Parte 2: Estudo das Propriedades do Concreto Fresco Curso: Introdução à Ciência dos Materiais Aplicados à Engenharia Civil Parte 2: Estudo das Propriedades do Concreto Fresco Profa Dra. Mônica Pinto Barbosa

CONCRETO Definição: Aglomerado resultante da mistura de cimento, água, agregados miúdos e graúdos, e, eventualmente aditivos e/ou adições. 2. Material composto que consiste essencialmente de um meio contínuo aglomerante, dentro do qual estão mergulhados partículas ou fragmentos de agregados. O meio aglomerante é formado por uma mistura de cimento hidráulico e água.

ESQUEMATICAMENTE - cimento + água  pasta - pasta + agregado miúdo  argamassa - argamassa + agregado graúdo  concreto - concreto + armadura  concreto armado

Histórico: Império Romano - Cimento pozolânico ( de origem vulcânica): Cimento vem do termo latino coementum, que designava na velha Roma uma espécie de pedra natural de rochedos. 1817 - Invenção do Cimento Portland por Luis Vicat. 1824 - Aspdin - França - Na ilha de Portland, consegue calcinar uma parte de argila e três partes de pedra calcárea, moída até obter um pó fino - Cimento Portland. 1848 - Invenção do Concreto Armado por Lambot. Constrói um barco com argamassa de cimento reforçada com ferro. 1861 - Monier - França - Vaso de flores de concreto com armadura de arame 1898 - Intervenção do arq. Auguste Perret (o concreto armado na arquitetura moderna).

Atualmente é o material artificial mais consumido pelo homem no mundo. 1902 - Mörsch - Alemanha - Teoria científica sobre o dimensionamento de peças de concreto armado. Os conceitos desenvolvidos por Mörsch são válidos ainda hoje; ANOS 60: SURGE O CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA (CAR) – CHIGAGO; ANOS 80 – CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO – com o aparecimento de novos tipos de aditivos superplastificantes; ANOS 90: CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL - JAPÃO Atualmente é o material artificial mais consumido pelo homem no mundo. "Ninguém pensaria em usar madeira em uma barragem, aço em pavimentação ou asfalto em estruturas de edifícios, mas o concreto é usado para cada uma dessas e em muitas outras utilizações em lugar de outros materiais de construção. Ele é usado para suportar, para vedar, para revestir e para preencher. Mais pessoas precisam conhecer melhor o concreto que outros materiais especializados." (J. Kelly)

Classificação: Em relação ao uso de armadura: Simples - sem barras de aço Armado - com barras de aço Protendido - com cabos de aços tracionados. Em relação à massa específica: Leve - massa < 1800 kg/m3 Normal - + 2400 kg/m3 Pesado - massa > 3200 kg/m3 Em relação à resistência: Baixa resistência - < 20 MPa Moderada - 20 a 40 MPa Alta resistência - > 40 MPa.

TIPOS DE CONCRETO CONCRETO CONVENCIONAL CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA (CAR) CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO (CAD) CONCRETO COM ADIÇÃO DE FIBRAS CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL (CAA) CONCRETO BOMBEÁVEL CONCRETO PROJETADO CONCRETO ROLADO OU CONCRETO COMPACTADO COM ROLO CONCRETO COLORIDO,etc

A ESTRUTURA DO CONCRETO CONCRETO = PASTA + AGREGADOS + (zona de transição) FASE PASTA No concreto fresco, envolve os agregados, enchendo os vazios, dando possibilidade de manuseio. No concreto endurecido, aglutina os agregados, dando ao conjunto: resistência, certa impermeabilidade estabilidade dimensional e durabilidade. FASE AGREGADO Predominantemente responsável pela massa específica, módulo de elasticidade, e estabilidade dimensional do concreto; Pode influir na resistência e durabilidade do concreto; O agregado também funciona como redutor de custos.

O Concreto deve atender a: 1. Condições Técnicas: TRABALHABILIDADE - Consistência RESISTÊNCIA - Compressão, tração, flexão, desgaste. DURABILIDADE - Impermeabilidade, constância de volume. 2. Condições econômicas: Menor consumo de cimento.

Traço Relações importantes: Expressão da composição do concreto. Em massa, referente à unidade de massa de cimento. 1 : a : p : x cimento:areia:pedra:água Relações importantes: Relação água/cimento · Resistência e Durabilidade 2. Relação água/materiais secos · Trabalhabilidade/consistência

Lei de Lyse Relação água/cimento (a/c) Responsável pela Resistência e durabilidade do concreto. Concretos fabricados com traços diferentes, porém com materiais de mesma procedência, relações água/cimento (a/c) e granulometrias iguais têm resistências iguais. Relação água/materiais secos (A%) Responsável pela trabalhabilidade. “A percentagem de água/materiais secos é praticamente independente do traço para uma dada trabalhabilidade, considerando o emprego dos mesmos materiais e a mesma distribuição granulométrica.” Lei de Lyse

LEI DE LYSE Onde: a= areia p =pedra

CONCRETO FRESCO Trabalhabilidade Conhecer o comportamento do concreto no estado plástico é muito importante. Para se obter concretos endurecidos de boa qualidade, é necessário que ele seja tratado cuidadosamente na fase plástica, uma vez que as deficiências geradas nesta fase resultarão em prejuízos para o resto da vida da peça fabricada, comprometendo a sua durabilidade. A principal propriedade do concreto fresco : Trabalhabilidade

Definição de Trabalhabilidade A palavra trabalhabilidade é um termo que se refere às propriedades do concreto no estado fresco, isto é, às propriedades do concreto antes que se inicie a pega e seu endurecimento. A trabalhabilidade deve satisfazer certos critérios: A trabalhabilidade é só uma propriedade do concreto; A trabalhabilidade será expressa quantitativamente em termos de uma ou mais constantes físicas; Todas as constantes físicas devem ser expressas em termos de unidades fundamentais de massa, comprimento e tempo ou de unidades derivadas delas, tais como tensão de cisalhamento e taxa de cisalhamento; As constantes devem ser tais que os valores de todas elas sejam numericamente os mesmos para dois ou mais materiais.

Principais Definições de Trabalhabilidade. American Concrete Institute (ACI): propriedade do concreto ou argamassa noestado fresco que determina a facilidade e a homogeneidade com as quais o material pode ser misturado, lançado, adensado e acabado; British Standards Institution → propriedade do concreto, argamassa ou semelhante no estado fresco que determina a facilidade com a qual o material pode ser manipulado e completamente adensado; Association of Concrete Engineers (Japão) → propriedade do concreto ou argamassa no estado fresco que determina a facilidade com a qual o material pode ser misturado, lançado e adensado devido à sua consistência, a homogeneidade com a qual o concreto pode ser feito e o grau com qual o material pode resistir à separação de materiais.

American Society for Testing and Materials (ASTM): a trabalhabilidade pode ser definida como “a propriedade que determina o esforço necessário para manipular uma quantidade de concreto fresco com uma perda mínima de homogeneidade”, MEHTA & MONTEIRO : A trabalhabilidade é uma propriedade composta de pelo menos dois componentes principais: fluidez, que descreve a facilidade de mobilidade do concreto fresco; e a coesão, que descreve a resistência à exsudação ou à segregação

Importância da Trabalhabilidade na Tecnologia dos Concretos Qualidade do Concreto Fresco Determinada por sua homogeneidade e pela facilidade com a qual esse material pode ser misturado, transportado, adensado e acabado. associadas à qualidade do material. Propriedades da Trabalhabilidade São elas: Capacidade de escoamento, capacidade de moldagem, coesão e compactabilidade.

CAPACIDADE DE ESCOAMENTO: está relacionada com a consistência, uma vez que essa determina a facilidade com que um concreto escoa; COESÃO: é uma medida da compactabilidade e da capacidade de acabamento, é geralmente avaliada pela facilidade de alisamento e pelo julgamento visual da resistência à segregação

Fatores que Influenciam a Trabalhabilidade • o tempo de manipulação das misturas; • as propriedades e as características dos cimentos e dos agregados; • a presença de qualquer adição mineral em substituição ao cimento; • a presença de qualquer adição química; • as proporções relativas dos materiais constituintes da mistura. OBS: Os fatores não são independentes um dos outros em seus efeitos.

Tempo de manipulação das misturas Do ponto de vista reológico: A trabalhabilidade dependente essencialmente dos fatores relacionados ao esqueleto dos agregados e da quantidade e fluidez da pasta usada quando da mistura de concreto. Tempo de manipulação das misturas O concreto fresco pode ser manipulado, lançado e adensado durante o período de indução da hidratação do cimento. Depois de completado esse período, os parâmetros relacionados com a resistência mecânica e durabilidade começam a ser evidenciados.

Mudanças nas propriedades reológicas com o tempo podem ocorrer devido: No entanto, a trabalhabilidade diminui com o tempo logo nos primeiros minutos após a mistura. Mudanças nas propriedades reológicas com o tempo podem ocorrer devido: a fatores físicos (coagulação e reestruturação da microestrutura); a fatores químicos (hidratação do cimento e redução da quantidade de água livre). Parâmetros-chave influenciando as mudanças com o tempo: a temperatura, a composição da mistura, a interação entre o aglomerante e o SP utilizado.

PERDA DA TRABALHABILIDADE COM O TEMPO CONCLUINDO: o tempo no qual o ensaio é desenvolvido torna-se muito importante em relação ao tempo no qual a mistura foi executada e o tempo no qual ela será utilizada. PERDA DA TRABALHABILIDADE COM O TEMPO Está relacionada à perda de abatimento, pode ser muito importante na prática, principalmente se a distância entre a usina de concreto e a obra for considerável ou, ainda, se algum atraso imprevisto ocorrer. No caso de regiões onde a temperatura ambiente é alta, o problema da perda da trabalhabilidade é particularmente agudo