dissertação patricia r de o francelino
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UNIVERSIDADE DE SO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE SO CARLOS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE ESTRUTURAS LABORATRIO DE MATERIAIS AVANADOS BASE DE CIMENTO
USP EESC SET LMABC
PATRCIA ROCHA DE OLIVEIRA FRANCELINO
SUBSDIOS PARA PROJETO E EXECUO DE REVESTIMENTOS EM GRANILITE
So Carlos
2012
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PATRCIA ROCHA DE OLIVEIRA FRANCELINO
SUBSDIOS PARA PROJETO E EXECUO DE REVESTIMENTOS EM GRANILITE
Dissertao apresentada Escola de Engenharia de So Carlos da Universidade de So Paulo como requisito para obteno do ttulo de Mestre em Engenharia Civil.
rea de concentrao:
Engenharia de Estruturas
Orientador:
Prof. Dr. Jefferson B. L. Liborio
So Carlos
2012
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Ficha catalogrfica preparada pela Seo de Tratamento da Informao do Servio de Biblioteca EESC/USP
Francelino, Patrcia Rocha de Oliveira
F815s Subsdios para projeto e execuo de revestimentos em granilite. / Patrcia Rocha de Oliveira Francelino ; orientador Jefferson Benedicto Libardi Liborio. So Carlos, 2012.
Dissertao (Mestrado - Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil e rea de Concentrao em Estruturas)-- Escola de Engenharia de So Carlos da Universidade de So Paulo, 2012.
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AGRADECIMENTOS
Esta Dissertao um presente para mim e para todos que contriburam de forma direta ou indireta para que esta pudesse se realizar. O caminho foi rduo mas imensamente prazeroso, um paradoxo, que me levou a descobrir como se vive a Cincia.
Com muita alegria agradeo de forma especial aos meus parceiros nessa caminhada.
Agradeo a Deus, meu melhor amigo, que sempre esteve a meu lado, me dando fora e iluminando-me.
Agradeo a meu orientador, Prof. Dr. Jefferson Benedicto Libardi Liborio, por todo ensinamento, pelo apoio e pela forma segura com que me orientou. Agradeo principalmente por ter me mostrado que faz parte do aprendizado a passagem por crivos e que aps estes h o retorno, o conhecimento.
Agradeo a meu esposo, Leandro, por todo amor, compreenso e pacincia. Agradeo tambm pelas conversas sobre os princpios de Engenharia, granilites e tantas outras observaes.
Agradeo a meus pais, Ruth Helena e Joo Carlos, pelo amor e educao que me deram, por tantos sacrifcios pelos quais passaram para que eu pudesse ter a formao que hoje tenho, como pessoa e como profissional. Estas pessoas se doaram para que eu fosse o que hoje sou, me ensinaram o respeito e a honestidade.
Agradeo aos companheiros de Laboratrio, Jorge e Wilson, por todos os momentos de descontrao e pelo auxlio que me deram.
Agradeo ao CNPQ (Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico) pela bolsa de mestrado concedida.
Enfim, agradeo a todos que me auxiliaram nesta caminhada e que se alegram com minhas conquistas.
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RESUMO
FRANCELINO, P. R. O. Subsdios para projeto e execuo de revestimentos em granilite. Dissertao (Mestrado) Departamento de Estruturas, Escola de Engenharia de So Carlos, Universidade de So Paulo, So Carlos - SP, 2012.
Esta Dissertao apresenta um estudo sobre os revestimentos em granilite levando-
se em considerao as caractersticas do material, de seus materiais constituintes e
os processos de produo e execuo desse revestimento. Ressalta patologias
recorrentes nesse tipo de revestimento, em especial fissuraes e desplacamentos.
Para estudar a problemtica da fissurao e encontrar uma alternativa para que no
ocorra, foram produzidos trs modelos em granilite com caractersticas distintas, que
visaram avaliar o comportamento de granilites com e sem solidarizao. Para o
estudo do sistema solidarizado foram executados: um quadro de 16 m2 e quatro
quadros de 2,25 m2 moldados sobre argamassa comumente utilizada como
regularizao de revestimentos. Para a dessolidarizao foi utilizada argamassa
mista de cimento e cal com baixo mdulo de elasticidade e baixa resistncia
mecnica, servindo como camada de regularizao. Os quadros solidarizados
apresentaram fissuras de maneira generalizada e demonstraram que os granilites
em sistemas solidarizados fissuram com a fissurao do material a ele monolitizado.
Para o quadro dessolidarizado, de 16 m2, o sistema se mostrou eficaz para a no
ocorrncia de fissuras, apresentando resultados positivos.
Palavras-chave: Granilite. Revestimento. Solidarizao. Dessolidarizao. Concreto.
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ABSTRACT
FRANCELINO, P. R. O. Contribution for the design and execution of terrazzo
flooring. Dissertation (Master Degree) Departamento de Estruturas, Escola de
Engenharia de So Carlos, Universidade de So Paulo, So Carlos - SP, 2012.
This dissertation presents the terrazzo flooring considering the characteristics of the
material, constituent materials and the process of production and execution of this
covering. Emphasize the recurring pathologies of this type of covering, especially
cracking and caused by deficient adherence at the interface zone. To study the
problem of cracking and find an alternative that does not occur, it was produced three
models in terrazzo with distinct characteristics, that aimed to evaluate the behavior of
solidarized and dessolidarized terrazzo. For the study of this monolithic system it was
executed: a board of 16 m2 and four boards of 2,25 m2 casted over a mortar
commonly used as covering regularization. These boards presented cracks in a
generalized way and showed that terrazzo in the monolithic systems open cracks
with the material that is monolithically attached to them. For the non-monolithic
board, of 16 m2, the system was effective for the absence of cracks, showing positive
results. For the non-monolithic system it was used a mixed mortar of cement and
lime with low elasticity modulus and low mechanical resistance, serving as a layer of
regulation.
Keywords: Terrazzo. Flooring. Monolithic. Non-monolithic. Concrete.
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Utilizao de revestimentos em granilite. (a) granilite em cassino; (b)
granilite em hospital; (c) granilite em aeroporto; (d) granilite em restaurante. Fonte:
NTMA (2011). .............................................................................................................. 2
Figura 2 - Quadros em granilite fissurados. ................................................................. 4
Figura 3 - Graus de hidratao e de porosidade capilar em pastas de cimento. Fonte:
MEHTA & MONTEIRO (2008). .................................................................................. 16
Figura 4 - Quatro fases slidas presentes na pasta de cimento Portland. Fonte:
MELO & LIBORIO (2000). ......................................................................................... 18
Figura 5 - Agregados para granilite. (a) granitinas Branco Nacional; (b) granitinas
Cinza Paran; (c) granitinas Amarelo Dourado. Fonte: MINASIT (2011). ................. 20
Figura 6 - Dopagem de agregados para aumentar a aderncia e propiciar seu
reforo. Fonte: LIBORIO (2004). ............................................................................... 23
Figura 7 - Distribuio contnua de agregados e influncia na produo de concretos.
Fonte: PEREIRA & LIBORIO (2010). ........................................................................ 25
Figura 8 - Minitronco de cone. Fonte: CASTRO & LIBORIO (2007). ......................... 29
Figura 9 - Ensaio de miniabatimento de tronco de cone. Fonte: CASTRO & LIBORIO
(2007). ....................................................................................................................... 29
Figura 10 - Juntas plsticas. Fonte: AURAPLAST (2012). ........................................ 37
Figura 11 - Posio de alvio de tenses em argamassas. Fonte: BORTOLUZZO &
LIBORIO (2000). ....................................................................................................... 37
Figura 12 - Juntas de dilatao atuando como delimitadoras de reas. Fonte: NTMA
(2011). ....................................................................................................................... 38
Figura 13 - Granilite fissurado - Terminal Rodovirio. (a) fissuras por retrao
plstica; (b) fissuras por movimentao trmica. ...................................................... 39
Figura 14 - Fissuras em granilite - Aeroporto. (a) fissura atravessando quadros de
1,5 m x 1,5 m; (b) vrios reparos em um quadro. ...................................................... 40
Figura 15 - Detalhe de substrato e granilite fissurados. Fonte: LIBORIO (2009). ..... 41
Figura 16 - Revestimentos em granilite com desplacamentos - IQSC. ..................... 41
Figura 17 - Fissuras por retrao plstica. Fonte: MEHTA & MONTEIRO (2008). .... 44
Figura 18 - Fissuras por retrao. Fonte: SOUZA & RIPPER (1998). ....................... 45
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Figura 19 - Fissurao por retrao com direo preferencial. Fonte: MONTOYA et
al. (2001). .................................................................................................................. 45
Figura 20 - Retrao em concretos curados e no curados. Fonte: CNOVAS
(1988). ...................................................................................................................... 46
Figura 21 - Fissurao por efeito de segregao. Fonte: CNOVAS (1988). ........... 47
Figura 22 - Fissurao por excesso de agregado grado. Fonte: CNOVAS (1988).
.................................................................................................................................. 47
Figura 23 - Fissuras por movimentao de formas. Fonte: SOUZA & RIPPER (1998).
.................................................................................................................................. 48
Figura 24 - Carbonatao atingindo a armadura. Fonte: SOUZA & RIPPER (1998).49
Figura 25 - Fissuras por reaes lcali-agregado. .................................................... 50
Figura 26 - Fissura de retrao por secagem a longo prazo. ................................... 51
Figura 27 - Fissura por movimentao trmica. ........................................................ 52
Figura 28 - Efeito das variaes de temperatura superior e inferior em pea de
concreto. ................................................................................................................... 52
Figura 29 - Exemplo de posicionamento inadequado de quadro de granilite sobre
base com junta de dilatao. .................................................................................... 53
Figura 30 - Sequncia do mecanismo de fissurao em revestimento solidarizado. 55
Figura 31 - Reao tendncia de retrao em placa de concreto. Fonte: OLIVEIRA
& PINHEIRO (2000). ................................................................................................. 55
Figura 32 - Revestimento em granilite dessolidarizado. ........................................... 56
Figura 33 - Ensaio de reteno de gua. Fonte: DAS CHAGAS, BEZERRA & BAUER
(2009). ...................................................................................................................... 58
Figura 34 - Consistncias das argamassas. (a) consistncia seca; (b) consistncia
plstica; (c) consistncia fluida. Fonte: adaptado de CARASEK (2007). .................. 59
Figura 35 - Empacotamento das granilhas G1 e G2. ................................................ 64
Figura 36 - Regularizao no Quadro III. .................................................................. 68
Figura 37 - Regularizao do Quadro II com argamassa mista. ............................... 68
Figura 38 - Finalizao da regularizao no Quadro II. ............................................ 69
Figura 39 - Delimitao das reas dos revestimentos. ............................................. 69
Figura 40 - Assentamento das juntas de dilatao. (a) assentamento de juntas; (b)
detalhe de encontro de juntas em V; (c) encontro de juntas em T; (d) encontro de
juntas em X; (e) Quadro III com as juntas de dilatao delimitando as reas do
revestimento. ............................................................................................................ 70
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Figura 41 - Moldagem do Quadro I com granilite. ..................................................... 71
Figura 42 - Aspergimento de gua sobre o granilite fresco. ...................................... 71
Figura 43 - Acabamento do granilite com desempenadeira de ao. ......................... 72
Figura 44 - Quadros moldados com granilite (estado fresco). ................................... 72
Figura 45 - Polimento do revestimento. (a) politriz com diamantes soldados em
placas de encaixe; (b) politriz com pedras de esmeril de grana 60; (c) segundo
polimento no Quadro I. .............................................................................................. 73
Figura 46 - Lavagem do revestimento aps os primeiros polimentos com politriz. ... 74
Figura 47 - Polimento de canto com lixadeira lixa n 24. ........................................ 74
Figura 48 - Calafetagem do revestimento. (a) espalhamento com rodo; (b)
espalhamento com desempenadeira de ao. ............................................................ 75
Figura 49 - Detalhe de cantos do revestimento em granilite aps polimento com
lixadeira lixa n 60. ................................................................................................. 76
Figura 50 - Segundo dia de polimentos polimento com politriz. (a) politriz com
pedra de esmeril de grana 120; (b) polimento com pedra de esmeril de grana 120. 77
Figura 51 - Lavagem do Quadro III aps o ltimo polimento. .................................... 77
Figura 52 - Procedimento de aplicao do selador e da cera no revestimento em
granilite. ..................................................................................................................... 78
Figura 53 - Revestimento em granilite finalizado. (a) modelos em granilite; (b) detalhe
do revestimento em granilite. .................................................................................... 78
Figura 54 - Eixos com pontos e quadros de leitura de deformaes. ........................ 79
Figura 55 - Quadro III (4) instrumentado para leitura de deformaes. ..................... 80
Figura 56 - Leitura de deformao com Tensotast. ................................................... 81
Figura 57 - Primeiro registro de fissuras no Quadro I 8 dias de idade.................... 82
Figura 58 - Evoluo das fissuras no Quadro I decorrido um ms do surgimento da
primeira fissura. ......................................................................................................... 82
Figura 59 - Quadro I com as marcaes dos pontos de leitura de abertura de fissura.
.................................................................................................................................. 83
Figura 60 - Detalhe dos pontos 2, 3 e 4 e do fissurmetro. ....................................... 83
Figura 61 - Quadro I fissurado e com desplacamento em relao base do conjunto
granilite e argamassa de regularizao. .................................................................... 84
Figura 62 - Placa do Quadro I sendo erguida. (a) placa sendo erguida com ps de
cabra; (b) detalhe do erguimento da placa. ............................................................... 85
Figura 63 - Placa do Quadro I sendo retirada. .......................................................... 85
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Figura 64 - Microfissura no Quadro II. ...................................................................... 86
Figura 65 - Fissuras observadas no Quadro III (3). (a) aps algumas horas
execuo da regularizao; (b) prolongamento no granilite; (c) posicionamento do
quadro....................................................................................................................... 87
Figura 66 - Evoluo de fissuras no Quadro III (1). (a) granilite com 13 dias de idade;
(b) granilite com 14 dias de idade; (c) posicionamento do quadro. ........................... 88
Figura 67 - Fissura no Quadro III (4). (a) viso geral do quadro; (b) detalhe da
fissura; (c) posicionamento do quadro. ..................................................................... 89
Figura 68 - Quadro III granilite aos 29 dias de idade. (a) Quadro III (3); (b)
posicionamento do Quadro III (3); (c) Quadro III (2); (d) posicionamento do Quadro III
(2). ............................................................................................................................ 90
Figura 69 - Quadro III. (a) Quadro III aos 16 dias de idade; (b) Quadro III aos 45 dias
de idade. ................................................................................................................... 91
Figura 70 - Quadro II submetido a carregamento. .................................................... 92
Figura 71 - Testes Arranques no Quadro II. (a) 1 teste; (b) 2 teste. .................... 93
Figura 72 - Marcaes para extrao de testemunhos. (a) Quadro I; (b) Quadro III. 94
Figura 73 - Pontos de extrao de testemunhos no Quadro II. ................................ 95
Figura 74 - Extrao de testemunhos. (a) perfuratriz com broca de 100 mm de
dimetro; (b) perfurao para extrao de testemunho; (c) retirada de testemunho do
modelo; (d) testemunho extrado do Quadro III. ....................................................... 96
Figura 75 - Corte em testemunho para retirada da camada asfltica. ...................... 98
Figura 76 - Sequncia para transformao de forma de topo de testemunho. (a)
marcao de limites de corte; (b) primeiro corte; (c) penltimo corte; (d) cubo obtido
atravs de cortes no topo do testemunho. ................................................................ 98
Figura 77 - Testemunhos cbicos. (a) testemunho cbico Quadro I; (b) testemunho
cbico em ensaio de mdulo de elasticidade Quadro II......................................... 99
Figura 78 Deformaes no Quadro III (4). (a) leituras realizadas s 8 h; (b) leituras
realizadas s 14 h. .................................................................................................. 103
Figura 79 Posicionamento dos pontos de anlise de abertura de fissuras. ......... 105
Figura 80 Monitoramento de fissuras (pontos de 1 a 5). ...................................... 106
Figura 81 Monitoramento de fissuras (pontos de 6 a 10). .................................... 106
Figura 82 - Ponto 1. (a) Ponto 1 aps extrao de testemunho; (b) testemunho 1; (c)
faces adjacentes do testemunho 1; (d) posicionamento dos pontos de extrao de
testemunhos do Quadro I. ...................................................................................... 107
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Figura 83 - Ponto 7. (a) Ponto 7 aps extrao de testemunho; (b) testemunho 7; (c)
faces adjacentes do testemunho 7; (d) posicionamento dos pontos de extrao de
testemunhos do Quadro I. ....................................................................................... 108
Figura 84 - Testemunhos ntegros do Quadro II. (a) testemunho 1 e 2 do Quadro II;
(b) pontos de extrao de testemunhos do Quadro II. ............................................ 110
Figura 85 - Ponto 6 do Quadro II. (a) ponto 6 fissurado; (b) fissura no testemunho
relativo ao ponto 6. .................................................................................................. 111
Figura 86 - Ponto 7 do Quadro II. (a) Ponto 7 fissurado ( esquerda) e detalhe do
testemunho 7 ( direita); (b) testemunho 7 do Quadro II. ........................................ 112
Figura 87 Testemunho 8 do Quadro II. (a) detalhe do testemunho 8 do Quadro II
com microfissura; (b) testemunho 8 do Quadro II. .................................................. 113
Figura 88 - Ponto 24. (a) marcao do ponto 24; (b) fissura no ponto 24; (c) fissura
no testemunho 24; (d) pontos de extrao de testemunhos do Quadro III. ............. 115
Figura 89 - Comparao do Quadro II antes e aps o carregamento. (a) Quadro II
antes do carregamento; (b) Quadro II depois do carregamento. ............................. 116
Figura 90 Ensaio de arranque no Quadro II. (a) detalhe de duas marcaes de
ensaios consecutivos; (b) detalhe da marcao feita por um pneu no revestimento.
................................................................................................................................ 117
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Compostos principais do cimento Portland. Fonte: NEVILLE (1997). ........ 8
Tabela 2 - Propriedades dos quatro compostos principais do cimento. Fonte:
LIBORIO (1999) apud FAGURY & LIBORIO (2002). ................................................ 10
Tabela 3 - Resistncia compresso de rochas americanas geralmente usadas
como agregados de concreto. Fonte: NEVILLE (1997). ............................................ 22
Tabela 4 - Coeficientes de dilatao trmica linear de algumas rochas e minerais
mais usuais. Fonte: COUTINHO (1988). ................................................................... 23
Tabela 5 - Influncia da granulometria das areias em propriedades das argamassas.
Fonte: GUIMARES (2002). ..................................................................................... 24
Tabela 6 - Exemplo de tabela para ensaio de empacotamento de agregados.......... 26
Tabela 7 - Deformaes no concreto em funo do tipo de exposio e condies de
carregamento. Fonte: MELO NETO & CINCOTTO (2008). ....................................... 42
Tabela 8 - Requisitos qumicos para as cales. Fonte: ABNT NBR 7175 (2003). ....... 60
Tabela 9 - Argamassa de dessolidarizao. .............................................................. 66
Tabela 10 - Resistncias compresso de corpos de prova moldados e
testemunhos extrados dos quadros em granilite. ................................................... 101
Tabela 11 Mdulos de elasticidade do granilite e da argamassa mista................ 102
Tabela 12 Dados climticos referentes aos dias de avaliao de aberturas de
fissuras no Quadro I. ............................................................................................... 106
Tabela 13 - Espessuras da argamassa mista nos testemunhos extrados do Quadro
II. ............................................................................................................................. 114
Tabela 14 - Caractersticas fsicas das granilhas. ................................................... 133
Tabela 15 - Composio granulomtrica das granilhas. ......................................... 133
Tabela 16 - Caracterizao dos cimentos utilizados na produo do granilite. ....... 134
Tabela 17 - Caractersticas fsicas da areia utilizada na produo da argamassa
mista. ....................................................................................................................... 134
Tabela 18 - Composio granulomtrica da areia utilizada na produo da
argamassa mista. .................................................................................................... 134
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Tabela 19 - Caracterizao do cimento utilizado na produo da argamassa mista.
................................................................................................................................ 135
Tabela 20 - Ensaios de resistncia compresso do cimento CP V ARI RS ABNT
NBR 7215:1996. ..................................................................................................... 135
Tabela 21 Caracterizao da cal hidratada utilizada na produo da argamassa
mista. ...................................................................................................................... 135
Tabela 22 - Traos de argamassas mistas estudados 1:1 (cimento:cal). ............ 135
Tabela 23 - Traos de argamassas mistas estudados 1:0,5 (cimento:cal). ......... 136
Tabela 24 - Resistncias compresso, em MPa, dos corpos de prova moldados
nos dias das execues da argamassa mista e do granilite. .................................. 136
Tabela 25 - Resistncias compresso de testemunhos extrados do Quadro I
granilite. .................................................................................................................. 137
Tabela 26 - Resistncias compresso e mdulos de elasticidade de testemunhos
extrados do Quadro II argamassa mista. ............................................................ 137
Tabela 27 - Registros de temperaturas................................................................... 151
Tabela 28 Registros de umidades relativas do ar. ............................................... 153
Tabela 29 - Datas de eventos relativos aos modelos. ............................................ 154
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LISTA DE SMBOLOS E ABREVIATURAS
a/c gua/cimento
ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas
ABNT NBR Norma Brasileira aprovada pela ABNT
Al - alumnio
Al2O3 A xido de alumnio
BC baixo calor de hidratao
C2S silicato diclcico (belita)
C3S silicato triclcico (alita)
C3A aluminato triclcico
C4AF ferroaluminato tetraclcico
C4A3H18 monossulfato hidratado C6A3H32 trissulfato hidratado Ca(OH)2 hidrxido de clcio (portlandita)
CaCO3 - carbonato de clcio
CaO C xido de clcio
CaSO4 anidrita
CaSO4.H2O hemidrato
CaSO4.2H2O gesso
CH I cal hidratada do tipo I
CH II cal hidratado do tipo II
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CH III cal hidratada do tipo III
CO2 dixido de carbono
CP I cimento Portland comum sem adio
CP I S cimento Portland comum com adio
CP II E cimento Portland composto com escria
CP II F cimento Portland composto com fler
CP II Z cimento Portland composto com pozolana
CP III cimento Portland de alto-forno
CP IV cimento Portland pozolnico
CP V ARI cimento Portland de alta resistncia inicial
CPB cimento Portland branco
C-S-H silicato de clcio hidratado
fc,cil resistncia compresso do cilindro
fc,cub resistncia compresso do cubo
Fe - ferro
Fe2O3 F ferroaluminato tetraclcico
IQSC Instituto de Qumica de So Carlos
K - potssio
K2O xido de potssio
Mg - magnsio
MgO magnsia
Na - sdio
Na2O xido de sdio
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RS resistente a sulfatos
S - enxofre
Si - silcio
SiO2 S dixido de silcio
SO3 anidrido sulfrico
TiO2 dixido de titnio
UR umidade relativa do ar
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SUMRIO
RESUMO...................................................................................................................... I
ABSTRACT................................................................................................................ III
LISTA DE FIGURAS .................................................................................................. V
LISTA DE TABELAS ................................................................................................ XI
LISTA DE SMBOLOS E ABREVIATURAS ........................................................... XIII
SUMRIO .............................................................................................................. XVII
1 INTRODUO .................................................................................................. 1
1.1 Justificativa e importncia do trabalho................................................................... 3
1.2 Objetivos do trabalho............................................................................................. 4
1.3 Mtodo da pesquisa .............................................................................................. 5
1.4 Estrutura da Dissertao ....................................................................................... 6
2 REVESTIMENTOS EM GRANILITE ................................................................. 7
2.1 Materiais constituintes ........................................................................................... 7
2.1.1 Cimentos Portland .............................................................................................. 8
2.1.1.1 Hidratao do cimento Portland .................................................................... 13
2.1.2 Agregados ........................................................................................................ 19
2.1.2.1 Empacotamento de agregados...................................................................... 24
2.1.3 Aditivos superplastificantes .............................................................................. 27
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2.1.4 Adies ............................................................................................................ 30
2.1.5 Pigmentos ........................................................................................................ 31
2.1.6 gua ................................................................................................................ 32
2.2 Cura .................................................................................................................... 34
2.3 Dimenses dos revestimentos em granilite ........................................................ 36
2.3.1 Juntas de dilatao .......................................................................................... 36
3 FISSURAS EM REVESTIMENTOS EM GRANILITE ..................................... 39
3.1 Processos de fissurao ..................................................................................... 43
3.2 Solidarizao ...................................................................................................... 54
3.3 Dessolidarizao................................................................................................. 56
3.3.1 Argamassas mistas .......................................................................................... 57
3.3.1.1 Cal hidratada................................................................................................. 60
4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL .............................................................. 61
4.1 Procedimentos preliminares execuo dos quadros ........................................ 63
4.1.1 Dosagem do granilite ....................................................................................... 63
4.1.2 Dosagem da argamassa mista ........................................................................ 65
4.2 Execuo dos revestimentos em granilite ........................................................... 66
4.3 Instrumentao dos modelos .............................................................................. 79
4.4 Monitoramento do Quadro I ................................................................................ 81
4.5 Monitoramento do Quadro II ............................................................................... 85
4.6 Monitoramento do Quadro III .............................................................................. 86
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xix
4.7 Ensaios de carregamento e arranques................................................................ 91
4.8 Extrao de testemunhos .................................................................................... 93
4.8.1 Seleo e anlise dos testemunhos ................................................................. 96
4.8.2 Ensaios mecnicos........................................................................................... 97
4.9 Ensaios mecnicos em corpos de prova ........................................................... 100
5 RESULTADOS E ANLISES ....................................................................... 101
5.1 Ensaios mecnicos............................................................................................ 101
5.2 Deformaes ..................................................................................................... 103
5.3 Fissuras ............................................................................................................. 105
5.3.1 Quadro I ......................................................................................................... 105
5.3.2 Quadro II ........................................................................................................ 109
5.3.3 Quadro III ....................................................................................................... 114
5.4 Carregamento e arranque ................................................................................. 116
6 CONCLUSES ............................................................................................. 119
6.1 Sugestes para pesquisas futuras .................................................................... 123
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ....................................................................... 125
APNDICES ........................................................................................................... 133
A.1 Caracterizao dos materiais ............................................................................ 133
A.2 Valores individuais obtidos nos ensaios mecnicos.......................................... 136
A.3 Deformaes nos quadros I, II e III ................................................................... 137
A.4 Datas relevantes em relao aos modelos ....................................................... 154
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xx
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1 INTRODUO
O granilite um revestimento de concreto frequentemente utilizado em locais
onde h fluxo intenso de pessoas, como hospitais, escolas e aeroportos. Os tipos
mais comuns de utilizao so em revestimentos de pisos, escadas e paredes. Tem
alta durabilidade se projetado e executado de maneira criteriosa, considerando-se o
sistema que compe com o substrato, e possibilita diversas variaes estticas.
Nos granilites (conhecidos tambm como marmorites) os agregados mais
utilizados so o granito e o mrmore. Os agregados, alm de contriburem para a
resistncia mecnica, devem ser adequados para o projeto esttico proposto, no que
diz respeito a cores e formas.
O granilite no normalizado pela Associao Brasileira de Normas Tcnicas
(ABNT) e, assim, a tcnica de sua execuo, diretrizes e restries no so
parametrizadas e dependem muito mais do bom senso de quem executa. No
existem padres que determinem a produo e a execuo, sendo amplas as
possibilidades de materiais e mtodos que podem ser empregados. Podem ser
utilizados quaisquer tipos de cimentos ( comum o emprego de cimentos brancos),
desde que se considerem os efeitos resultantes da hidratao do cimento, e
agregados, alm da possibilidade do uso de superplastificantes e corantes.
H dois tipos de acabamentos para o granilite: polido e no polido (com
superfcie irregular). O no polido chamado de rstico ou fulget, no qual as
granilhas sobressalentes tornam o plano do revestimento irregular. O outro polido
e tem o acabamento liso, o que geralmente feito com politriz. Alguns tipos de
revestimentos em granilite so apresentados na Figura 1.
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Figura 1 - Utilizao de revestimentos em granilite. (a) granilite em cassino; (b) granilite em
hospital; (c) granilite em aeroporto; (d) granilite em restaurante. Fonte: NTMA (2011).
O granilite pode ser moldado in loco ou pr-moldado, tem dimenses que
variam em mdia de 1 m a 4 m, com espessuras de 5 mm a 20 mm. Para delimitar
as reas so utilizadas juntas de dilatao que, geralmente, so plsticas ou
metlicas. So geralmente monolticos, executados em uma nica camada, e
aderidos diretamente ao substrato, comumente de alto mdulo de elasticidade,
assim como o prprio revestimento.
A ocorrncia de fissuras nesse tipo de revestimento frequente e alm de
descaracterizar a continuidade, geralmente formada nos quadros, pode levar
deteriorao do revestimento. As fissuras podem ocorrer por diversas razes como,
por exemplo, retrao plstica e movimentao trmica, as quais podem ser
isoladas ou combinadas.
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Pode-se evitar o surgimento de patologias em revestimentos em granilite com
o emprego de projeto e execuo adequados, sendo que para que isso ocorra
necessrio que sejam conhecidas todas as variveis envolvidas nesses processos.
Com isso, evita-se tambm o desconforto para o usurio, despesas extras para uma
tentativa de recuperao ou at mesmo a inutilizao do revestimento.
Conhecer e especificar corretamente os materiais adequados a cada tipo de
obra, assim como o projeto que deve ser implementado para que no ocorram
deficincias futuras, imprescindvel para se obter um revestimento com alta
durabilidade e com baixa necessidade de manuteno.
1.1 Justificativa e importncia do trabalho
A falta de especificaes tcnicas baseadas em trabalhos cientficos que
possam nortear a execuo de revestimentos em granilite um problema. Observa-
se uma repetio de erros pelo emprego de mtodos que se baseiam no empirismo.
Tais procedimentos geram dvidas quanto eficincia do sistema construdo pela
possibilidade de surgimento de patologias que prejudicam a durabilidade e,
consequentemente, a qualidade do revestimento.
Os revestimentos em granilite sofrem variaes volumtricas e dimensionais
ao longo do tempo, fatores que devem ser considerados no projeto de execuo.
Deve-se compreender que o granilite no um material que pode ser analisado
isoladamente, pois sempre interage com o substrato a ele monolitizado. A no
observncia dessa interao responsvel pelo alto ndice de patologias (fissuras e
desplacamentos) em revestimentos em granilite.
O surgimento de fissuras em granilites recorrente em vrios mtodos de
execuo e os tornam mais susceptveis ao de agentes agressivos,
prejudicando-os quanto durabilidade, alm de descaracterizar os revestimentos
quanto configurao atribuda pelas juntas de dilatao, como ilustrado na Figura
2.
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Figura 2 - Quadros em granilite fissurados.
Reparos, como o preenchimento de fissuras, dificilmente reproduzem
tonalidades idnticas s originais e o revestimento, neste aspecto, sofre danos
permanentes.
O estudo do sistema granilite/substrato imprescindvel para que sejam
encontradas alternativas de execuo que viabilizem a produo de revestimentos
com desempenho satisfatrio ao usurio. Da mesma forma, deve-se empregar os
conhecimentos relativos tecnologia dos concretos para que sejam produzidos
granilites economicamente mais viveis e com caractersticas como durabilidade e
resistncia mecnica melhoradas.
1.2 Objetivos do trabalho
O objetivo geral desta Dissertao foi criar subsdios para o projeto e a
execuo de revestimentos em granilite. De maneira especfica os objetivos foram:
a) Estudar os principais materiais constituintes dos granilites;
b) Recomendar materiais e tcnicas de composio de agregados;
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5
c) Apresentar os processos de produo e execuo de revestimentos em
granilite;
d) Estudar o comportamento dos painis em granilite com as seguintes
variaes:
- ligao em substrato sem dessolidarizao, em painel de 16m2 (4 m x 4
m);
- ligao em substrato sem dessolidarizao, mas com junta de dilatao
em panos de 1,5 m x 1,5 m (painel de 9 m2);
- aplicao de painel de 16 m2 (4 m x 4 m) em substrato que dessolidarize
da base (argamassa mista de cimento e cal em espessura de 30 mm, de
baixo mdulo de elasticidade).
1.3 Mtodo da pesquisa
Esta Dissertao se desenvolve a partir de uma ampla pesquisa bibliogrfica
sobre os materiais constituintes dos granilites, considerando-se a ampla
possibilidade de variaes de dosagens. Como alternativa para melhorar o
desempenho dos granilites empregada a tcnica de empacotamento de
agregados.
Para a correta avaliao dos tipos de fissuras que ocorrem em revestimentos
em granilite so apresentadas, atravs de referncias relativas a concretos, diversas
causas de fissurao.
Foi feito o monitoramento dos modelos de revestimentos em granilite
desenvolvidos e a partir desse acompanhamento foram mapeadas fissuras e
escolhidos pontos para anlises de fissurao e caractersticas dos materiais.
Recomendaes relativas a dimensionamento e tcnicas de execuo em
revestimento em granilite foram feitas a partir de anlises de ensaios mecnicos
(resistncia compresso e mdulo de elasticidade) e de anlises visuais
(monitoramento dos quadros).
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1.4 Estrutura da Dissertao
No Captulo 1, Introduo, feita a apresentao do tema e de forma sucinta
exposta a problemtica da fissurao em revestimentos em granilite. Neste mesmo
captulo so expostos a justificativa e a importncia do trabalho, os objetivos e os
mtodos da pesquisa.
No Captulo 2, Revestimentos em granilite, definido esse tipo de
revestimento e so abordados tpicos relevantes caracterizao dos materiais
constituintes e a dosagem, assim como a execuo. Os tipos de cura e a
importncia desse procedimento, para que sejam evitadas fissuraes nos
concretos, tambm so destacadas neste captulo.
No Captulo 3 explicada a problemtica da fissurao em revestimentos em
granilite. Alguns tipos de fissuras tpicas em concretos so comentados, assim como
a relao da formao dessas fissuras com a solidarizao do granilite ao substrato.
O sistema dessolidarizado proposto e o material de dessolidarizao (argamassa
mista) tem suas propriedades analisadas.
No Captulo 4, Procedimento experimental, so detalhados os procedimentos
realizados no desenvolvimento da pesquisa. Ensaios preliminares execuo dos
revestimentos, posteriores execuo e o monitoramento das fissuras so
apresentados.
No Captulo 5, Anlise dos resultados, so feitas as anlises dos ensaios
realizados assim como da ocorrncia de fissuras nos revestimentos. So descritas
as causas das fissuras encontradas e os procedimentos necessrios para a
execuo de revestimentos em granilite.
No Captulo 6, Concluso, so apresentadas as concluses encontradas a
partir dos ensaios e anlises realizados nesta pesquisa.
Aps a srie de captulos so citadas as referncias bibliogrficas utilizadas
na produo do texto, em Referncias bibliogrficas, e informaes relevantes ao
entendimento dos procedimentos experimentais, em Apndices.
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2 REVESTIMENTOS EM GRANILITE
O granilite um microconcreto e, portanto, foi utilizada a literatura referente
aos concretos e relevante ao tema deste trabalho. Referncias sobre os materiais
constituintes como agregados, cimentos, adies, aditivos e gua de amassamento,
assim como tcnicas de dosagem utilizadas em concretos so abordadas.
Tambm so tratados a utilizao das juntas de dilatao e os procedimentos
de cura, que so imprescindveis na produo de granilites durveis. Os
procedimentos de execuo do revestimento so descritos no captulo seguinte, pois
so partes experimentais desta Dissertao.
2.1 Materiais constituintes
Os granilites so revestimentos em concreto e, portanto, os materiais bsicos
que os compe so cimento, agregados e gua. Para melhorar caractersticas como,
por exemplo, resistncia mecnica e durabilidade podem ser utilizados aditivos e
adies. A escolha dos materiais deve considerar as condies ambientais e as
solicitaes s quais o granilite ser exposto.
No existem especificaes para a escolha dos materiais, porm devem ser
conhecidas suas caractersticas e a interao entre eles. Conhecer essas
propriedades contribui para a obteno de granilites economicamente mais viveis e
com melhores desempenhos.
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2.1.1 Cimentos Portland
O cimento Portland um ligante hidrulico composto basicamente por
clnquer e pode ter em sua composio adies minerais, como, por exemplo, o
sulfato de clcio. O sulfato de clcio alm de controlar a pega do cimento
(retardando a hidratao do C3A), favorece o ganho de resistncia inicial, pois
acelera a hidratao do C3S (MELO; LIBORIO, 2000).
O clnquer o produto resultante da mistura de matrias-primas como
calcrios e argilas, que so modas e depois queimadas em forno rotativo a
temperaturas em torno de 1450C (NEVILLE, 1997). A matria-prima para a
formao do clnquer, na maioria das vezes, obtida atravs de composies entre
diferentes tipos de rochas, por no se encontrar facilmente um tipo de rocha com as
quantidades necessrias dos principais xidos do clnquer (KIHARA; CENTURIONE,
2005).
Alm do sulfato de clcio outros materiais podem ser adicionados ao clnquer
durante o processo de produo do cimento como, por exemplo, a escria de alto
forno, materiais pozolnicos e o fler calcrio. O clnquer tem em sua composio
cerca de 67% de CaO, 22% de SiO2, 5% de Al2O3, 3% de Fe2O3 e 3% de outros
componentes; possui quatro fases principais que so alita, belita, aluminato e fase
ferrita (TAYLOR, 1990).
Os quatro compostos considerados os principais constituintes dos cimentos Portland esto descritos na Tabela 1. A representao simplificada da seguinte forma: CaO = C, SiO2 = S, Al2O3 = A e Fe2O3 = F.
Tabela 1 - Compostos principais do cimento Portland. Fonte: NEVILLE (1997). Nome do composto Composio em xidos Abreviao
Silicato triclcico 3CaO.SiO2 C3S
Silicato diclcico 2CaO.SiO2 C2S
Aluminato triclcico 3CaO.Al2O3 C3A
Ferroaluminato tetraclcico 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF
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H no cimento componentes com menores propores que so chamados de
componentes secundrios, so eles: K2O (xido de potssio), Na2O (xido de sdio),
MgO (magnsia), SO3 (anidrido sulfrico) e TiO2 (dixido de titnio). Deve-se dar a
devida importncia a esses compostos, pois apesar de se apresentarem em
pequenas quantidades, podem interferir significativamente nas propriedades dos
concretos. Um exemplo a reao lcali-agregado que pode ser desencadeada pela
reao dos lcalis K2O e o Na2O em contato com agregados reativos, na presena
de umidade.
Os compostos do clnquer contm impurezas oriundas do processo de
fabricao do cimento Portland. Nas formas impuras o C3S e o C2S so
denominados de alita e belita, respectivamente, e podem conter ons como o Mg, Al,
Fe, K, Na e S; o C3A e C4AF contm impurezas como Mg, Na, K e Si (MELO;
LIBORIO, 2000).
A alita pode compor cerca de 50% a 70% do cimento Portland e o
constituinte mais importante para o ganho de resistncia at a idade de 28 dias
(TAYLOR, 1990). O C3S tem alto calor de hidratao e deve ser limitado em 35%
quando o cimento for utilizado para concretos massa, sendo prefervel, nestes
casos, a utilizao de cimentos com maiores teores de C2S (MONTOYA et al.,
2001).
A belita pode representar de 15% a 30% da composio do clnquer do
cimento Portland e sua contribuio para a resistncia mecnica mais significativa
em idades mais avanadas (TAYLOR, 1990). O C2S tem menor calor de hidratao
que os outros compostos principais do cimento (C3S, C3A e C4AF) e cimentos com
maiores teores desse composto tm maior resistncia a sulfatos, sendo que tem
estabilidade qumica superior ao C3S (MONTOYA et al., 2001).
O aluminato triclcico (C3A) pode representar de 5% a 10% do clnquer do
cimento Portland, reage rapidamente com a gua e, portanto, importante que seja
inserido um agente controlador de pega ao cimento (TAYLOR, 1990). Para evitar a
pega instantnea adicionado sulfato de clcio, que pode ser nas formas de gesso
(CaSO42H2O), hemidrato (CaSO4H2O) ou anidrita (CaSO4).
Se a quantidade de gesso transformada em hemidrato (CaSO4H2O),
durante a moagem final do cimento Portland e em temperaturas superiores a 110C,
for elevada ocorre a falsa pega (ATCIN, 2000).
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O ferroaluminato tetraclcico (C4AF) pode compor de 5% a 15% do clnquer
do cimento Portland, tem pequeno calor de hidratao, pega rpida e alta resistncia
a meios agressivos (MONTOYA et al., 2001). Na produo de cimentos brancos
necessrio limitar o seu uso para que se garanta alto grau de brancura (MONTOYA
et al., 2001).
Na Tabela 2 feita a relao, de forma simplificada, entre os principais
componentes do cimento Portland e algumas de suas propriedades.
Tabela 2 - Propriedades dos quatro compostos principais do cimento. Fonte: LIBORIO (1999) apud FAGURY & LIBORIO (2002).
Propriedades C3S C2S C3A C4AF
Resistncia em pequenas idades
Boa Fraca Boa Fraca
Resistncia em idades posteriores
Boa Boa Fraca Fraca
Velocidade de reao com a gua (hidratao)
Mdia Lenta Rpida Rpida
Quantidade de calor gerado na hidratao
Mdia Pequena Grande Mdia
Resistncia a guas agressivas
Mdia Boa Fraca Fraca
O clnquer pode conter elementos que em determinadas propores so
prejudiciais maior estabilidade dos compostos do cimento Portland. Podem ser
formados por falhas no processo produtivo ou provenientes de impurezas de rochas
utilizadas como matrias-primas.
A escolha do cimento deve considerar a importncia da compatibilidade com
o aditivo. Os teores de C3A, C4AF, CaSO4 e a presena de materiais carbonticos
podem interferir na defloculao do cimento e na ao dos aditivos (SILVA;
LIBORIO, 2000).
So vrios os tipos de cimentos existentes no mercado brasileiro e
importante que sejam conhecidas suas caractersticas e possveis aplicaes. So
diferenciados por propriedades como finura, composio e adies que podem
restringir sua utilizao em determinados meios.
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O cimento Portland branco (CPB), regulamentado pela ABNT NBR
12989:1993, classificado em estrutural, encontrado com classes de resistncia de
25 MPa, 32 MPa ou 40 MPa, e no estrutural. Deve-se ter pelo menos 78% de
brancura para o estrutural e 82% para o no-estrutural. Para que sejam garantidos
esses teores de brancura devem ser limitados os teores dos xidos de ferro e
mangans. Para o xido de ferro os teores, em massa, devem ser inferiores a 0,4 %
(BENSTED, 2004).
Para a produo de cimentos Portland brancos o controle tecnolgico deve ter
maior rigor para que no ocorram contaminaes com xidos de ferro, mangans e
titnio, que podem alterar a cor do cimento (SALVADOR FILHO; LIBORIO, 2007).
Esse tipo de cimento no deve conter C4AF e para que sejam atingidos altos teores
de brancura devem ser controlados tambm os teores de TiO2, SiO2 e Al2O3
(SALVADOR FILHO; LIBORIO, 2007).
O cimento Portland comum (CP I e CP I-S), ABNT NBR 5732:1991, pode ser
sem adio (CP I) ou com adio (CP I S). Ambos so enquadrados nas classes
de resistncia de 25 MPa, 32 MPa ou 40 MPa. So utilizados em obras em geral,
que no requeiram resistncia a sulfatos ou a guas subterrneas.
So normalizados pela ABNT NBR 11578:1991 trs tipos de cimentos
Portland compostos (CP II - E, CP II - Z e CP II F). Diferem entre si principalmente
pela presena de escria granulada de alto-forno (CP II E), material pozolnico
(CP II Z), e pela obrigatoriedade da presena de material carbontico (CP II F).
Possuem menor calor de hidratao do que o cimento comum, o que proporciona a
aplicao em obras de maiores dimenses. Tm resistncia ao ataque por sulfatos:
CP II E e CP II Z.
O cimento Portland de alto-forno (CP III), ABNT NBR 5735:1991, contm
escria granulada de alto-forno em proporo que pode variar de 35% a 70% em
relao massa de aglomerante. Tem bom desempenho em relao a ao de
sulfatos, maior resistncia compresso em idades avanadas e calor de hidratao
moderado.
No cimento Portland pozolnico (CP IV), ABNT NBR 5736:1991, o material
pozolnico representa de 15% a 50% da massa do cimento. resistente a meios
agressivos, com baixa liberao de calor e resulta em uma pasta pouco permevel.
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O cimento Portland de alta resistncia inicial (CP V ARI), ABNT NBR
5733:1991, deve ter resistncia compresso igual ou superior a 34 MPa aos 7 dias
de idade. Muito utilizado em peas pr-moldadas e em obras em que seja
necessrio alcanar altas resistncias nas primeiras idades. Tem maior calor de
hidratao por ter maior finura e maior quantidade de alita.
Apesar de, em norma, a ABNT fazer distines entre os seguintes cimentos, o
cimento Portland de Alta Resistncia Inicial uma variao do cimento Portland
Comum (SALVADOR FILHO; LIBORIO, 2007). O primeiro tem maior quantidade de
C3S, obtida por diferentes quantidades de calcrio e argila utilizadas na produo do
clnquer, e por processo de moagem se torna mais fino, caractersticas que
conferem diferenas entre esses dois tipos de cimento (SALVADOR FILHO;
LIBORIO, 2007).
Os cimentos Portland resistentes a sulfatos (RS), conforme a ABNT NBR
5737:1992, devem se enquadrar em alguns dos requisitos: qualquer tipo de cimento
que comprovadamente seja resistente a sulfatos; no superem em 8% o teor de C3A
do clnquer e 5% de adies carbonticas, em massa; se CP III, o teor de escria de
alto-forno granulada deve estar compreendido entre 60% e 70%, em massa; se CP
V, o teor de material pozolnico deve ser de 25% a 40% em massa. Nesse tipo de
cimento o ganho de resistncia mais lento e para melhorar essa caracterstica
alguns fabricantes aumentam, no processo de moagem, a finura do cimento
(BENSTED, 2004).
De acordo com a ABNT NBR 13116:1994 os cimentos Portland de baixo calor
de hidratao (BC) podem ser do tipo CP I, CP II, CP III, CP IV e CP V, desde que o
calor desenvolvido na hidratao do cimento no supere aos 3 e 7 dias,
respectivamente, 260 J.g-1 e 300 J.g-1. Esse tipo de cimento indicado para
estruturas em concretos massa, como barragens, nas quais importante que o calor
de hidratao seja moderado, evitando-se, desse modo, a ocorrncia de fissuras.
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2.1.1.1 Hidratao do cimento Portland
As reaes de hidratao dos compostos do cimento Portland comeam a
ocorrer quando o cimento entra em contato com a gua. Essas reaes so
exotrmicas e possvel avaliar a velocidade da hidratao atravs da velocidade
de desprendimento de calor (NEVILLE, 1997).
O mecanismo da hidratao pode ser subdividido em dissoluo-precipitao
e topoqumico ou hidratao no estado slido. O mecanismo de dissoluo-
precipitao ocorre nas fases iniciais e corresponde a cerca 30% da hidratao, com
durao de 3 horas a 24 horas (MELO; LIBORIO, 2000). Com o endurecimento do
concreto as reaes de hidratao ocorrem por mecanismo topoqumico, e o
cimento anidro hidratado por difuso inica (MELO; LIBORIO, 2000).
O desenvolvimento da hidratao varia com o tipo de cimento e as reaes
dos compostos no ocorrem isoladamente. Na hidratao do cimento Portland,
apesar de ocorrerem reaes simultneas, as velocidades de hidratao no so as
mesmas devido constituio dos compostos anidros ser diversificada (KIHARA;
CENTURIONE, 2005).
COUTINHO (1988) descreve as reaes de hidratao dos principais
compostos do cimento:
C3S reage com a gua e libera hidrxido de clcio, ficando uma parte
em soluo, outra parte cristaliza e a perda de clcio pelo silicato
origina o C-S-H;
C2S ao reagir com a gua tambm libera hidrxido de clcio, em
menor quantidade que o C3S, transformando-se em outro silicato de
clcio hidratado mais estvel;
C3A quando em solues muito concentradas de hidrxido de clcio
fixa esse composto e se transforma em aluminato tetraclcico
hidratado;
C4AF a reao com a gua libera aluminato triclcico e ferrato monoclcico, que posteriormente reage com o hidrxido de clcio e se transforma em ferrato triclcico.
O composto do cimento que geralmente tem a maior reatividade o C3A,
seguido pelos compostos C3S, C4AF e C2S, em ordem decrescente de reatividade
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(MELO; LIBORIO, 2000). Ao modificar as caractersticas desses compostos
possvel alterar as propriedades do cimento como, por exemplo, a resistncia
mecnica, que para as primeiras idades maior em cimentos com quantidades
elevadas de C3S e C3A e menor em cimentos com altas propores de C2S
(MEHTA; MONTEIRO, 2008).
As reaes que ocorrem nos compostos do cimento so dependentes da
composio qumica e de propriedades tanto do material, como finura e a
quantidade de gua adicionada mistura, como de fatores externos, como
temperatura ambiente e tipo de cura (KIHARA; CENTURIONE, 2005).
Para SILVA & LIBORIO (2000) a alta concentrao de aluminatos de clcio,
sulfatos e lcalis na fase lquida acelerada pelo fato de alguns compostos terem
alta solubilidade. Os mesmos autores ressaltam que determinadas propriedades
como finura e composio do cimento, assim como a temperatura, exercem
influncia sobre a hidratao do cimento Portland. Mas, apesar de a finura do
cimento Portland estar relacionada velocidade de hidratao, este fator no
influencia na resistncia final do cimento completamente hidratado (KIHARA;
CENTURIONE, 2005).
Na hidratao do cimento os espaos ocupados pela gua e pelo cimento so
gradativamente ocupados pelos produtos de hidratao, o que torna a hidratao
cada vez mais lenta devido formao de produtos slidos que dificultam o
transporte de gua no sistema. Como os produtos da hidratao no preenchem
todos os espaos existentes na pasta de cimento so formados vazios capilares.
Essa porosidade pode variar com o grau de hidratao e com a relao a/c
empregada, ocorrendo com diferentes dimenses e volume de poros.
Na Figura 3 o Caso A ilustra a evoluo, em uma pasta com relao a/c igual
a 0,63, do grau de hidratao dos compostos anidros em relao s porcentagens
de poros capilares, produtos anidros hidratados e cimento no hidratado. No tempo
zero o grau de hidratao tambm zero e 66% da pasta ocupada por vazios
capilares. Em 7 dias diminui a quantidade de poros capilares, equivalendo a 50% do
volume total da pasta. Aos 28 dias a quantidade de cimento no hidratado j bem
menor em relao aos tempos zero e 7 dias. Em 28 dias o grau de hidratao atinge
75% e cresce a quantidade de produtos de hidratao em detrimento da diminuio
dos poros capilares e dos produtos no hidratados. Aps 1 ano a pasta est
completamente hidratada mas apesar disso o volume que os poros capilares
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ocupam ainda alto, 33%. Portanto, fica evidente que apesar da gua de
amassamento adicionada hidratar completamente a pasta no final da anlise a alta
relao a/c gerou um concreto bastante poroso.
O Caso B da Figura 3 compara quatro pastas completamente hidratadas, que
tm decrescentes relaes a/c, com a porcentagem de poros capilares que cada
uma ocupou no volume total da pasta. Fica evidente que apesar de todas as pastas
terem os compostos anidros totalmente hidratados elas se diferenciam pelo volume
que os poros capilares ocupam em cada uma delas. A pasta na qual a relao a/c
0,7 tem o maior volume de poros capilares, 37%. As pastas com relaes a/c de 0,6
e 0,5 tm 30% e 22% de poros capilares, respectivamente. A pasta com menor
volume de poros capilares a com relao a/c igual a 0,4, 11%. Fazendo uma
relao entre esses teores de gua, a gua necessria hidratao do cimento
anidro e o volume de poros ao final da hidratao possvel concluir que a pasta
poderia ser completamente hidratada com uma relao a/c inferior a 0,4 e isso
ocorrendo praticamente no haveria poros capilares na composio final.
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Figura 3 - Graus de hidratao e de porosidade capilar em pastas de cimento. Fonte: MEHTA & MONTEIRO (2008).
A distribuio de tamanhos dos poros mais significativa do que a
porosidade total capilar, e tais poros podem ter tamanhos que variam de 10 nm a 50
nm para pastas de cimento bem hidratadas e com baixa relao gua/cimento e de
3 m a 5 m para pastas com uma alta relao a/c (MEHTA; MONTEIRO, 2008). Os produtos de hidratao esto diretamente ligados resistncia, e tal fator
dependente da forma e ligao entre eles e segundo AITCN (2000) essa
propriedade diretamente proporcional densidade e diminui com o aumento da
cristalinidade nos produtos de hidratao.
As fases de hidratao do cimento Portland podem ser divididas em Estgio 1
Reao inicial (pr-induo), Estgio 2 Perodo de induo, Estgio 3 - Perodo
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17
de acelerao, Estgio 4 Perodo de desacelerao e Estgio 5 Perodo de
reao lenta e contnua (difuso).
A pr-induo uma reao exotrmica que ocorre nos primeiros 5 minutos
de hidratao do cimento, na qual so formados os primeiros silicatos de clcio
hidratados (COUTINHO, 1988). gerado pequeno calor de hidratao durante este
perodo.
No perodo de induo, que tambm chamado de perodo de dormncia h
menos liberao de calor e as reaes so mais lentas, ocorrendo no perodo de 40
minutos a 3 horas. Nesse perodo h formao de C-S-H, podem tambm ser
formados etringita e aluminato de clcio hidratado (ATICIN, 2000).
No perodo de acelerao, que dura de 4 horas a 8 horas, a velocidade de
hidratao rpida e os produtos da hidratao do cimento so formados em
grande quantidade, gerando alto calor de hidratao (MELO; LIBORIO, 2000).
H diminuio na velocidade de reao no perodo de desacelerao, que
pode ter durao de at 24 horas e nesse perodo o mecanismo de hidratao que
era de dissoluo-precipitao passa a ser o de difuso inica, o que gera menos
liberao de calor, porm, continuam a ser formados os produtos da hidratao e
organizada a microestrutura (SILVA; LIBORIO, 2000; MELO; LIBORIO, 2000).
O ltimo perodo de hidratao pode durar anos e denominado de perodo
de reao lenta e contnua (difuso). Ocorre com baixa liberao de calor e a
formao dos produtos de hidratao progressivamente diminuda.
A hidratao dos compostos do cimento pode cessar por motivos como:
indisponibilidade de gua para reagir, no existirem mais compostos anidros a
serem hidratados ou quando h barreiras que impeam a gua de se deslocar at os
elementos no hidratados (AITCN, 2000).
O silicato de clcio hidratado (C-S-H) um dos produtos da hidratao do
cimento Portland, sendo fundamental para a resistncia mecnica dos concretos e
argamassas. Pode-se obter concretos com quantidades elevadas de C-S-H com a
utilizao de baixas relaes a/c, que sejam suficientes para hidratar o cimento e
no prejudiquem a reologia do concreto fresco (ATCIN, 2000). O silicato de clcio
-
18
hidratado o composto que compe em maior proporo a pasta de cimento
hidratado, chegando a cerca de 60%, como visto na Figura 4.
O hidrxido de clcio (Ca(OH)2), portlandita, tem menor contribuio para o
ganho de resistncia mecnica e quando em grandes quantidades, prejudicial
resistncia qumica a solues cidas (MELO; LIBORIO, 2000).
De 15% a 20% do volume de slidos na pasta de cimento preenchido com
os sulfoaluminatos de clcio. Ocorrem nas formas de trissulfato hidratado
(C6A3H32), tambm denominado de etringita, e monossulfato hidratado (C4A3H18), que um composto formado pela eventual transformao da etringita e que torna o
concreto menos resistente a sulfatos (MEHTA; MONTEIRO, 2008).
Na pasta de cimento junto com os produtos de hidratao podem ser
encontrados gros de clnquer no hidratado. A quantidade desses gros vai
depender da granulometria do cimento e do grau de hidratao (MELO; LIBORIO,
2000).
Figura 4 - Quatro fases slidas presentes na pasta de cimento Portland. Fonte: MELO & LIBORIO (2000).
A finura e a distribuio granulomtrica so caractersticas que esto
diretamente relacionadas velocidade de hidratao dos cimentos. Cimentos mais
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finos, como os de alta resistncia inicial, tm maiores resistncias nas primeiras
idades. Quanto mais ampla for a distribuio granulomtrica dos gros de cimento
menos gua ser necessria para conferir trabalhabilidade pasta de cimento
(KIHARA; CENTURIONE, 2005).
2.1.2 Agregados
Denomina-se granilha ou granitina os agregados para granilite que so,
geralmente, mrmores ou granitos. Utiliza-se, tambm, basalto, calcrio e quartzo,
sendo que GUIMARES et al. (2007) afirmam que agregados de qualquer natureza
mineralgica podem ser utilizados desde que tenham os requisitos necessrios de
um agregado para concreto.
Por ser um material de revestimento no qual os agregados alm de
contriburem para a resistncia tm funo decorativa, deve-se ter uma seleo por
granulometria criteriosa, para que haja a maior uniformidade possvel. Falhas como
misturas com agregados de tonalidades diferentes pr-determinada provavelmente
ficaro aparentes, prejudicando a proposta visual do granilite.
Alguns tipos de granilhas com diferentes granulometrias so mostrados na
Figura 5.
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Figura 5 - Agregados para granilite. (a) granitinas Branco Nacional; (b) granitinas Cinza Paran; (c) granitinas Amarelo Dourado. Fonte: MINASIT (2011).
A ABNT NBR 7211:2009 estabelece os requisitos para os agregados grados
e midos para concretos de cimento Portland, devendo ser segundo esta norma:
[...] compostos por gros minerais duros, compactos, estveis, durveis e limpos, e no devem conter substncias de natureza e em quantidade que possam afetar a hidratao e o endurecimento do cimento, a proteo da armadura contra corroso, a durabilidade ou, quando for requerido, o aspecto visual externo do concreto.
De modo generalizado, pode-se dizer que as rochas gneas e metamrficas
podem ser utilizadas para a produo de agregados para concreto, e que as rochas
que tm menor desempenho como agregados so as sedimentares (SBRIGHI
NETO, 2005). Agregados como granitos e basaltos (provenientes de rochas gneas),
gnaisse e quartzo (provenientes de rochas metamrficas) e arenitos e argilitos
(provenientes de rochas sedimentares) so exemplos de agregados para concreto
(SBRIGHI NETO, 2005).
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Do ponto de vista estrutural importante conhecer a natureza e a forma dos
agregados, que interfere no comportamento do concreto principalmente no estado
fresco. A utilizao de agregados com formas diferentes pode significar a
necessidade de alterao de um trao, assim, se verifica como essa caracterstica
influencia na reologia dos concretos. Tambm h outras caractersticas dos
agregados que interferem nas propriedades dos concretos como: sanidade,
resistncia mecnica, massa especfica e compacidade entre os gros.
Agregados que possuem superfcies mais lisas e arredondas proporcionam
melhor trabalhabilidade do que aqueles que tm formas angulosas, alongadas e com
superfcie spera (MEHTA; MONTEIRO, 2008). Apesar de a esfericidade contribuir
para a trabalhabilidade a aderncia entre os agregados e a pasta de cimento
fundamental para o ganho de resistncia nos concreto e uma alta regularidade de
superfcie, principalmente em agregados grados, pode ser prejudicial (SBRIGHI
NETO, 2005).
Alm da aspereza necessria para que haja satisfatria aderncia entre o
agregado e a pasta necessrio que o agregado tenha uma boa resistncia
mecnica para que essas caractersticas aliadas resultem na produo de concretos
com melhores resistncias (NEVILLE, 1997). Portanto, a textura do agregado por si
s no pode caracterizar acrscimos ou perdas de resistncia nos concretos.
Agregados de maiores dimenses, com formas chatas e alongadas
favorecem o surgimento da exsudao interna, que pode enfraquecer a interface
pasta/agregado pela formao de um filme de gua sob a superfcie inferior do
agregado (MELO; LIBORIO, 2000). Esse enfraquecimento da zona de transio
pode favorecer o surgimento de microfissuras nessa regio.
A resistncia mecnica uma caracterstica importante para a escolha de um
agregado e assim como vasta a variedade de agregados, a faixa de valores de
resistncia tambm ampla. NEVILLE (1997) indica valores de resistncia mecnica
para agregados em torno de 200 MPa, porm, cita que muitos agregados com
resistncias prximas a 80 MPa tambm so adequados para a produo de
concretos. Para COUTINHO (1988) os valores mnimos de resistncia que um
agregado para concreto pode apresentar devem ser de 60 MPa a 70 MPa.
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22
NEVILLE (1997) apresenta uma tabela, transcrita a seguir de forma parcial,
com os valores mdios de resistncia compresso de alguns minerais e rochas,
tendo entre eles agregados bastante utilizados como agregados para granilite como
o granito, o calcrio, o mrmore e o quartzito.
Tabela 3 - Resistncia compresso de rochas americanas geralmente usadas como agregados de concreto. Fonte: NEVILLE (1997).
Quando os agregados disponveis no tm resistncias suficientes ou quando
tm superfcies muito lisas pode ser feita a dopagem dos agregados para melhorar
essas caractersticas. Nesta tcnica os agregados so revestidos (em lavagem) por
solues que podem ter baixas relaes a/c ou que contenham slica ativa, por
exemplo (LIBORIO, 2004). A Figura 6 ilustra o emprego da tcnica de dopagem, em
um dos casos melhorando a aderncia e no outro reforando o agregado, alm de
tambm garantir a aderncia (LIBORIO, 2004).
Mineral
Resistncia
compresso
Mdia (MPa)
Granito 181
Calcrio 159
Arenito 131
Mrmore 117
Quartzito 252
Gnaise 147
Xisto 170
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Figura 6 - Dopagem de agregados para aumentar a aderncia e propiciar seu reforo. Fonte: LIBORIO (2004).
As propriedades dos agregados e as caractersticas dos concretos frescos e
endurecidos esto diretamente ligadas, visto que a granulometria interfere na
relao a/c, que por sua vez um fator que est diretamente ligado resistncia
compresso (BAUER, 1995). Isso ocorre em virtude do aumento da porosidade do
concreto que, alm de interferir nas resistncias trao e compresso, pode
tornar o sistema mais susceptvel ao ataque qumico.
Podem ocorrer rupturas nos concretos por diferenas entre os coeficientes de
dilatao trmica da pasta de cimento e do agregado, sobretudo quando o agregado
tem maiores dimenses, quando a temperatura est fora do intervalo de 4C a 60C
e os coeficientes tm uma diferena maior que 5 x 10-6 C-1 (COUTINHO, 1988). Na
Tabela 4 h valores de coeficientes de dilatao trmica para alguns agregados
mais usuais.
Tabela 4 - Coeficientes de dilatao trmica linear de algumas rochas e minerais mais usuais. Fonte: COUTINHO (1988).
Rochas Coeficiente de dilatao
trmica, 10-6 C-1
Granitos 1,8 a 11,9
Basaltos 3,6 a 9,7
Quartzitos 7,4 a 13,1
Mrmores 1,1 a 16
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A Tabela 5, extrada de GUIMARES (2002), faz um resumo de algumas propriedades que podem ser alteradas nas argamassas em decorrncia de determinadas caractersticas da areia.
Tabela 5 - Influncia da granulometria das areias em propriedades das argamassas. Fonte: GUIMARES (2002).
Propriedades
Caractersticas da areia
Quanto menor o mdulo de finura
Quanto mais descontnua for a
granulometria
Quanto maior o teor de gros
angulosos Trabalhabilidade Melhor Pior Pior Reteno de gua
Melhor Varivel Melhor
Elasticidade Pior Pior Pior Retrao na secagem
Aumenta Aumenta Varivel
Porosidade Varivel Aumenta Varivel Aderncia Pior Pior Melhor Resist. Mecnicas Varivel Pior Varivel Impermeabilidade Pior Pior Varivel
2.1.2.1 Empacotamento de agregados
Utilizar agregados com granulometrias contnuas favorece a trabalhabilidade
e possibilita menor consumo de cimento. Esse tipo de configurao possvel com o
empacotamento de agregados, tcnica que consiste em combinar agregados de
diferentes granulometrias de forma que se encontre a porcentagem ideal de cada
um deles na mistura, para que o conjunto tenha a maior compacidade possvel.
McGeary (1961) apud PANDOLFELLI et al. (2000, p. 119) faz a seguinte
definio para o estudo do empacotamento de partculas:
O problema da correta seleo da proporo e do tamanho adequado dos materiais particulados, de forma que os vazios maiores sejam preenchidos com partculas menores, cujos vazios sero novamente preenchidos com partculas ainda menores e assim sucessivamente.
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Essa prtica possibilita a reduo do consumo de cimento no concreto pelo
preenchimento de espaos, antes ocupados pela pasta de cimento, por agregados
complementares.
Para um concreto com relao a/c de 0,5 que aps o empacotamento reduziu
de 30% para 25% o volume de pasta, o consumo de cimento cai cerca de 60 kg/m3
(PEREIRA; LIBORIO, 2010). Essa reduo traz benefcios econmicos, diminui o
calor de hidratao do concreto, reduzindo a ocorrncia de retrao e
consequentemente, o surgimento de fissuras, alm de contribuir com a diminuio
da emisso de CO2 para o meio ambiente, durante a produo do cimento.
Compor os concretos com a maior quantidade possvel de agregados
utilizando a tcnica de empacotamento, geralmente, atribui benefcios como maiores
estabilidades qumica e trmica, alm de maior desempenho mecnico (PEREIRA;
LIBORIO, 2010). H excees, como a utilizao de agregados altamente porosos
ou que possam desencadear patologias (PEREIRA; LIBORIO, 2010).
Na Figura 7 so mostradas duas regies, uma ocupada por agregados e a
outra por materiais finos.
Figura 7 - Distribuio contnua de agregados e influncia na produo de concretos. Fonte: PEREIRA & LIBORIO (2010).
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A densidade do empacotamento influenciada pela forma dos agregados,
que quanto mais se afastam da esfericidade, pelo contato de superfcies irregulares,
e quanto menores forem, por terem maior rea superficial especfica, menor a
densidade do empacotamento. Quando se tem um sistema de partculas
monodispersas e esfricas a adio de partculas tambm esfricas de menores
tamanhos em quantidades adequadas pode gerar um preenchimento de
praticamente todo o vazio do sistema inicial (REBMANN; LIBORIO, 2011).
Pode-se obter a maior compacidade entre agregados de maneira prtica
como mostrado na Tabela 6, na qual foi utilizada uma quantidade de agregado que
fosse superior ao preenchimento de um balde de 3 litros, utilizado para comportar os
agregados durante o ensaio de massa unitria compactada.
Tabela 6 - Exemplo de tabela para ensaio de empacotamento de agregados.
A1/A2
(%)
A1
(Kg)
A2
(Kg)
A2+
(Kg) L1 L2 L3 M.L. M.U.C I.V M.E
100/0 5 0 0
90/10 5 0,556 0,556
80/20 5 1,25 0,694
70/30 5 2,143 0,893
60/40 5 3,333 1,190
50/50 5 5 1,667
40/60 5 7,5 2,500
30/70 5 11,667 4,167
20/80 5 20 8,333
10/90 5 45 25,000
0/100 0 5 0
Sendo:
A1/A2 (%): porcentagem do agregado A1/porcentagem do agregado
A2;
A1 (Kg): quantidade do agregado A1 em Kg;
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A2 (Kg): quantidade do agregado A2 em Kg;
A2+(Kg): acrscimo do agregado A2 em Kg;
L1, L2 e L3: leituras das massas que preenchem o recipiente de
ensaio, aps compactao feita em trs camadas e com 25 golpes em
cada camada;
M.L.: mdia das leituras L1, L2 e L3;
M.U.C: massa unitria compactada, que ; I.V.: ndice de vazios, que ; M.E.: massa especfica da composio.
2.1.3 Aditivos superplastificantes
Os aditivos superplastificantes so bastante utilizados na produo de
concretos, principalmente quando estes so de alta resistncia ou de alto
desempenho. Esse tipo de adio contribui para a reduo na relao a/c e melhora
a resistncia mecnica, pois sem a presena de gua excedente necessria
hidratao a porosidade do sistema reduzida, alm de serem favorecias as
propriedades reolgicas sem que haja prejuzo hidratao do cimento. Sua
proporo na mistura pode ser otimizada atravs de ensaios rpidos e de simples
execuo, o que garante que no haja desperdcio em relao dosagem.
Os aditivos superplastificantes tm vantagens em relao aos aditivos
plastificantes pois, enquanto o primeiro tipo de redutor de gua reduz a relao a/c
em torno de 30% o segundo costuma resultar no mximo em uma reduo de 15%
da relao a/c (MONTOYA et al, 2001). Os superplastificantes, quando comparados
com aditivos redutores de gua convencionais, reduzem a gua de amassamento
em at quatro vezes, e essa reduo normalmente acompanhada do aumento das
resistncias compresso e flexo (MEHTA; MONTEIRO, 2008).
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28
A adio de superplastificantes melhora a disperso das partculas de
cimento, aumenta a velocidade de hidratao do concreto, resultando em maiores
resistncias nos primeiros dias, mesmo quando comparadas com concretos com as
mesmas relaes gua/cimento (MEHTA; MONTEIRO, 2008). O uso desse tipo de
aditivo permite diminuir a quantidade de cimento no concreto o que proporciona uma
diminuio no calor de hidratao e na ocorrncia de retrao no concreto
(MONTOYA et al., 2001).
Por terem composies variadas necessrio que seja verificada a
compatibilidade e a eficincia do superplastificante em relao ao cimento que ser
utilizado. A dosagem desse tipo de aditivo pode variar significativamente quando
utilizado em diferentes tipos de cimento, sendo que a quantidade geralmente
necessria varia entre 0,5% e 1,5%, em relao massa de cimento. A finura do
cimento influencia na quantidade necessria de superplastificante e se observa que
cimentos mais finos requerem teores maiores de superplastificante para se obter
uma determinada trabalhabilidade (AITCN, 2000).
O teor ideal do aditivo (ponto de saturao) pode ser encontrado pelo ensaio
de miniabatimento, proposto por KANTRO (1980) apud BUCHER (1988) apud
CASTRO & LIBORIO (2007), que um procedimento simples que requer pouca
quantidade de material. Atravs deste procedimento pode ser traada uma curva de
espalhamento da pasta de cimento fazendo-se repeties do ensaio de
miniabatimento para sucessivas adies de superplastificante, dessa forma
possvel obter o teor de aditivo que proporcione o maior espalhamento pasta. Este
ensaio pode ser reproduzido para diferentes tempos de mistura para que seja
avaliada a eficincia do aditivo com o tempo.
O minitronco de cone utilizado no ensaio tem as dimenses ilustradas na
Figura 8 e a sequncia do mtodo, Figura 9, a descrita a seguir:
1) escolher uma superfcie lisa e plana para executar o ensaio;
2) lubrificar a superffie e o minitronco de cone;
3) fazer uma pasta de cimento com um teor incial de superplastificante;
4) colocar o minitronco de cone sobre a superfcie plana, mold-lo com a
pasta at o limite do molde;
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29
5) retirar o molde lentamente e na vertical;
6) medir o dimetro do espalhamento em trs dimenses;
7) repetir o procedimento para pastas com teores crescentes de
superplastificantes at que possa ser encontrado o ponto de saturao,
ponto a partir do qual o acrscimo de superplastificante no tem efeito
significativo no espalhamento da pasta.
Figura 8 - Minitronco de cone. Fonte: CASTRO & LIBORIO (2007).
Figura 9 - Ensaio de miniabatimento de tronco de cone. Fonte: CASTRO & LIBORIO (2007).
Para se obter eficincia mxima do superplastificante fundamental que
sejam conhecidas as variantes que podem alterar a interao entre o cimento e o
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aditivo. Deve-se entender que a ao dos superplastificantes se modifica quando se
muda o tipo de cimento, o procedimento de mistura, o transporte e os fatores
climticos (CASTRO; LIBORIO, 2007). Deve-se considerar que h interao entre
todos os materiais que compe o concreto e segregao ou pega retardada, por
exemplo, devem ser considerados nos ajustes de dosagem do superplastificante
(REBMAN; LIBORIO, 2010).
2.1.4 Adies
As adies minerais podem melhorar a resistncia e a durabilidade dos
concretos e a escolha da incluso desses materiais deve levar em considerao a
finalidade ao qual se destina. Podem ter efeitos qumicos, como a formao de
silicato de clcio hidratado (C-S-H), e fsicos, como o refinamento dos poros e a
melhoria da zona de transio.
Segundo DAL MOLIN (2005) as adies minerais podem ser classificadas em
material pozolnico, material cimentante e fler. So materiais que podem ser
utilizados como adio ou substituio parte do cimento. Cada tipo de adio tem
caractersticas especficas, podendo-se fazer uso de mais de um tipo de adio em
uma mesma dosagem. Para compensar as diferentes reatividades dos materiais
cimentcios podem ser feitas combinaes entre materiais de alta reatividade com
materiais de menor reatividade, como no caso de se utilizar slica ativa com escria
de alto-forno (AITCN, 2000).
A obteno de concretos mais durveis um dos motivos da crescente
utilizao de adies minerais, assim como os fatores econmicos e ambientais
(CASTRO; LIBORIO, 2007).
Os materiais pozolnicos podem ser de origem natural ou artificial, sendo que
os materiais pozolnicos artificiais so subdivididos pela ABNT NBR 12653:1992 em
argilas calcinadas, cinzas volantes e outros materiais. A mesma norma define os
materiais pozolnicos como:
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31
Materiais silicosos ou silicoaluminosos que, por si ss, possuem pouca ou nenhuma atividade aglomerante, mas que, quando finamente divididos e na presena da gua, reagem com o hidrxido de clcio temperatura ambiente para formar compostos com propriedades aglomerantes.
A slica ativa considerada uma superpozolana e quando adicionada ao
concreto resulta em alteraes fsicas e qumicas (FAGURY; LIBORIO, 2002). Tem
efeito fler, contribuindo para uma maior coeso e compacidade, e reage com o
hidrxido de clcio formando silicato de clcio hidratado, o que contribui para a
resistncia mecnica do concreto (FAGURY; LIBORIO, 2002). As dimenses das
partculas de slica ativa variam de cerca de 0,1 m a 2 m, o que representa
dimenses mdias 100 vezes menores que as dos gros de cimento, e favorecem a
reduo das exsudaes interna e externa (ATCIN, 2000).
A adio de metacaulim tambm proporciona benefcios aos concretos e
argamassas, pois melhora as caractersticas mecnicas e a durabilidade atravs do
refinamento dos poros. Essa adio tem efeito fler ou microfler devido ao tamanho
de suas partculas, que so bem menores que as do cimento, e assim como a slica
ativa, aumenta a demanda de gua na mistura.
As dimenses das partculas do fler so prximas as do cimento Portland.
Esse tipo de adio tem efeitos fsicos que melhoram a trabalhabilidade, evitam a
exsudao e a fissurao, alm de efeitos qumicos que podem ativar a hidratao
do cimento, como nucleador (NEVILLE, 1997).
2.1.5 Pigmentos
A escolha da utilizao de revestimentos em granilite fortemente
influenciada pelas inmeras possibilidades estticas que o material pode apresentar.
Alm das escolhas de agregados com diferentes cores e granulometrias para atribuir
configuraes visuais variadas, a pasta de cimento pode ser pigmentada para diferir
das cores comumente atribudas pelos cimentos (cinza ou branco).
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32
As mais diversas tonalidades podem ser atribudas a concretos se forem
empregados pigmentos na dosagem. Com relao aos pigmentos, para que possam
ser utilizados sem que prejudiquem as propriedades qumicas e fsicas dos
concretos, devem ser estveis em relao aos demais compostos.
Podem ser utilizados pigmentos base de xido de ferro, tanto naturais como
sintticos, na produo de corantes. Os naturais tm geralmente baixo poder de
pigmentao, pois possuem baixos teores de xido de ferro, e os sintticos vem em
substituio a esses por possurem caractersticas como maiores possibilidades de
tons e intensidades (SALVADOR FILHO; LIBORIO, 2007). Segundo SALVADOR
FILHO & LIBORIO (2007) dentre os corantes esto os:
xidos de ferro naturais:
- hematitas (vermelho);
- limonitas (amarelos);
- magnetitas (pretos).
xidos de ferro sintticos:
- amarelos (do "creme" ao amarelo);
- pretos (do cinza claro a tons de carvo);
- vermelhos (do amarelado at tons azulados).
A utilizao de quantidades elevadas de corante pode resultar na
necessidade de maior relao a/c para ser mantida a trabalhabilidade do concreto, o
que contribui para o aumento da porosidade e para a consequente diminuio da
resistncia mecnica (SALVADOR FILHO; LIBORIO, 2007).
2.1.6 gua
A gua adicionada na produo do concreto, gua de amassamento, tem a
funo de promover a hidratao dos compostos do cimento Portland e favorece as
caractersticas reolgicas necessrias a um concreto com suficiente
trabalhabilidade. Est presente sob diversas formas durante toda vida do concr