Concreto Auto-adensável 5p104r

Alunos: Guilherme Neves Jacqueline de Almeida Lucas Mendes Max Antonil Thiago Cândido

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Desenvolvido no Japão em 1980, pelo professor Hajime Okamura; Objetivo: estruturas duráveis, com economia e menor tempo, tendo em vista a proporção otimizada dos componentes da mistura; Ausência da necessidade do adensamento mecânico;

Primeiro protótipo feito por Okamura foi em 1988;  Estudos acerca do CAA cresceram em todo o mundo;  A primeira aplicação em obra, foi nas torres da ponte Shin-kiba Ohashi, em 1991; 

Ponte AkashiKaikyo, construída com 500.000m³ de CAA;  Rendimento de aplicação de 1900m³/dia;  Seu uso proporcionou uma redução de três meses de obra. 

Foi utilizado no edifício Rafles City, em Singapura;  73 pavimentos, com 11.000m³ de concreto de 35 Mpa, concretado em 43 horas;  Temperatura ambiente de 29 a 32ºC; 

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Outras obras: Chile, Suíça e Canadá; Principais estudos: Canadá, Taiwan, Países Baixos, EUA, Áustria, Reino Unido, França e Tailândia.

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Mesmo com tantos avanços, seu uso ainda é bastante no Brasil; Tem-se a errônea impressão que não se tem economia, pelo alto preço do m³ e que as vantagens se reduzem somente em técnicas; Dificuldades: grande variabilidade da dosagem dos componentes, precisão na aplicação dos aditivos.

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Concreto capaz de preencher os espaços vazios e se auto adensar; Equilíbrio entre alta fluidez e moderada viscosidade e coesão; Utilização de aditivos superplastificantes e adição mineral de granulometria muito fina; Propriedades: fluidez, coesão e resistência à segregação;

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Produto de grande homogeneidade, elevado teor de SiO2 (partículas esféricas de diâmetro da ordem de 10-6 mU), coletado nos filtros dos fornos elétricos das indústrias de silício metálico e de ligas de ferro-silício Norma tem com requisitos o ensaios de aceitação, (finura, composição e desempenho) Dois métodos de ensaio indicados para comprovação de desempenho da atividade pozolânica onde a base são as Normas NBR 13956:2012 e 13957:1997, CEN e ASTM.

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Produto obtido por calcinação e moagem de argilominerais cauliníticos. Constitui um tipo de pozolana formada essencialmente por partículas lamelares com estrutura predominantemente não cristalina. Requisitos e ensaios de aceitação (finura, composição e desempenho) Dois métodos de ensaio indicados para comprovação de desempenho da atividade pozolânica Base: Experiência Brasileira Norma sa NF P 18-513:2010 com diretrizes similares

POR SUA FINURA PROMOVEM: Melhora no empacotamento; Aumento da coesão da massa de concreto, Diminuição da segregação.  PELAS PROPRIEDADES POZOLÂNICAS: Tendência a maior resistência à compressão após as primeiras idades, se comparado ao concreto sem essa adição. Maior durabilidade ( resiste aos sulfatos, aumenta a impermeabilidade do concreto). 

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Bases de inspiração da Comissão de Estudo

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EN 206-9 e complementares ASTM C 1610 ASTM C 1611 Trabalhos técnicos

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Parte 1: Classificação, controle e aceitação no estado fresco Parte 2: Determinação do espalhamento e do tempo de escoamento – Método do cone de Abrams Parte 3: Determinação da habilidade ante – Método do anel J Parte 4: Determinação da habilidade ante – Método da caixa L Parte 5: Determinação da viscosidade – Método do funil V Parte 6: Determinação da resistência à segregação – Método da coluna de segregação

Classifica o concreto auto-adensável no estado fresco em função de sua auto-adensabilidade.  Estabelece as diretrizes para a realização do controle por ensaios e para a aceitação do concreto autoadensável no estado fresco.  Se aplica a concreto com massa específica normal, compreendida no intervalo entre 2 000 kg/m3 e 2 800 kg/m3 dos grupos I e II de resistência, conforme classificação da ABNT NBR 8953.  O concreto pode ser misturado na obra, dosado em central ou produzido em indústria de pré-moldados. 

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“Classificação baseada em normas europeias que estimulam o uso de concretos mais trabalháveis que agilizam a descarga e aplicação do concreto, facilitam o bombeamento, e evitam deficiências de adensamento do concreto e a decorrente perda de resistência e desempenho da estrutura.” (ABNT)

Os concretos para fins estruturais são classificados nos grupos I e II conforme resistência característica à compressão (fck), sendo permitida a especificação de valores intermediários  Concretos com classe de resistência inferior a C20 não são estruturais e, caso sejam utilizados, devem ter seu desempenho atendido conforme ABNT NBR 6118 (Projeto de estruturas de concreto – Procedimento) e ABNT NBR 12655 (Concreto de cimento Portland – Preparo, controle, recebimento e aceitação – Procedimento) 

Concreto normal (C) concreto com massa específica seca, de acordo com a ABNT NBR 9778, compreendida entre 2 000 kg/m³ e 2 800 kg/m³.  Concreto leve (CL) concreto com massa específica seca, de acordo com a ABNT NBR 9778, inferior a 2000 kg/m³.  Concreto pesado ou denso (CD) concreto com massa específica seca, de acordo com a ABNT NBR 9778, superior a 2 800 kg/m³. 

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Os concretos são classificados por sua consistência no estado fresco, determinada a partir do ensaio de abatimento (slump test) conforme ABNT NM 67, e no caso de concreto auto-adensável, pelo previsto na ABNT NBR 15823-1 .

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Guia para o estabelecimento de requisitos do concreto auto-adensável no estado fresco em função de sua aplicação.

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• NBR 12655:2006 - recebimento • NBR 7212:2012 - centrais • NBR 15575:2013 - desempenho • NBR 14931:2004 - execução • NBR 6118:2007 – projeto • NBR 15823:2010 - CAA • NBR 5738:2003 – cura e moldagem • NBR 5739:2003 – rompimento • ....

Materiais utilizados, são os mesmos do concreto convencional, mas no CAA utiliza uma maior quantidade de finos e aditivos:  

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Cimento; Agregados miúdo e graúdo; Água, Adições minerais; Aditivos.

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A resistência à segregação do CAA se deve pela adição de minerais, desempenham papel importante para a resistência e durabilidade. Os aditivos são um dos principais componentes que diferenciam o CAA do concreto convencional, os mais usados são os superplastificantes e os modificadores de viscosidade.

CAA no estado fresco:  Trabalhabilidade;  Fluidez e viscosidade.

“Os métodos de dosagem do CAA diferem dos utilizados para os concretos convencionais, porém, no geral, também são empíricos”. GOMES (2009)

Método de Okamura, Ozaea, Maekawa e Ouchi 

Método desenvolvido pela primeira vez em 1998, em Tóquio, e é reconhecido na literatura como o primeiro método de proporção de mistura para a produção do CAA.

Método de Peterson, Billberg e Van 

O método consiste em determinar um esqueleto granular e um volume mínimo da pasta, que possam garantir a atuoadensabilidade ao concreto.

• Eliminação da necessidade de espalhamento e de vibração; • Eliminação das operações de alisamento de superfícies horizontais; • Facilidade na concretagem de formas complexas e armaduras de diâmetro reduzido e mais densas; • Maior produtividade e rapidez na execução da obra; • Redução do custo de aplicação por metro cúbico de concreto, pela redução de gastos com equipamentos e mão-de-obra; • Redução do custo final da obra em comparação ao sistema de concretagem convencional.

• Garantia de concretagem com formas de pequenas dimensões; • Estímulo ao bombeamento a grandes distâncias horizontais e verticais;

• Eliminação ruído provocado pelo vibrador, podendo do estender o horário de concretagem para atender a exigências de temperatura, umidade e tráfego caminhõesbetoneira; • Garantia de excelente acabamento em concreto aparente e/ou pré-moldado; • Otimização de mão-de-obra; • Melhoria nas condições segurança na obra pela remoção de instalações;

• Não é fácil ser obtido, precisando de mão-de-obra especializada para sua confecção, controle tecnológico e aplicação; • Tem maior necessidade de controle, durante sua aplicação, do que o concreto convencional; • Necessita de cuidados especiais com o transporte, para evitar a segregação;

• Apresenta menor tempo disponível para aplicação em relação ao concreto convencional.

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Fundações executadas por hélice contínua; Paredes, vigas e colunas; Parede diafragma; Estações de tratamento de água e esgoto; Reservatórios de águas e piscinas; Pisos, contrapisos, lajes, pilares, muros e painéis; Obras com acabamento em concreto aparente; Locais de difícil o; Peças pequenas, com muitos detalhes ou com formato não convencional onde seja difícil a utilização de vibradores; • Fôrmas com grande concentração de ferragens;

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No recebimento do concreto na obra deve-se tomar os mesmos cuidados de um concreto convencional:

a) conferir todos os dados da nota fiscal; b) verificar o lacre do caminhão; c) verificar o tempo transcorrido desde a saída do caminhão da usina até a obra etc.

• Os Aditivos no CAA:

Em seguida:

Slump Flow Test:

Teor de ar incorporado:

Vista geral da laje a ser concretada, com todas ferragens, tubulações e agens posicionadas e conferidas.

Treinamento dos funcionários para execução do serviço.

Laje sendo molhada antes da concretagem.

Equipamento para lançamento do CAA, o mesmo utilizado para concreto convencional.

Lançamento do CAA. O concreto adensa com seu peso próprio, dispensando o uso do vibrador.

Facilidade de espalhamento e adensamento do CAA.

Acabamento do concreto.

Aspecto liso da laje acabada.

CAA X Concreto Convencional

• Concreto convencional: produto é mais barato, mas custo com mão de obra ficou maior. • Concreto auto adensável: rapidez da concretagem diminuiu em um mês o cronograma do empreendimento.

Obras com CAA • No Chile, em um túnel de aproximadamente 6.000 metros de extensão com diferentes diâmetros e com profundidade de 9 metros utilizou-se o CAA. O túnel possui Fck de projeto igual a 30 MPa, a/c menor que 0,55 e consumo de cimento menor que 320 kg/m³ de concreto

• Uma obra realizada em 36 dias com o CAA, enquanto que o tempo estimado utilizando CC seria de 90 dias

• A aplicação de quase 300 m 3 de concreto realizado em 6 horas, 30% do tempo estimado para um concreto convencional.

• Obra em que foi exigido a utilização do CAA pela prefeitura, devido à instabilidade, idade e delicadeza das construções existentes no entorno.

Brasil - A concretagem da laje de fundo dos poços Norte e Sul da estação Luz • Cerca de 8.000 m³ de concreto foram necessários para preencher a peça; • 2.000 m² de área de superfície e 3,5 m de altura; • 7.400 m³ de concreto convencional fluido (slump entre 180 mm e 200 mm) • 600 m³ de concreto auto adensável fck > 35 MPa na região de engaste da laje com as paredes dos poços;

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GOIÂNIA - Edifício Camila do residencial Sorelle (2004)

• Desenvolveu um traço de concreto fck 20 MPa, especificamente para atender esta obra. Para tanto foi especificada com característica do concreto fresco um Flow Test entre 65 e 70 cm. Foram utilizados materiais locais como areia natural, brita de gnais, Cimento II F – 32, aditivos Superplastificantes e modificadores de viscosidade.

Três propriedades importantes devem ser medidas nos CAA: • • •

Fluidez Capacidade de ar por entre obstáculos Resistência à segregação

Uma mistura de concreto só pode ser classificada como CAA se essas três características, forem atendidas.

Determinação do espalhamento e do tempo de escoamento

Este ensaio consiste em constatar se o concreto sob a força provocada pelo seu próprio peso, é capaz de se espalhar até atingir determinada dimensão em determinado tempo, em um fluxo livre horizontal livre de obstruções.

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Segundo a NBR 15823 o CAA deve ter espalhamento entre 550mm e 850mm, e o tempo para atingir a marca de 500mm deve estar entre 2 e 5 segundos.

Analise do Espalhamento 

A – Alto segregação.

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B – Moderado nível de segregação.

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C – Leve exsudação de água.

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D – Concreto com adequado nível de fluidez e coesão

nível

de

O ensaio com o Anel J é uma variação do ensaio de espalhamento. Este tambem mede a distribuição do concreto em fluxo horizontal, mas com obstruções para simular as armaduras.

Dimensões do Anel J

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metálico, com 300 mm de diâmetro e 120 mm de altura, possui barras verticais de aço de 100 mm de diâmetro a cada 58 mm.

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Apos o escoamento é medida a diferença de altura entre a porção da mistura que permaneceu no interior do anel, e a outra parcela que se espalhou para o exterior do anel. A diferença das alturas deve estar entre 0 mm e 10 mm.

Nesse ensaio determina-se a capacidade do concreto de ar por restrições, simulando-se as armaduras, e tambem sua capacidade de preencher formas, resistência ao bloqueio e resistência à segregação.

Etapas do ensaio:  

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1- Colocar a caixa L sobre uma superfície nivelada; 2- Limpar e umedecer as superfícies internas da Caixa; 3- Preencher com CCA a parte superior da Caixa, sem utilizar adensamento; 4- Após 15 segundos, levantar rapidamente a porta e registar em segundos os tempos para o concreto atingir na horizontal as marcas de 20 cm e 40 cm, TL20 e TL40, respectivamente.

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Cessado o escoamento, medir as alturas H1 e H2, e calcular a habilidade ante (HP), pela a razão entre as alturas da superfície do concreto nas extremidades da câmara horizontal.

Um CAA possui boa habilidade ante se seu HP estiver entre 0,8 e 1,0, e a viscosidade alcançar para TL20 =2s, e para TL40 =4s.

Verificação de Segregação Verificar visualmente se houve obstrução à agem do concreto pelas barras da caixa L, pois havendo segregação, significa que a argamassa apresenta baixa viscosidade ou foram usados agregados graúdos com diâmetro grande para a produção de CAA. Assim o concreto ficara acumulado entre as barras de aço.

Esse ensaio avalia a capacidade do concreto fresco, sob pressão hidrostática, de ar por obstáculos.

Etapas do Ensaio: 

1- Umidecer o interior da Caixa U, com um pano molhado;

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2- Nivelar a superfície;

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3- Introduzir cerca de 16 litros de CAA sem nenhum tipo de adensamento;

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4- Após 1 minuto, abrir rapidamente o portão movel;

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5- Registrar as alturas R1 e R2.

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Subtrair as alturas R1 e R2, o limite máximo pode variar de 24,2 mm até 80 mm de diferença.

Este ensaio é usado para a determinar a viscosidade do CAA, pela medida do tempo de escoamento de uma massa de aproximadamente 10 litros de concreto através do funil V.

Dimensões do Funil V

Etapas do Ensaio: 

1-Molhar o interior do Funil V, com um pano molhado;

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2- Nivelar a superfície de topo do funil;

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3- Introduzir o concreto no Funil sem nenhum tipo de adensamento;

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4- Após 10 segundos, abrir rapidamente a tampa do orifício inferior do funil e registrar com o cronômetro o tempo de esvaziamento do Funil.

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É recomendo para o CAA, um intervalo de 6s a 12s, para o tempo de esvaziamento total do funil.

Determinação da resistência à segregação do CAA, pela diferença das massas de agregado graúdo existentes no topo e na base da coluna de segregação.

Dimensões da Coluna de Segregação      

Feita de um tubo de PVC Diâmetro nominal de 200 mm 660 mm de altura total Secionado em três partes. Topo e base altura de 165 mm Parte central altura de 330 mm.

Etapas do Ensaio: 

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Limpar e umedecer o interior da coluna com água; Preencher com aproximadamente 20 L de CAA; Após 20 min retirar as porções do topo e da base; Lavar cada amostra individualmente sobre uma peneira de malha de 5 mm, removendo a argamassa; Agregados graúdos submetidos a uma secagem superficial e em seguida pesados, obtendo a massa da porção de concreto da base (mb) e da porção de concreto do topo (mt).

Calculo da Segregação

A resistência a segregação é calculada pela formula:

O valor de SR deve ser no máximo ≤ 20.

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http://www.ctec.ufal.br/posgraduacao/ppgec/dissertacoes_arquiv os/Dissertacoes/Diogo%20Jatoba%20de%20Holanda%20Cavalca nti.pdf

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http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/3918/00045067 8.pdf?sequence=1

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http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstream/tde/675/1/dissertacao% 20janaina%20parte%201.pdf

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http://www.iliescu.com.br/palestras/concretoautoadensavel.pdf

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http://www.abesc.org.br/pdf/FOLDER%20PAG%20ABESC%20R4 %20pgs.pdf