classificado como possuindo risco de corrosão baixo e moderado, respectivamente. Já o
CARC20-M e CARC20-M-DE100 apresentaram risco de corrosão alto. O CARC20-M-DE25
apresentou risco de corrosão baixo e moderado conforme a norma CEB – 192 e o boletim
COST 509, respectivamente.
Analisando estatisticamente estes valores, a ANOVA indicou Valor-p de 0,0000 e 0,0168
para a resistividade elétrica volumétrica e superficial, respectivamente. Sendo assim, o teor de
substituição de 20% do agregado graúdo natural por agregado reciclado (mistura normal e
116
dois estágios com 25% e 100% de cimento Portland) influenciou significativamente na
resistividade elétrica do concreto.
De acordo com o teste de Duncan, os concretos estão divididos em três grupos distintos,
conforme os valores de resistividade elétrica volumétrica. O CREF compõe o grupo com o
nível de resistividade elétrica mais alto. Os concretos produzidos com 20% ARC através da
abordagem de mistura dois estágios com 25% e 100% de cimento Portland pertencem ao
mesmo grupo de resistividade volumétrica, não diferindo estatisticamente entre si. Já o
CARC20-M está inserido no grupo com o menor nível de resistividade elétrica volumétrica.
Se tratando da resistividade elétrica superficial, conforme o teste de Duncan, os concretos
estão divididos em três grupos conforme o patamar de valores. O grupo que engloba os
concretos com maiores valores de resistividade é composto pelo CREF e pelo CARC20-M-
DE25, sendo que este último também pertence ao grupo de valores intermediários juntamente
com o CARC20-M-DE100. Ou seja, quando se realiza a mistura dois estágios com 25% de
cimento Portland, na perspectiva de resistividade elétrica superficial, o concreto tende a se
igualar ao referência. Já o grupo que possui menores valores de resistividade, é composto
também pelo CAR20-M-DE100 e pelo CARC20-M.
4.4.3.2. Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos
com diferentes teores de ARC
Na Figura 4.18 estão apresentados os valores de resistividade elétrica volumétrica e
superficial correlacionados com os valores de resistência à compressão simples.
Conforme os valores, o CREF foi o que apresentou melhor característica para a resistividade
elétrica em ambos os métodos de ensaio, porém seus valores também foram baixos, bastante
próximos à resistividade dos demais concretos. Os teores de 20% e 50% de ARC em
concretos produzidos pela a abordagem de mistura normal tenderam a reduzir a resistividade
elétrica. Essa tendência de redução da resistividade elétrica em concretos com ARC também
foi verificada por diversos autores, como Nogueira (2015), Singh e Singh (2016), Silva (2017)
e Nanya (2018).
117
Figura 4.18 – Correlação entre a resistividade elétrica (volumétrica e superficial) e a resistência à compressão
simples, aos 91 dias.
A adoção da abordagem de mistura dois estágios proporcionou melhorias aos concretos com
ARC no que se refere à resistividade elétrica, considerando que os valores de resistividade
elétrica (volumétrica e superficial) aumentaram. Esta melhoria é atribuída à redução da
permeabilidade dos ARC em decorrência dos tratamentos utilizados, o que consequentemente
eleva a qualidade dos concretos.
Foi verificada uma correlação dos valores de resistividade elétrica e resistência à compressão
simples, de forma que os concretos com 50% de ARC, em ambos os métodos de mistura,
apresentaram maiores valores de resistividade elétrica quando comparados aos concretos com
20% de ARC, confirmando o efeito positivo da moagem dos agregados de resíduo de
concreto.
Na Tabela 4.9 está apresentada a classificação dos concretos quanto ao risco de corrosão e
penetração de cloretos, de acordo com os valores de resistividade elétrica volumétrica.
44,4
39,4 41,8 41,6
43,1
9,33 6,83 7,65 7,63 7,96
11,60
8,10 10,52 10,35 11,31
0
10
20
30
40
50
20
25
30
35
40
45
50
CREF CARC20-M CARC20-M-DE25 CARC50-M CARC50-M-DE25
Res
isti
vid
ad
e el
étri
ca (
kΩ
.cm
)
Res
istê
nci
a à
co
mp
ress
ão
(M
Pa
)
Resistência à compressão simples Resistividade elétrica volumétrica
Resistividade elétrica superficial
118
Tabela 4.9 – Classificação quanto ao risco de corrosão e penetração de cloretos para os valores de resistividade
elétrica volumétrica dos concretos produzidos para a análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em
concretos com diferentes teores de ARC.
Traço Risco de corrosão Risco de corrosão
Classificação quanto
a penetração de
cloretos
CEB – 192 COST 509 AASHTO TP119:15
CREF Alto Alto Moderada
CARC20-M Alto Alto Moderada
CARC20-M-DE25 Alto Alto Moderada
CARC50-M Alto Alto Moderada
CARC50-M-DE25 Alto Alto Moderada
Conforme com a norma CEB – 192 e o boletim europeu COST 509, todos os concretos foram
classificados como possuindo risco de corrosão alto. Já em relação à penetração de cloretos,
todos os concretos classificaram-se como possuindo probabilidade de penetração “moderada”.
Na Tabela 4.10 está apresentada a classificação dos concretos quanto ao risco de corrosão, de
acordo com os valores de resistividade elétrica superficial.
Tabela 4.10 – Classificação quanto ao risco de corrosão para os valores de resistividade elétrica superficial dos
concretos produzidos para a análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com
diferentes teores de ARC.
Traço Risco de corrosão Risco de corrosão
CEB - 192 COST 509
CREF Baixo Moderado
CARC20-M Alto Alto
CARC20-M-DE25 Baixo Moderado
CARC50-M Baixo Moderado
CARC50-M-DE25 Baixo Moderado
De acordo com a norma CEB – 192 e o boletim europeu COST 509, todos os concretos com
exceção do CARC20-M, foram classificados como possuindo risco de corrosão baixo e
moderado, respectivamente. Já o CARC20-M apresentou risco de corrosão alto, o que pode
ser atribuído a variações de execução de ensaio, considerando que o valor de resistividade
elétrica superficial deste concreto está próximo aos valores dos demais concretos.
119
A análise de variância (ANOVA) indicou Valor-p de 0,0000 para ambas as resistividades
(volumétrica e superficial), o que significa que a abordagem de mistura dois estágios em
concretos com diferentes teores de ARC apresentou influência significativa.
De acordo com o teste de Duncan para os valores de resistividade elétrica volumétrica, foi
possível observar que o CREF integra o grupo com o maior patamar de resistividade. Já o
grupo com valores intermediários de resistividade é composto pelo CARC50-M-DE25,
CARC20-M-DE25 e CARC50-M, os quais não diferem estatisticamente entre si. O CARC20-
M compõe isoladamente o grupo de menor nível de resistividade elétrica volumétrica.
Considerando o teste de Duncan para os valores de resistividade elétrica superficial, foi
observado que o grupo de maior patamar de valores, além de ser composto pelo CREF
também conta com o CARC50-M-DE25. Nos grupos intermediários de resistividade elétrica
superficial estão aqueles que utilizaram a abordagem de mistura dois estágios e o CARC50-
M. Já o grupo com o menor nível de resistividade elétrica superficial continua sendo
composto pelo CARC20-M isoladamente, seguindo a mesma tendência da resistividade
elétrica volumétrica.
4.4.4. Carbonatação acelerada
4.4.4.1. Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem
de mistura dois estágios
O ensaio de carbonatação acelerada é importante para avaliar como o concreto armado se
comporta em ambientes com alta concentração de CO2, considerando que nestes lugares a
despassivação das armaduras por carbonatação acontecem com maior facilidade. Na Figura
4.19 estão apresentados os resultados obtidos nos ensaios de carbonatação acelerada aos 56 e
70 dias.
Os resultados apresentados na Figura 4.16 equivalem à média de 28 leituras realizadas nos
corpos de prova que foram submetidos à exposição de CO2. Foi possível observar que o
CARC20-M apresentou um aumento de 30,7% na frente de carbonatação em relação ao
concreto referência aos 70 dias, o que corrobora com Bravo et al. (2015), que afirmam que os
concretos com agregados reciclados possuem menor resistência à carbonatação do que o
convencional.
120
Figura 4.19 – Carbonatação acelerada aos 56 e 70 dias dos concretos produzidos para a análise do teor de
cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.
A adoção da abordagem de mistura dois estágios com 100% de cimento Portland causou um
aumento da frente de carbonatação de 45,0% quando comparado ao CARC20-M aos 70 dias,
o que indica que piorou o comportamento do concreto no que se refere à resistência à
carbonatação. Já a abordagem de mistura dois estágios com 25% de cimento Portland tendeu
a diminuir a frente de carbonatação em 3,2% quando comparado ao concreto com agregado
reciclado com mistura normal.
A análise de variância (ANOVA) indicou que a utilização de 20% de agregado reciclado
(mistura normal e dois estágios com 25% e 100% de cimento Portland) não influenciou
significativamente no que se refere à frente de carbonatação, considerando que o Valor-p foi
equivalente a 0,4418 e 0,1957 para 56 e 70 dias, respectivamente.
Verificando o comportamento da carbonatação com a idade, a análise de variância (ANOVA)
indicou um Valor-p de 0,2410, o que vale mencionar que a idade (56 e 70 dias) não exerceu
influência significativamente no processo de carbonatação dos concretos.
4.4.4.2. Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos
com diferentes teores de ARC
Na Figura 4.20 estão apresentados os resultados da frente de carbonatação aos 56 e 70 dias
para os concretos produzidos com 20% e 50% de ARC, além do concreto referência.
3,46
4,35
5,88
4,12 3,91
5,11
7,42
4,95
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
CREF CARC20-M CARC20-M-DE100 CARC20-M-DE25
Fre
nte
de
carb
on
ata
ção
(m
m)
56 Dias 70 Dias
121
Figura 4.20 – Carbonatação acelerada aos 56 e 70 dias dos concretos produzidos para a análise do efeito da
abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC.
É possível observar que ocorre um aumento da frente de carbonatação conforme se aumenta o
teor de ARC nos concretos produzidos pelo método de mistura normal (CARC20-M e
CARC50-M). Kou e Poon (2012), Bravo et al. (2015), Nanya (2018) e Alexandriou et al.
(2018) também constataram esse aumento da frente de carbonatação com o aumento do teor
de ARC no concreto. Esse aumento é atribuído à maior porosidade da argamassa aderida ao
ARC graúdo e à presença de zonas de transição mais danificadas, as quais tornam o concreto
mais permeável à penetração de agentes agressivos.
No entanto, ao produzir os concretos com os mesmos teores de ARC utilizando a abordagem
de mistura dois estágios, ocorreu a redução da frente de carbonatação. Pode-se inferir que a
abordagem de mistura dois estágios contribuiu para a melhoria da microestrutura porosa,
aumentando a resistência dos concretos à penetração de CO2.
A análise de variância (ANOVA) indicou um Valor-p de 0,5793 e 0,5907 para a frente de
carbonatação aos 56 e 70 dias, respectivamente. Ou seja, apesar destas observações o efeito da
abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC não foi
significativa estatisticamente.
Se tratando do comportamento da carbonatação com a evolução da idade, também foi
verificado que a influência não foi significativa, obtendo-se um Valor-p de 0,2440 por meio
da análise de variância (ANOVA).
3,46
4,35 4,12
5,42
3,88 3,91
5,11 4,95
6,40
4,53
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
CREF CARC20-M CARC20-M-DE25 CARC50-M CARC50-M-DE25
Fre
nte
de
carb
on
ata
ção
(m
m)
56 Dias 70 Dias
122
4.4.5. Migração de cloretos no estado não estacionário
4.4.5.1. Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem
de mistura dois estágios
A migração de cloretos no estado não estacionário foi realizada objetivando obter os
coeficientes de migração de cloretos, sendo este dado bastante representativo no que se refere
ao real mecanismo de transporte de cloretos no concreto. É válido destacar que quanto maior
o valor do coeficiente de migração de cloretos, pior é o desempenho do concreto. Na Figura
4.21 estão apresentados os resultados obtidos nos ensaios, sendo realizados aos 28 e 91 dias
de idade.
Figura 4.21 – Coeficiente de migração de cloretos aos 28 e 91 dias de idade dos concretos produzidos para a
análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.
É possível observar que em relação ao concreto referência, o CARC20-M apresentou um
aumento de 58,7% e 175,7% no coeficiente de migração de cloretos aos 28 e 91 dias,
respectivamente. Estes resultados condizem com o estudo de Bravo et al. (2015), que falam
que a utilização de agregados reciclados no concreto implicam em um crescimento do
coeficiente de migração de cloretos em relação ao concreto convencional.
Com a utilização da abordagem de mistura dois estágios com 25% de cimento Portland foi
notória uma diminuição desse coeficiente em relação ao CARC20-M, principalmente aos 91
dias, no qual a redução foi equivalente a 117,0%. Esta redução do coeficiente de migração de
1,38
2,19 2,38
2,11
0,37
1,02 1,08
0,47
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
CREF CARC20 - M CARC20-M-DE100 CARC20-M-DE25
Co
efic
ien
te d
e m
igra
ção
d
e cl
ore
tos
(10
-12
m²/
s)
28 Dias 91 Dias
123
cloretos com a utilização de tratamentos nos ARC também foi verificada por Tam e Tam
(2007), os quais observaram uma redução de 22,78% e 0,70% da TSMA (two-stage mixing
approach) em relação ao método de mistura normal, aos 28 e 98 dias, respectivamente.
Por outro lado, a abordagem de mistura dois estágios com 100% de cimento Portland
apresentou um aumento de 8,7% e 5,9% do coeficiente de migração de cloretos aos 28 e 91
dias, respectivamente, em relação ao CARC20-M. O aumento é atribuído à maior
permeabilidade deste concreto, considerando que na primeira etapa da abordagem de mistura
dois estágios foi utilizado um maior teor de cimento Portland, o que dificultou a absorção da
pasta pelos agregados reciclados. Com isso, não ocorreu a densificação da microestrutura,
como era esperado.
É possível observar ainda que os coeficientes de migração de cloretos aos 91 dias de todos os
traços são menores do que os coeficientes aos 28 dias. Este fato pode ser associado ao
aumento dos produtos de hidratação do cimento que provavelmente refinou os poros e
dificultou a penetração de cloretos. A análise de variância (ANOVA) confirmou o efeito
significativo da idade em relação ao coeficiente de migração de cloretos, indicando um Valor-
p de 0,0000.
Apesar das observações, ao realizar a análise de variância (ANOVA) para os dados em
questão, foi indicado que a substituição de 20% de ARC no concreto (mistura normal e dois
estágios com 25% e 100% de cimento Portland) não exerceu efeito significativo,
considerando que o Valor-p foi equivalente a 0,1421 e 0,1019 para 28 e 91 dias,
respectivamente.
4.4.5.2. Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos
com diferentes teores de ARC
Na Figura 4.22 estão apresentados os coeficientes de migração de cloretos dos concretos
produzidos com 20% e 50% de ARC através de método de mistura normal e dois estágios.
É possível observar que há um aumento nos coeficientes de migração de cloretos à medida
que se aumenta o teor de ARC (utilizando o método de mistura normal). O aumento da
penetração de cloretos com o aumento do teor de ARC também foi constatado em diversas
pesquisas (KOU E POON, 2010; 2012; 2013; DIMITRIOU et al., 2018; BHASYA e
BHARATKUMAR, 2018).
124
Figura 4.22 – Coeficiente de migração de cloretos aos 28 e 91 dias de idade dos concretos produzidos para a
análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC.
No entanto, ao realizar o tratamento nos ARC através da abordagem de mistura dois estágios,
é notória a redução destes coeficientes. Os resultados confirmam que assim como na
carbonatação, a adoção da abordagem de mistura dois estágios proporcionou a redução da
permeabilidade em relação ao ingresso de cloretos.
A análise de variância (ANOVA) indicou Valor-p de 0,0077 e 0,0598 para os coeficientes de
migração de cloretos aos 28 e 91 dias, respectivamente. Sendo assim, a abordagem de mistura
dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC teve efeito significativo para o
coeficiente de migração de cloretos aos 28 dias.
De acordo com o teste de Duncan para o coeficiente de migração de cloretos aos 28 dias, foi
possível observar que o CARC50-M, CARC20-M e o CARC20-M-DE25 não diferem
estatisticamente entre si e compõem o grupo com os maiores valores de coeficiente de
migração de cloretos. O grupo com valores intermediários de coeficiente de migração de
cloretos também é composto pelo CARC20-M e CARC20-M-DE25, acrescido do CARC50-
M-DE25. Já o grupo com os menores valores de coeficiente de migração de cloretos é
composto pelo CREF e pelo CARC50-M-DE25, indicando a tendência dos concretos com
ARC produzidos através da abordagem de mistura dois estágios de se igualarem ao CREF no
que se refere à penetração de cloretos.
1,38
2,19 2,11
2,75
1,54
0,37
1,02
0,47
1,30
0,42
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
CREF CARC20-M CARC20-M-DE25 CARC50-M CARC50-M-DE25
Coef
icie
nte
de
mig
raçã
o d
e cl
ore
tos
(10
-12
m²/
s)
28 Dias 91 Dias
125
Em relação ao comportamento do coeficiente de migração de cloretos com a evolução da
idade, a análise de variância (ANOVA) indicou que a idade influenciou significativamente
neste parâmetro, fornecendo um Valor-p equivalente a 0,0000.
4.4.6. Efeito combinado de carbonatação acelerada e migração de cloretos
no estado não estacionário
4.4.6.1. Análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem
de mistura dois estágios
O estudo do efeito combinado do dióxido de carbono e cloretos no concreto foi realizado
considerando a premissa de que o que ocorre geralmente é a ação simultânea de agentes
externos.
Na Figura 4.23 estão apresentados os resultados do coeficiente de migração de cloretos
isoladamente (sem carbonatação) e os resultados do coeficiente de migração de cloretos dos
concretos após a carbonatação acelerada. Apesar dos resultados do coeficiente de migração de
cloretos já terem sido mostrados anteriormente, foram apresentados novamente para comparar
com os resultados do efeito combinado.
É importante destacar que os concretos (sem carbonatação) que sofreram migração de cloretos
aos 91 dias de idade, ficaram em cura úmida por 91 dias até a realização do ensaio. Já os
concretos (com carbonatação), permaneceram em cura úmida por 28 dias, e posteriormente,
passaram pelas etapas de pré-condicionamento, carbonatação acelerada e, por fim, a migração
de cloretos aos 91 dias de idade.
Pode-se observar que os concretos com carbonatação apresentaram coeficientes de migração
de cloretos maiores que os concretos sem carbonatação aos 91 dias, indicando que a
carbonatação influenciou mais do que o tempo de cura nesse resultado. De acordo com Bolina
(2008), este comportamento deve-se à redução do pH dos concretos, ocasionado pela
carbonatação, que desestabiliza os cloretos combinados e disponibiliza maior quantidade de
cloretos livres para a solução porosa dos concretos, aumentando, desta forma, o processo de
difusão para o interior da estrutura e elevando o coeficiente de migração de cloretos.
Em relação aos concretos com 91 dias sem carbonatação, os concretos carbonatados
apresentaram aumento no coeficiente de migração de cloretos de 389,2%, 183,3%, 175,9% e
416,9% para CREF, CARC20-M, CARC20-M-DE100 e CARC20-M-DE25, respectivamente.
126
Figura 4.23 – Coeficiente de migração de cloretos aos 28 e 91 dias (sem e com carbonatação) dos concretos
produzidos para a análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.
É notório ainda que todos os concretos com carbonatação aos 91 dias também superaram o
coeficiente de migração de cloretos dos concretos sem carbonatação aos 28 dias, confirmando
que a carbonatação contribuiu mais com a penetração de cloretos do que a idade dos
concretos.
Observou-se que o CARC20-M apresentou coeficientes de migração de cloretos maiores do
que o CREF em todas as análises (migração de cloretos isoladamente e combinada com
carbonatação). Logo, ao utilizar a abordagem de mistura dois estágios com 25% de cimento
Portland, houve uma melhoria do concreto em relação ao ataque de cloretos. Por outro lado, a
abordagem de mistura dois estágios com 100% de cimento Portland majorou a penetração de
cloretos em todas as idades (sem e com carbonatação).
A análise de variância (ANOVA) indicou que a substituição de 20% de ARC (mistura normal
e dois estágios com 25% e 100% de cimento Portland) influenciou significativamente na ação
combinada de carbonatação e migração de cloretos, considerando que o Valor-p foi
correspondente a 0,0042. Com isso, foi realizado o teste de Duncan buscando agrupar os
traços que não diferem estatisticamente entre si, em relação ao coeficiente de migração de
cloretos aos 91 dias (com carbonatação).
1,81
2,89 2,98 2,74
1,38
2,19 2,38 2,11
0,37
1,02 1,08
0,47
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
CREF CARC20 - M CARC20-M-DE100 CARC20-M-DE25
Co
efic
ien
te d
e m
igra
ção
d
e cl
ore
tos
(10
-12
m²/
s)
91 Dias (com carbonatação) 28 Dias (sem carbonatação) 91 Dias (sem carbonatação)
127
De acordo com o teste de Duncan, os traços foram divididos em dois grupos conforme o nível
do coeficiente de migração de cloretos. O grupo composto pelo concreto referência
apresentou o menor coeficiente de migração de cloretos. Já o grupo com maiores coeficientes
de migração de cloretos envolveu os concretos que não diferem estatisticamente entre si
(CARC20-M-DE25, CARC20-M e o CARC20-M-DE100).
4.4.6.2. Análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos
com diferentes teores de ARC
Na Figura 4.24 estão apresentados os coeficientes de migração de cloretos aos 28 e 91 dias
(sem e com carbonatação) dos concretos produzidos com 20% e 50% de ARC através da
abordagem de mistura normal e dois estágios.
Figura 4.24 – Coeficiente de migração de cloretos aos 28 e 91 dias (sem e com carbonatação) dos concretos
produzidos para a análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de
ARC.
É possível observar que os concretos produzidos com ARC apresentaram coeficiente de
migração de cloretos superior ao concreto referência em todas as idades (sem e com
carbonatação).
Além disso, é notório o aumento do coeficiente de migração de cloretos, conforme se aumenta
o teor de ARC nos concretos produzidos pelo método de mistura normal. No entanto, a
abordagem de mistura dois estágios proporcionou a redução destes coeficientes em ambos os
teores de ARC (20% e 50%) para todas as idades (sem e com carbonatação).
1,81
2,89 2,74
2,94
2,17
1,38
2,19 2,11
2,75
1,54
0,37
1,02
0,47
1,30
0,42
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
CREF CARC20-M CARC20-M-DE25 CARC50-M CARC50-M-DE25
Coef
icie
nte
de
mig
raçã
o d
e cl
ore
tos
(10
-12 m
²/s)
91 Dias (com carbonatação) 28 Dias (sem carbonatação) 91 Dias (sem carbonatação)
128
Comparando os concretos aos 91 dias (sem e com carbonatação), também é observado que os
concretos carbonatados apresentaram coeficientes de migração de cloretos superiores aos que
não passaram pelo processo de carbonatação. Este comportamento além de ser atribuído a
redução do pH do concreto pelo processo de carbonatação, também deve-se ao refinamento
dos poros. Além disso, os concretos com carbonatação aos 91 dias também superaram o
coeficiente de migração de cloretos dos concretos sem carbonatação aos 28 dias.
A análise de variância (ANOVA) indicou Valor-p equivalente a 0,0002, apontando que a
abordagem de mistura dois estágios em concretos com 20% e 50% de ARC foi significativa
em relação ao efeito combinado de carbonatação acelerada e migração de cloretos.
Conforme o teste de Duncan, os concretos foram divididos em dois grupos, conforme os
valores do coeficiente de migração de cloretos. O CREF e o CARC50-M-DE25 são
pertencentes ao grupo com menor nível de coeficiente de migração de cloretos e não diferem
estatisticamente entre si. Já os concretos CARC20-M-DE25, CARC20-M e CARC50-M são
estatisticamente equivalentes e pertencem ao grupo dos coeficientes de migração de cloretos
mais elevados.
4.5. Zona de transição interfacial
4.5.1. Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)
Nas Figuras 4.25, 4.26 e 4.27 estão apresentadas as amostras analisadas e suas respectivas
imagens de microscopia eletrônica de varredura das zonas de transição interfaciais.
Figura 4.25 – Amostra CARC20-M (a) Fotografia; (b) MEV da zona de transição interfacial.
129
Figura 4.26 – Amostra CARC20-M-DE100 (a) Fotografia; (b) MEV da zona de transição interfacial.
Figura 4.27 – Amostra CARC20-M-DE25 (a) Fotografia; (b) MEV da zona de transição interfacial.
A partir das imagens do MEV (Figuras 4.25, 4.26 e 4.27), é possível observar que há
diferenças nas zonas de transição das amostras analisadas. A nova zona de transição da
amostra CARC20-M (Figura 4.25) apresenta-se mais fissurada e desagregada do restante da
matriz quando comparada as outras amostras (CARC20-M-DE100 e CARC20-M-DE25). Este
fato provavelmente deve-se ao procedimento de mistura utilizado, considerando que este
concreto não utilizou a abordagem de mistura dois estágios.
Em contrapartida, a amostra CARC20-M-DE100 (Figura 4.26) apesar de ainda possuir uma
zona de transição fissurada, já apresentou melhorias quando comparada a amostra CARC20-
M. Neste caso, aproximadamente metade da zona de transição entre o ARC e a nova
130
argamassa encontra-se mais homogênea, indicando que a abordagem de mistura dois estágios
com 100% de cimento Portland proporcionou uma tendência de melhoria nas características
desta região.
Já analisando a Figura 4.27 (CARC20-M-DE25), é notória a maior homogeneidade da matriz
do concreto quando comparada às amostras CARC20-M e CARC20-M-DE100. Nessa
análise, a imagem da microscopia eletrônica de varredura confirma o efeito positivo da
abordagem de mistura dois estágios com 25% de cimento Portland. Ou seja, é possível
afirmar que a adoção do menor teor de cimento Portland (25%) na primeira etapa da
abordagem de mistura dois estágios proporcionou a penetração da pasta para o interior dos
poros, gerando uma matriz mais densa e com melhor ligação na região da zona de transição
interfacial.
Desta forma, pode-se confirmar por meio das imagens do MEV e dos outros resultados dos
ensaios realizados ao longo desta pesquisa, que o efeito negativo da utilização de ARC na
produção de novos concretos é atribuído majoritariamente à má ligação entre o ARC e a nova
argamassa do concreto produzido.
4.6. Resumo dos principais resultados
Na análise do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura
dois estágios, avaliando o comportamento no estado fresco, foi constatado que ambos
os teores de cimento Portland (100% e 25%) contribuíram para a redução da massa
específica do concreto com 20% de ARC. No entanto, no concreto CARC20-M-
DE100 a redução foi mais expressiva.
Na avaliação do comportamento dos concretos em relação às propriedades mecânicas,
constatou-se que a utilização do teor de 25% de cimento Portland na primeira etapa da
abordagem de mistura dois estágios, apresentou vantagens em relação ao teor de
100%, na resistência à compressão simples. Na resistência à tração por compressão
diametral, os resultados não apresentaram diferenças significativas. Já no módulo
estático de elasticidade à compressão, foi constatada uma redução quando se adotou o
método de mistura dois estágios, especialmente com 100% de cimento Portland.
Se tratando dos parâmetros de durabilidade da análise do teor de cimento Portland na
primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios, foi constatada a redução da
absorção de água por imersão, índice de vazios, frente de carbonatação, coeficiente de
131
migração de cloretos (sem carbonatação) e coeficiente de migração de cloretos (com
carbonatação) do concreto produzido por meio da abordagem de mistura dois estágios
com 25% de cimento Portland, quando comparado ao preparado pelo método de
mistura normal. Já o teor de 100% de cimento Portland na abordagem de mistura dois
estágios, majorou todos os valores. Além disso, o CARC20-M-DE25 também
proporcionou aumento na resistividade elétrica, quando comparado ao CARC20-M.
As imagens de microscopia eletrônica de varredura confirmaram o efeito positivo da
abordagem de mistura dois estágios com 25% de cimento Portland na melhoria da
zona de transição interfacial. Este teor apresentou-se como o mais vantajoso quando
comparado à utilização de 100% de cimento Portland na primeira etapa da abordagem
de mistura dois estágios.
Na análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com
diferentes teores de ARC, foi observado um decréscimo da massa específica no estado
fresco nos concretos produzidos por esse método, em ambos os teores de substituição
de ARC (20% e 50%).
Se tratando das propriedades mecânicas, constatou-se que aos 28 dias os concretos
produzidos pelo método de mistura normal (com 20% e 50% de ARC) apresentaram
resistência à compressão simples superior a aqueles produzidos pelo método de
mistura dois estágios. No entanto, aos 91 dias a abordagem de mistura dois estágios
apresentou efeito positivo, superando a resistência à compressão simples dos
concretos produzidos pelo método de mistura convencional. Além disso, foi observado
ainda que os concretos com 50% de ARC apresentaram resistência à compressão
superior aos concretos com 20% de ARC. Este fato foi atribuído à heterogeneidade do
material e ao efeito da moagem, que durante o processo de abrasão removeu as
partículas de argamassa antiga, melhorando a qualidade dos agregados.
Os concretos apresentaram similaridade no que se refere à resistência à tração por
compressão diametral. Foi observado que o módulo estático de elasticidade à
compressão decresceu conforme se aumentou o teor de ARC nos concretos.
Constatou-se que o concreto dosado pelo método de mistura normal com 20% de ARC
apresentou absorção de água por imersão e índice de vazios superior ao concreto com
50% de ARC. Estes resultados corroboraram com os resultados de resistência à
compressão simples e foram atribuídos ao efeito da moagem dos ARC. A abordagem
de mistura dois estágios proporcionou a redução da absorção de água por imersão e
132
índice de vazios do concreto com 20% de ARC. No entanto, os concretos com 50% de
ARC (mistura normal e dois estágios) apresentaram-se como sendo iguais
estatisticamente em relação a estes parâmetros.
Já na absorção capilar foi verificado um crescimento de acordo com o aumento do teor
de ARC no concreto. Logo, a adoção da abordagem de mistura dois estágios para
ambos os teores de ARC, proporcionou a redução.
Se tratando da resistividade elétrica, foi averiguado que a utilização de ARC no
concreto tendeu a prejudicar esta propriedade. O concreto com 50% de ARC
produzido pelo método de mistura normal obteve resistividade elétrica superior ao
concreto com 20% de ARC. Além disso, a abordagem de mistura dois estágios
proporcionou melhoria referente à resistividade elétrica para ambos os concretos (com
20% e 50% de ARC).
Avaliando o comportamento em relação à carbonatação acelerada, migração de
cloretos e ao efeito combinado destes dois, foi observado o aumento da frente de
carbonatação e do coeficiente de migração de cloretos conforme se aumentou o teor de
ARC. No entanto, a abordagem de mistura dois estágios trouxe a redução desses
valores, especialmente no concreto com 50% de ARC. Comparando os concretos aos
91 dias com carbonatação (efeito combinado) e sem carbonatação, foi observado que
os que não passaram pelo processo de carbonatação apresentaram coeficientes de
migração de cloretos mais baixos. Além disso, os concretos carbonatados aos 91 dias
também superaram o coeficiente de migração de cloretos dos concretos sem
carbonatação aos 28 dias.
Na Tabela 4.11 está apresentado um resumo de todos os resultados obtidos nos ensaios de
propriedades mecânicas e durabilidade do programa experimental desta pesquisa.
133
Tabela 4.11 – Resumo dos resultados obtidos nos ensaios de propriedades mecânicas e durabilidade.
Traço
Resistência à compressão
simples (MPa)
Resis-
tência à
tração
por
com-
pressão
diame-
tral
(MPa)
Módulo
estático
de
elastici-
dade à
com-
pressão
(Gpa)
Absor-
ção por
imersão
(%)
Índice
de
vazios
(%)
Absor-
ção por
capila-
ridade
(g/cm²)
Ascen-
são
capilar
(mm)
Resistivi
dade
elétrica
volume-
trica
(kΩ.cm)
Resistivi
dade
elétrica
super-
ficial
(kΩ.cm)
Frente de carbona-
tação (mm)
Coeficiente de
migração de
cloretos (10¯¹²
m²/s)
Coeficiente
de migração
de cloretos-
com
carbonata-
ção (10¯¹²
m²/s)
7 dias 28 dias 91 dias 28 dias 28 dias 91 dias 91 dias 91 dias 91 dias 91 dias 91 dias 56 dias 70 dias 28 dias 91 dias 91 dias
CREF 40,6 42,5 44,4 4,1 42,2 3,08 7,36 0,37 47,84 9,33 11,60 3,46 3,91 1,38 0,37 1,81
CARC20-
SM 27,4 35,7 36,9 - - - - - - - - - - - - -
CARC20-
M 29,8 38,0 39,4 4,6 40,2 5,29 12,13 0,62 58,60 6,83 8,10 4,35 5,11 2,19 1,02 2,89
CARC20-
M-DE25 28,8 37,5 41,8 3,9 38,0 4,03 9,31 0,61 58,57 7,65 10,52 4,12 4,95 2,11 0,47 2,74
CARC20-
M-DE100 27,0 36,5 41,0 4,3 32,3 5,70 12,65 - - 7,50 8,64 5,88 7,42 2,38 1,08 2,98
CARC50-
SM 25,2 32,1 34,2 - - - - - - - - - - - - -
CARC50-
M 35,5 40,6 41,6 4,5 35,4 4,28 9,84 0,72 74,71 7,63 10,35 5,42 6,40 2,75 1,30 2,94
CARC50-
M-DE25 32,4 39,8 43,1 4,0 36,0 4,35 9,96 0,65 61,82 7,96 11,31 3,88 4,53 1,54 0,42 2,17
134
5. CONCLUSÃO
Neste capítulo são apresentadas as conclusões relacionadas à pesquisa desenvolvida, a qual
teve como enfoque a avaliação da durabilidade de concretos com agregados de resíduo de
concreto (ARC) submetidos a tratamentos.
Foi observado que a utilização da abordagem de mistura dois estágios com 25% e 100% de
cimento Portland tendeu a reduzir a massa específica no estado fresco dos concretos
produzidos com ARC. Além disso, os concretos com ARC tenderam a perder a consistência
mais rapidamente, quando comparados ao concreto referência, devido às características dos
agregados de resíduo de concreto.
A utilização de 25% de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois
estágios proporcionou melhorias na resistência à compressão simples aos 91 dias de idade.
Nos resultados de resistência à tração por compressão diametral não foram observadas
diferenças significativas entre os concretos. Já no módulo estático de elasticidade à
compressão, foi constatada uma redução quando se adotou o método de mistura dois estágios,
especialmente com 100% de cimento Portland.
Se tratando da durabilidade, o concreto produzido utilizando a abordagem de mistura dois
estágios com 25% de cimento Portland proporcionou melhorias em todos os parâmetros
analisados. Já o concreto produzido por meio da abordagem de mistura dois estágios com
100% de cimento Portland apresentou resultados insatisfatórios quando comparado ao
preparado pelo método de mistura normal.
A melhoria do concreto produzido pela abordagem de mistura dois estágios com 25% de
cimento Portland foi atribuída ao fato dele possuir um menor teor de cimento Portland no
processo de pré-mistura (1º estágio), o que favoreceu a absorção do ARC. Consequentemente
a matriz deste concreto apresentou uma microestrutura mais densa e uma melhor ligação na
zona de transição interfacial, conforme foi apresentado nas imagens de microscopia eletrônica
de varredura. Já o efeito negativo do concreto produzido pela abordagem de mistura dois
estágios com 100% de cimento Portland, foi associado à dificuldade de absorção total da água
de compensação por parte dos agregados reciclados, o que consequentemente aumentou a
relação a/c do concreto.
135
Na análise do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes
teores de ARC, foi observado que os concretos produzidos por este método apresentaram
efeitos positivos na resistência à compressão simples aos 91 dias de idade. Além disso, os
concretos com 50% de ARC apresentaram resistência à compressão superior aos concretos
com 20% de ARC. Estes bons resultados foram atribuídos à variabilidade do ARC que é
influenciada desde a origem até o seu processamento (abrasão), comprovado na análise do
efeito da moagem dos ARC. Os resultados de resistência à tração por compressão diametral
foram satisfatórios, considerando a substituição de até 50% do agregado graúdo natural por
ARC não proporcionou diferenças significativas em relação ao concreto referência.
Foi observada uma tendência de redução do módulo de elasticidade nos concretos produzidos
com ARC, conforme se aumentou o teor de agregados de resíduo de concreto. A redução foi
atribuída ao aumento do teor de substituição e ao baixo módulo de elasticidade e resistência
do próprio agregado reciclado.
O concreto com 50% de ARC apresentou melhor comportamento quando comparado ao
concreto produzido com 20% de ARC, em relação à absorção de água por imersão, índice de
vazios e resistividade elétrica. Estes comportamentos mais uma vez confirmaram o efeito
positivo da moagem dos ARC, a qual removeu parte da argamassa antiga aderida aos
agregados e melhorou a qualidade.
Já nos ensaios de absorção de água por capilaridade, carbonatação acelerada, migração de
cloretos e no efeito combinado destes dois últimos, os concretos produzidos por meio da
abordagem de mistura normal apresentaram respostas negativas, conforme se aumentou o teor
de ARC. Estes comportamentos foram atribuídos à presença de zonas de transição mais
danificadas, as quais favoreceram a penetração de agentes agressivos. No entanto, a
abordagem de mistura dois estágios trouxe melhorias, conforme foi apresentado no ensaio de
microscopia eletrônica de varredura.
Diante do exposto, pode-se concluir que a adoção de tratamentos como a moagem dos
agregados de resíduo de concreto e a abordagem de mistura dois estágios, são métodos que
proporcionam melhorias nos concretos produzidos com ARC, tanto nas propriedades
mecânicas quanto na durabilidade deste material.
Desta forma, espera-se que os resultados deste trabalho contribuam com os estudos
desenvolvidos sobre a utilização de ARC na produção de concretos, apresentando a utilização
136
desses tratamentos como uma alternativa viável para possibilitar uma futura produção de
concretos para fins estruturais.
5.1. Recomendações para Trabalhos Futuros
Avaliar a durabilidade dos concretos produzidos por meio da abordagem de mistura
dois estágios, sem o processo de moagem nos agregados de resíduo de concreto;
Avaliar os concretos com ARC produzidos por meio da abordagem de mistura dois
estágios, compensando apenas 80% da água de absorção dos agregados reciclados;
Pesquisar o teor ideal de cimento Portland a ser utilizado na primeira etapa da
abordagem de mistura dois estágios;
Determinar o teor de cloretos nos concretos submetidos ao ensaio de migração de
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147
APÊNDICES
Tabela A.1 – Valores individuais de resistência à compressão simples (MPa).
IDADE CREF CARC20-
SM CARC20-
M CARC20-
M-DE25 CARC20-
M-DE100 CARC50-
SM CARC50-
M CARC50-
M-DE25
7 DIAS
41,4 27,2 29,6 28,9 24,9 28,3 35,5 27,2
38,9 28,1 29,5 28,7 27,8 24,2 33,5 34,0
41,5 26,8 30,3 28,8 28,3 23,2 37,5 36,1 Média
(MPa) 40,6 27,4 29,8 28,8 27,0 25,2 35,5 32,4
Desvio
Padrão 1,5 0,7 0,4 0,1 1,8 2,7 2,0 4,7
28 DIAS
39,8 34,5 42,3 37 38,9 30,7 42,8 44,6
41,5 38,8 35,5 34,4 38,6 37,5 43,6 34,1
46,2 33,8 36,1 41,2 31,9 28 35,3 40,6 Média
(MPa) 42,5 35,7 38,0 37,5 36,5 32,1 40,6 39,8
Desvio
Padrão 3,3 2,7 3,8 3,4 4,0 4,9 4,6 5,3
91 DIAS
48,3 34,5 36,2 40,6 41,1 32,6 41,4 43,1
40,5 37,4 45,5 41,2 38,9 36,7 41,6 43,4
44,5 38,9 36,5 43,6 42,9 33,2 41,8 42,9 Média
(MPa) 44,4 36,9 39,4 41,8 41,0 34,2 41,6 43,1
Desvio
Padrão 3,9 2,2 5,3 1,6 2,0 2,2 0,2 0,3
Tabela A.2 – Valores individuais de resistência à tração por compressão diametral (MPa).
IDADE CREF CARC20-
M CARC20-
M-DE25 CARC20-
M-DE100 CARC50-
M CARC50-
M-DE25
28 DIAS
3,3 5,1 3,8 4,4 4,5 3,8
5,2 4,6 3,5 4,1 4,2 3,3
3,7 4,1 4,3 4,4 4,7 4,9
Média (MPa) 4,1 4,6 3,9 4,3 4,5 4,0
Desvio Padrão 1,0 0,5 0,4 0,2 0,3 0,8
148
Tabela A.3 – Valores individuais de módulo estático de elasticidade à compressão (GPa).
IDADE CREF CARC20-
M CARC20-
M-DE25 CARC20-
M-DE100 CARC50-
M CARC50-
M-DE25
28 DIAS
42,3 40,1 36,6 33 36 34,4
41,6 41,8 38,6 32,8 34,9 37,1
42,6 38,7 38,7 31,1 35,4 36,6
Média (GPa) 42,2 40,2 38,0 32,3 35,4 36,0
Desvio
Padrão 0,5 1,6 1,2 1,0 0,6 1,4
Tabela A.4 – Valores individuais de absorção de água por imersão (%) e índice de vazios (%).
TRAÇO Absorção de água por imersão
(%) Índice de vazios (%)
CREF
3,08 7,37
3,10 7,38
3,06 7,32
Média 3,08 7,36
Desvio Padrão 0,02 0,03
CARC20-M
5,29 12,12
5,32 12,20
5,26 12,06
Média 5,29 12,13
Desvio Padrão 0,03 0,07
CARC20-M-DE25
3,68 8,61
4,07 9,42
4,33 9,89
Média 4,03 9,31
Desvio Padrão 0,33 0,65
CARC20-M-DE100
5,86 12,91
5,60 12,50
5,64 12,55
Média 5,70 12,65
Desvio Padrão 0,14 0,22
CARC50-M
4,09 9,47
4,48 10,22
4,27 9,83
Média 4,28 9,84
Desvio Padrão 0,20 0,38
CARC50-M-DE25
4,53 10,29
4,16 9,58
4,37 10,00
Média 4,35 9,96
Desvio Padrão 0,19 0,36
149
Tabela A.5 – Valores individuais de absorção de água por capilaridade (g/cm²) e ascensão capilar (mm).
Absorção de
água por
capilaridade
(g/cm²)
CREF CARC20-M CARC20-
M-DE25 CARC50-M
CARC50-
M-DE25
0,37 0,58 0,60 0,74 0,64
0,36 0,55 0,55 0,72 0,64
0,38 0,73 0,67 0,70 0,67
Média 0,37 0,62 0,61 0,72 0,65
Desvio Padrão 0,01 0,10 0,06 0,02 0,02
Ascensão capilar
(mm)
48,35 52,83 50,32 76,25 62,97
47,25 49,63 61,71 75,48 61,82
47,93 73,35 63,67 72,39 60,67
Média 47,84 58,60 58,57 74,71 61,82
Desvio Padrão 0,56 12,87 7,21 2,04 1,15
Tabela A.6 – Valores individuais de resistividade elétrica volumétrica (kΩ.cm).
Resistividade
elétrica
volumétrica
(kΩ.cm)
CREF CARC20-
M CARC20-
M-DE25 CARC20-M-
DE100 CARC50-
M CARC50-
M-DE25
9,64 6,64 7,77 7,40 7,76 8,16
9,58 6,64 7,82 7,39 7,77 8,20
9,53 6,60 7,80 7,38 7,76 8,21
9,55 6,59 7,76 7,36 7,76 8,23
9,51 6,59 7,76 7,36 7,78 8,21
9,24 6,96 7,57 7,69 7,40 8,01
9,22 6,94 7,59 7,69 7,39 7,97
9,22 6,94 7,57 7,69 7,40 7,97
9,21 6,95 7,59 7,68 7,38 7,99
9,20 6,98 7,60 7,66 7,39 7,97
9,22 6,92 7,59 7,44 7,75 7,71
9,20 6,94 7,58 7,46 7,74 7,69
9,17 6,95 7,59 7,44 7,74 7,69
9,22 6,90 7,60 7,43 7,72 7,68
9,21 6,93 7,60 7,43 7,75 7,66
Média 9,33 6,83 7,65 7,50 7,63 7,96
Desvio
Padrão 0,17 0,16 0,10 0,14 0,18 0,22
150
Tabela A.7 – Valores individuais de resistividade elétrica superficial (kΩ.cm).
Resistividade
elétrica
superficial
(kΩ.cm)
CREF CARC20-
M CARC20-
M-DE25 CARC20-
M-DE100 CARC50-
M CARC50-
M-DE25
11,51 8,81 10,39 6,16 10,68 11,95
11,31 8,72 10,50 6,30 10,31 12,05
10,96 8,22 10,51 6,58 10,76 11,90
11,26 7,74 10,21 6,55 10,74 11,73
11,11 7,39 10,66 6,93 10,72 11,66
11,56 7,69 10,84 10,59 9,79 11,09
11,24 7,72 10,38 10,47 9,73 11,06
11,21 7,80 10,39 10,57 9,37 11,14
10,50 7,34 9,84 10,59 10,67 11,04
10,96 7,37 9,86 10,55 10,69 10,95
12,31 9,23 9,54 8,84 10,34 11,00
12,57 8,79 10,69 8,86 10,39 11,02
12,50 8,38 11,03 8,91 10,33 11,00
12,21 8,09 11,50 8,92 10,35 11,03
12,74 8,27 11,51 8,83 10,31 11,06
Média 11,60 8,10 10,52 8,64 10,35 11,31
Desvio
Padrão 0,69 0,59 0,56 1,73 0,42 0,41
151
Tabela A.8 – Valores individuais da frente de carbonatação dos concretos (mm).
56 dias 70 dias
Leituras CREF CARC20-
M
CARC20-M-
DE25
CARC20-
M-DE100
CARC50-
M
CARC50-M-
DE25 CREF
CARC20-
M
CARC20-
M-DE25
CARC20-
M-DE100 CARC50-M
CARC50-
M-DE25
1 1,25 2,50 4,97 4,63 5,20 4,03 1,39 7,76 4,31 5,68 6,85 4,05
2 2,80 2,33 3,53 6,97 7,08 6,80 2,19 5,70 2,03 7,40 8,53 3,63
3 4,55 1,94 2,50 7,68 5,10 2,80 2,27 7,84 5,23 6,24 7,35 6,77
4 2,07 4,30 2,48 3,60 5,78 3,13 2,21 4,87 4,50 5,64 10,23 3,87
5 0,97 2,33 2,91 9,49 7,95 5,11 3,51 4,08 5,06 7,60 6,20 3,73
6 2,20 4,66 2,05 7,97 7,78 3,04 3,16 3,41 3,20 6,97 6,03 3,40
7 2,65 3,80 2,98 4,44 5,63 3,86 4,67 3,25 6,37 6,11 3,94 2,74
8 2,64 4,56 2,30 4,38 3,89 3,19 1,09 5,26 2,71 6,62 5,33 4,57
9 3,53 3,63 4,70 6,14 5,18 4,41 2,46 8,14 5,57 8,61 6,36 4,09
10 2,55 5,10 2,63 3,96 4,15 4,04 1,60 5,29 6,77 11,34 5,09 4,04
11 2,74 4,19 5,26 4,69 6,42 3,09 9,76 3,60 2,45 8,28 3,37 4,22
12 1,97 5,11 2,89 9,72 5,06 3,59 6,04 4,37 2,76 7,39 5,23 4,15
13 4,14 3,43 2,08 5,59 4,25 4,60 1,96 3,87 4,47 7,87 5,88 5,15
14 2,47 4,32 4,43 4,50 6,38 3,71 2,50 3,96 3,07 7,57 13,32 5,28
15 1,84 5,88 5,90 6,10 4,50 2,92 2,72 5,13 3,08 5,74 5,00 2,78
16 3,32 6,10 6,36 6,17 3,80 2,51 8,44 4,58 6,30 6,61 5,59 4,93
17 2,10 4,99 5,54 5,79 4,81 3,33 8,42 3,93 3,68 7,95 3,60 5,50
18 3,13 4,45 5,46 6,68 3,74 3,16 4,53 5,54 3,36 7,30 4,51 5,16
19 7,65 4,95 5,49 6,29 5,18 2,61 3,01 4,50 5,93 6,96 5,19 5,88
20 4,57 3,26 5,62 7,61 5,68 4,36 8,50 6,35 3,65 7,55 6,37 8,90
21 10,46 4,96 5,22 2,36 5,66 4,04 3,63 4,25 5,54 5,68 6,13 5,26
22 8,86 5,75 3,79 5,76 7,30 4,87 3,06 5,90 9,73 4,82 8,32 3,83
23 5,79 6,78 2,81 4,08 5,71 3,48 3,47 5,21 6,06 6,65 5,77 3,71
24 3,35 4,52 4,43 4,83 4,29 2,93 3,65 7,86 7,87 8,89 5,28 4,41
25 2,54 3,54 5,04 10,51 6,09 5,07 3,43 5,97 7,39 6,73 6,03 5,01
26 1,18 4,76 5,35 7,88 6,03 4,95 2,01 3,46 6,59 9,23 10,91 4,56
27 1,57 5,52 3,65 3,70 3,89 3,89 5,20 4,74 5,55 9,41 6,76 4,28
28 3,87 4,24 5,07 3,07 5,11 5,10 4,67 4,23 5,25 10,82 6,03 3,03
Média 3,46 4,35 4,12 5,88 5,42 3,88 3,91 5,11 4,95 7,42 6,40 4,53
Desvio Padrão 2,27 1,19 1,35 2,05 1,18 0,98 2,34 1,42 1,85 1,54 2,19 1,26
152
Tabela A.9 – Parâmetros de ensaio e resultados individuais de migração de cloretos dos concretos aos 28 dias (sem carbonatação).
CONCRETO CREF CARC20-M CARC20-M-DE25 CARC20-M-
DE100 CARC50-M
CARC50-M-
DE25
Tempo de ensaio (h) 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24
Tensão inicial (V) 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
Corrente p/ 30 V (mA) 79,9 75,0 78,1 119,4 120,0 94,0 118,9 104,7 102,2 120,0 130,0 137,0 90,1 112,3 103,8 75,4 78,9 89,4
Nova Tensão (V) 25 25 25 20 20 20 20 20 20 15 15 15 20 20 20 25 25 25
Corrente inicial (mA) 68,6 62,7 66,2 74,5 81,6 68,5 91,7 72,2 69,3 61,5 66,3 72,4 60,1 75,1 71,3 64,1 67,0 80,4
Corrente final (mA) 75,3 67,5 73,8 81,2 78,9 67,3 85,6 68,6 66,7 65,2 69,1 76,9 58,8 73,2 70,5 61,3 66,1 78,1
Temperatura incial (°C) 25 25 25 25 25 25 25 25 25 24 24 24 25 25 25 25 25 25
Temperatura final (°C) 25 25 25 25 25 25 25 25 25 24 24 24 25 25 25 25 25 25
Espessura
média
(mm)
50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
Penetração
de cloretos
(mm)
2,35 3,28 4,48 5,02 5,80 3,94 4,15 4,03 4,29 3,81 3,13 3,15 6,03 3,53 5,98 2,91 1,87 3,94
2,10 3,20 4,24 2,67 4,24 3,63 3,08 4,31 3,50 3,35 3,12 2,64 4,88 4,25 4,83 2,75 2,35 3,17
2,55 2,50 3,03 5,23 4,36 3,62 3,61 4,71 4,73 4,38 3,51 2,66 4,09 3,67 3,05 3,60 2,82 5,43
1,98 4,27 3,39 3,35 5,01 3,48 4,73 4,07 4,91 5,91 3,42 3,13 3,02 6,87 4,01 4,02 7,05 3,29
2,00 4,54 3,74 3,93 4,77 3,15 3,77 4,06 3,20 5,48 1,75 4,46 4,50 4,35 3,77 2,88 4,92 4,15
2,50 4,54 3,26 4,66 4,78 3,07 2,70 3,54 3,10 3,79 2,92 5,13 6,22 7,43 4,28 2,00 2,79 4,46
2,90 3,20 3,70 3,79 3,81 2,18 3,60 4,39 3,59 4,93 2,90 2,43 6,37 7,32 3,19 2,56 2,83 4,15
Coeficiente de migração
(10¯¹² m²/s) 0,91 1,61 1,63 2,23 2,64 1,69 1,94 2,28 2,10 3,20 1,80 2,16 2,87 3,10 2,28 1,24 1,54 1,85
Média
(10¯¹² m²/s) 1,38 2,19 2,11 2,38 2,75 1,54
Desvio Padrão 0,41 0,47 0,17 0,73 0,43 0,30
_ _
_
_
_
_
_
_
_ _
153
Tabela A.10 – Parâmetros de ensaio e resultados individuais de migração de cloretos dos concretos aos 91 dias (sem carbonatação).
CONCRETO CREF CARC20-M CARC20-M-
DE25 CARC20-M-
DE100 CARC50-M
CARC50-M-
DE25
Tempo de ensaio (h) 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24
Tensão inicial (V) 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
Corrente p/ 30 V (mA) 63,3 89,7 68,0 78,6 79,5 76,7 77,0 70,1 70,2 67,8 64,3 68,5 76,6 61,2 65,3 62,9 90,0 68,4
Nova Tensão (V) 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25
Corrente inicial (mA) 53,1 76,4 58,0 66,1 67,2 64,9 61,8 58,5 56,3 57,0 53,3 57,2 63,8 49,6 54,9 54,1 75,9 57,8
Corrente final (mA) 51,6 88,6 55,7 67,2 65,4 57,1 56,2 56,1 55,2 59,5 55,5 49,4 60,8 62,1 55,9 52,8 79,8 54,7
Temperatura incial (°C) 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26
Temperatura final (°C) 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26
Espessura
média
(mm)
50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
Penetração
de cloretos
(mm)
0,35 1,02 0,74 1,55 2,64 3,52 0,76 1,11 1,73 2,45 2,31 2,38 2,08 0,15 3,40 0,15 1,40 0,65
1,45 1,45 0,62 2,50 3,00 3,01 1,95 4,48 0,75 3,62 3,31 2,48 1,94 2,43 1,93 0,30 1,72 0,83
1,97 1,00 0,58 1,64 1,32 3,60 1,00 0,95 1,72 2,51 4,92 1,75 2,23 2,98 2,31 1,51 3,31 0,94
0,92 0,63 1,50 1,78 1,06 2,44 0,77 2,10 1,90 3,67 2,18 0,69 4,00 2,90 4,43 0,59 0,34 3,35
1,49 1,74 1,84 2,20 2,50 3,69 0,94 1,90 1,50 4,45 1,80 1,11 5,08 0,67 3,27 0,14 0,16 1,80
1,20 1,77 1,36 0,98 1,42 3,47 0,54 1,98 1,10 3,46 2,31 1,51 6,24 2,15 6,78 3,82 0,11 1,15
0,83 2,74 1,11 1,41 2,89 6,48 1,35 0,54 1,49 3,40 3,16 2,22 3,91 0,30 5,07 5,74 0,05 0,35
Coeficiente de migração
(10¯¹² m²/s) 0,33 0,48 0,30 0,60 0,80 1,66 0,27 0,67 0,47 1,46 1,18 0,61 1,61 0,57 1,74 0,61 0,26 0,39
Média
(10¯¹² m²/s) 0,37 1,02 0,47 1,08 1,30 0,42
Desvio Padrão 0,09 0,57 0,20 0,44 0,64 0,18
_ _
_
_
_
_
_
_
_ _
154
Tabela A.11 – Parâmetros de ensaio e resultados individuais de migração de cloretos dos concretos aos 91 dias (com carbonatação).
CONCRETO CREF CARC20-M CARC20-M-DE25 CARC20-M-
DE100 CARC50-M CARC50-M-DE25
Tempo de ensaio (h) 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24
Tensão inicial (V) 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
Corrente p/ 30 V (mA) 43,6 44,7 45,3 72,3 61,3 78,8 20,1 28,4 21,2 40,0 54,3 45,3 20,7 21,0 29,9 20,6 27,1 21,1
Nova Tensão (V) 30 30 30 25 25 25 40 40 40 30 30 30 40 40 40 40 40 40
Corrente inicial (mA) 43,6 44,7 45,3 60,2 52,3 66,3 25,2 38,8 28,4 40,2 54,3 45,3 26,1 28,8 43,5 28,4 38,9 30,1
Corrente final (mA) 44,3 46,8 47,9 61,6 54,5 61,8 33,2 47,4 58,7 46,1 73,4 76,1 39,5 40,9 52,7 38,1 50,4 40,8
Temperatura incial (°C) 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26
Temperatura final (°C) 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26 26
Espessura
média
(mm)
50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
Penetração
de cloretos
(mm)
7,00 5,78 4,51 5,72 4,85 4,99 7,28 10,13 6,31 5,96 5,85 8,41 8,58 10,18 8,43 6,47 7,07 5,27
5,16 5,01 3,58 5,69 4,76 6,46 7,91 13,01 6,45 5,97 6,52 7,45 10,81 9,85 6,70 7,75 6,25 9,02
2,89 5,95 5,76 3,91 7,36 5,36 8,37 10,09 5,40 6,16 7,61 6,04 10,25 7,90 9,43 6,41 5,52 8,61
3,13 4,33 5,78 9,01 2,64 6,09 9,99 9,92 8,31 5,02 9,53 7,39 10,78 4,71 5,04 5,26 4,91 5,07
3,28 3,76 4,02 3,43 4,36 7,63 7,92 6,48 10,39 5,47 9,41 6,75 8,06 9,57 10,58 8,15 10,28 6,10
3,55 4,53 4,69 8,64 7,31 6,23 7,01 6,19 11,50 5,50 10,01 7,85 12,04 8,43 11,43 6,58 3,74 6,01
4,88 3,49 5,22 5,10 7,15 8,00 6,50 6,24 10,20 7,82 6,82 6,89 8,04 7,82 8,31 8,25 10,62 4,54
Coeficiente de migração
(10¯¹² m²/s) 1,67 1,86 1,91 2,88 2,63 3,15 2,56 2,92 2,74 2,47 3,41 3,07 3,26 2,74 2,81 2,25 2,22 2,03
Média
(10¯¹² m²/s) 1,81 2,89 2,74 2,98 2,94 2,17
Desvio Padrão 0,13 0,26 0,18 0,48 0,28 0,12
_ _
_
_
_
_
_
_
_ _
155
Tabela A.12 – Análise de variância (ANOVA) para a avaliação do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.
VARIÁVEL DEPENDENTE SQ GL MQ F Valor-P INFLUÊNCIA
Resistência à compressão simples (28 dias) 63,9293 3 21,3098 1,6239 0,2592 Não signigicativo
Resistência à compressão simples (91 dias) 39,7948 3 13,2649 1,0701 0,4145 Não signigicativo
Resistência à tração por compressão diametral 0,9604 3 0,3201 0,8425 0,5080 Não signigicativo
Módulo estático de elasticidade à compressão 163,7758 3 54,59194 42,26473 0,0000 Significativo
Absorção de água por imersão 12,8847 3 4,2949 134,1516 0,0000 Significativo
Índice de vazios 55,4687 3 18,4896 155,8988 0,0000 Significativo
Resistividade elétrica volumétrica 10,1437 3 3,3812 115,4009 0,0000 Significativo
Resistividade elétrica superficial 23,7991 3 7,9330 6,2946 0,0168 Significativo
Carbonatação acelerada (56 dias) 9,4341 3 3,1447 0,9981 0,4418 Não signigicativo
Carbonatação acelerada (70 dias) 19,6741 3 6,5580 1,9793 0,1957 Não signigicativo
Coeficiente de migração de cloretos (28 dias) 1,7187 3 0,5729 2,4121 0,1421 Não signigicativo
Coeficiente de migração de cloretos (91 dias) 1,2105 3 0,4035 2,8949 0,1019 Não signigicativo
Coeficiente de migração de cloretos (91 dias com carbonatação -
efeito combinado) 2,6051 3 0,8684 10,1262 0,0042 Significativo
SQ - Soma dos quadrados; GL - Graus de liberdade; MQ - Média dos quadrados; F - Parâmetro Fisher
156
Tabela A.13 – Análise de variância (ANOVA) para a avaliação do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC.
VARIÁVEL DEPENDENTE SQ GL MQ F Valor-P INFLUÊNCIA
Resistência à compressão simples (28 dias) 48,9518 4 12,2380 0,7125 0,6019 Não significativo
Resistência à compressão simples (91 dias) 42,1682 4 10,5421 1,1538 0,3867 Não significativo
Resistência à tração por compressão diametral 1,2942 4 0,3236 0,7260 0,5940 Não significativo
Módulo estático de elasticidade à compressão 96,0293 4 24,0073 18,6296 0,0001 Significativo
Absorção de água por imersão 7,5093 4 1,8773 51,5967 0,0000 Significativo
Índice de vazios 34,7984 4 8,6996 61,6253 0,0000 Significativo
Absorção de água por capilaridade 0,2092 4 0,0523 19,4218 0,0001 Significativo
Resistividade elétrica volumétrica 9,9442 4 2,4860 61,3896 0,0000 Significativo
Resistividade elétrica superficial 22,6431 4 5,6608 23,3623 0,0000 Significativo
Carbonatação acelerada (56 dias) 6,4620 4 1,6155 0,7514 0,5793 Não significativo
Carbonatação acelerada (70 dias) 10,1201 4 2,5300 0,7317 0,5907 Não significativo
Coeficiente de migração de cloretos (28 dias) 3,6018 4 0,9004 6,4910 0,0077 Significativo
Coeficiente de migração de cloretos (91 dias) 2,1100 4 0,5275 3,2430 0,0598 Não significativo
Coeficiente de migração de cloretos (91 dias com
carbonatação - efeito combinado) 2,9449 4 0,7362 17,6417 0,0002 Significativo
SQ - Soma dos quadrados; GL - Graus de liberdade; MQ - Média dos quadrados; F - Parâmetro Fisher
Tabela A.14 – Análise de variância (ANOVA) para a avaliação do efeito da moagem dos ARC.
VARIÁVEL DEPENDENTE SQ GL MQ F Valor-P INFLUÊNCIA
Resistência à compressão simples (28 dias) 201,1360 4 50,2840 3,2475 0,0596 Não significativo
Resistência à compressão simples (91 dias) 190,8093 4 47,7023 4,4926 0,0246 Significativo
SQ - Soma dos quadrados; GL - Graus de liberdade; MQ - Média dos quadrados; F - Parâmetro Fisher
157
Tabela A.15 – Análise de variância (ANOVA) para a avaliação do efeito da idade dos concretos.
VARIÁVEL DEPENDENTE SQ GL MQ F Valor-P INFLUÊNCIA
Carbonatação acelerada - (Análise do teor de cimento
Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois
estágios) 4,79 1 4,788 1,481 0,2410 Não significativo
Carbonatação acelerada - (Análise do efeito da abordagem de
mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de
ARC) 4,03 1 4,030 1,438 0,2440 Não significativo
Migração de cloretos no estado não estacionário - (Análise do
teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de
mistura dois estágios) 9,83 1 9,830 52,190 0,0000 Significativo
Migração de cloretos no estado não estacionário - (Análise do
efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos
com diferentes teores de ARC) 12,22 1 12,220 81,220 0,0000 Significativo
SQ - Soma dos quadrados; GL - Graus de liberdade; MQ - Média dos quadrados; F - Parâmetro Fisher
158
Tabela A.16 – Testes de Duncan para a avaliação do teor de cimento Portland na primeira etapa da abordagem de mistura dois estágios.
ENSAIO CONCRETO Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4
Módulo estático de elasticidade à compressão
CREF x
CARC20-M x
CARC20-M-DE25 x
CARC20-M-DE100 x
Absorção de água por imersão
CREF x
CARC20-M x
CARC20-M-DE25 x
CARC20-M-DE100 x
Índice de vazios
CREF x
CARC20-M x
CARC20-M-DE25 x
CARC20-M-DE100 x
Resistividade elétrica volumétrica
CREF x
CARC20-M x
CARC20-M-DE25 x
CARC20-M-DE100 x
Resistividade elétrica superficial
CREF x
CARC20-M x
CARC20-M-DE25 x x
CARC20-M-DE100 x x
Coeficiente de migração de cloretos (91 dias com carbonatação - efeito
combinado)
CREF x
CARC20-M x
CARC20-M-DE25 x
CARC20-M-DE100 x
159
Tabela A.17 – Testes de Duncan para a avaliação do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC.
ENSAIO CONCRETO Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4
Módulo estático de elasticidade à compressão
CREF x
CARC20-M x
CARC20-M-DE25
x
CARC50-M
x
CARC50-M-DE25
x x
Absorção de água por imersão
CREF x
CARC20-M
x
CARC20-M-DE25
x
CARC50-M
x
CARC50-M-DE25
x
Índice de vazios
CREF x
CARC20-M
x
CARC20-M-DE25
x
CARC50-M
x
CARC50-M-DE25
x
Absorção de água por capilaridade
CREF x
CARC20-M
x
CARC20-M-DE25
x
CARC50-M
x
CARC50-M-DE25
x x
Resistividade elétrica volumétrica
CREF x
CARC20-M
x
CARC20-M-DE25
x
CARC50-M
x
CARC50-M-DE25
x
Resistividade elétrica superficial
CREF x
CARC20-M
x
CARC20-M-DE25
x x
CARC50-M
x
CARC50-M-DE25 x x
160
Tabela A.17 - Testes de Duncan para a avaliação do efeito da abordagem de mistura dois estágios em concretos com diferentes teores de ARC.
(Continuação)
Coeficiente de migração de cloretos (28 dias)
CREF x
CARC20-M
x x
CARC20-M-DE25
x x
CARC50-M
x
CARC50-M-DE25 x x
Coeficiente de migração de cloretos (91 dias com carbonatação -
efeito combinado)
CREF x
CARC20-M
x
CARC20-M-DE25
x
CARC50-M
x
CARC50-M-DE25 x
Tabela A.18 – Teste de Duncan para a avaliação do efeito da moagem dos ARC.
ENSAIO CONCRETO Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3
Resistência à compressão simples (91 dias)
CREF x
CARC20-SM x x
CARC20-M x x x
CARC50-SM x
CARC50-M x x