O concreto autoadensável foi concebido de modo a poder tirar partido das condições de execução. Este tipo de material deve atender rigorosamente a propriedades particulares do estado fresco, de modo a poder auto adensar-se sob a ação do seu peso próprio, sem a necessidade de vibração. Em linhas gerais, estas propriedades são compreendidas como: (i) boas condições de fluidez, ausência de segregação e de exsudação (habilidade de preenchimento estabilidade), (ii) e ausência de bloqueios diante de condições de confinamento, ou de obstáculos construtivos (habilidade passante). Tendo por finalidade verificar o atendimento dos concretos aos citados requisitos do estado fresco, alguns ensaios de validação no concreto fresco são então realizados, podendo estes ser feitos tanto no laboratório, para fins de otimização das composições, como na obra, para se verificar a conformidade com relação ao que eles foram concebidos. Uma problemática surge quando na reprodução do concreto para a obra, e a sua manipulação até chegar lá, de modo a se manter em conformidade a qualidade do concreto, sendo isto o escopo deste estudo.
Ensaios de validação do concreto fresco:
O recebimento do concreto
autoadensável na obra é prescrito pela ABNT NBR 15823-1:2017. A seguir são
apresentados os ensaios de validação, em termos da configuração que eles
buscam, diante das contingências da obra. Os mesmos ensaios são
realizados quando em estudos de otimização dos concretos.
Ensaios de espalhamento (Slump flow)
Como objetivos, o ensaio de
espalhamento (Slump flow) tem por finalidade avaliar a habilidade do concreto
em espalhar sob a ação do seu peso próprio, envolvendo distâncias, em
compatibilidade com o tempo. Este ensaio é normalizado pela ABNT NBR
15823-2:2017. Os acessórios para a realização do ensaio são: uma placa metálica
lisa e perfeitamente nivelada, o cone de Abrams, (o mesmo que é utilizado para
os ensaios de abatimento, Slump test), e um cronômetro.
Os procedimentos para a
realização do ensaio consistem em: (i) preencher o cone de Abrams; (ii) elevar
o cone, (iii) permitir que o concreto ganhe uma nova configuração, sob a ação
do seu próprio, a qual tende a se dar na forma de um círculo. A Figura 1
ilustra o ensaio. Uma vez realizado o procedimento, seguem as seguintes ações:
(i) medir os diâmetros de espalhamento alcançados pelo concreto, segundo duas
direções particulares, normalmente perpendiculares;(ii) fazer inspeção visual
da superfície de espalhamento, observando as seguintes condições: a
regularidade da superfície, a homogeneidade da superfície quanto à distribuição
dos agregados graúdos; ainda uma observação importante é quanto à possível
presença de halos d’água em torno da superfície.
A concentração de agregados no centro da superfície pode ser um indicativo de tendências à segregação e bloqueios quando na passagem por obstáculos, a isto se denomina o Índice de Estabilidade Visual”, enquanto que, a presença de halos d’água em torno da superfície de espalhamento pode dar indicativos de que a água está em excesso; a ausência do halo d’água pode dar o indicativo de boa retenção de água. A Figura 2 procura ilustrar. Ensaios complementares podem ser recomendados, como os de segregação.
O ensaio de espalhamento permite também avaliar as condições de fluidez do concreto, através da medida do tempo conhecido como T500 (mm), dado em segundo. Este representa o tempo para que o concreto demore para alcançar o escoamento dado pela abertura de 500 mm.
Os Quadros 1 e 2 apresentam as
classificações que podem ser atribuídas ao concreto em função das faixas de
valores encontradas nos diâmetros de espalhamento e nos tempos T500 (mm).
Quadro 1: Classificação de acordo
com os valores alcançados no escoamento
|
Classe |
Valor do espalhamento (mm) |
|
SF1 |
550 a 650 |
|
SF2 |
660 a 750 |
|
SF3 |
760 a 850 |
|
Classe |
T500 (s) |
|
VS1 |
</= 2 |
|
VS2 |
>/= 2 |
Uma coisa interessante, é que do
valor T500 pode se ter inferências sobre as condições de viscosidade plástica
do concreto. Dentro destas condições, se pode configurar o seu escoamento em
termos das seguintes condições: se a viscosidade do concreto é baixa, o
escoamento se dará mais rápido, de curta duração, enquanto que, no caso de a
viscosidade ser maior, o escoamento se dará por um período mais prolongado, e
de modo mais progressivo. No caso do T500 ser muito abaixo com relação ao valor
apresentado como referência, a composição deve ser reavaliada, e o mesmo se
considera quando o valor tende a ser muito maior.
De acordo com Repette (2011), o
valor do T500 deve preferencialmente estar situado entre 2 e 5 (s).
Algumas recomendações podem ser
feitas com base nas condições do concreto e as aplicações em estruturas. Estas
podem ser apresentadas nos Quadros 3 e 4:
Quadro 3: Recomendações para
aplicação de concretos autoadensáveis conforme os enquadramentos fornecidos
pelo ensaio de espalhamento, diâmetro de espalhamento
|
Classe |
Recomendações |
Tipos de obras |
|
SF1 |
Para casos de estruturas não armadas ou com baixa
taxa de armadura; estruturas que exijam curta distância e espalhamento
horizontal |
Lajes, revestimentos de túneis, estacas para
fundações |
|
SF2 |
Casos gerais utilizados na construção civil. |
Paredes, vigas, pilares |
|
SF3 |
Estruturas com alta densidade de armadura ou caso
de forma arquitetônica complexa |
Pilares parede, paredes-diafragma e pilares |
Quadro 4: Recomendações para
aplicação de concretos autoadensáveis conforme os enquadramentos fornecidos
pelo ensaio de espalhamento, tempo T500 mm
|
Classe |
Aplicações |
|
VS1 |
Elementos estruturais com alta taxa de armadura
(Com o controle sobre a segregação e à exsudação) |
|
VS2 |
Obras correntes |
O objetivo deste ensaio é de
verificar o comportamento do concreto diante do escoamento sujeito à presença de
obstáculos. Pode-se inferir sobre a possível influência destes obstáculos.
Este é prescrito conforme a ABNT NBR
15823-3:2017. De modo geral, um anel metálico com 300 mm de diâmetro, 120 mm de
altura, e 16 barras de aço com 10 mm de diâmetro, ao longo do perímetro. Este
anel é posicionado do modo concêntrico ao cone, de modo que o concreto tenha
que superar o obstáculo ao longo do escoamento. A Figura 3 procura ilustrar.
Para a avaliação são considerados dois casos: o fluxo sem a interferência do anel, e o fluxo com a interferência do anel J. toma-se em consideração a diferença entre os valores, de modo a poder ter uma ideia da resistência do concreto em vencer obstáculos. Alcantara (2004) apresenta um estudo comparativo com o uso de fibras metálicas curtas, de polipropileno e em fibragem mistas, tomando em consideração à uma composição de referência sem fibras. As perturbações decorrentes do anel J se deram em conformidade com a condição de viscosidade destas.
Ensaio da caixa em L
Os objetivos do ensaio da caixa
em L consistem em avaliar a habilidade passante do concreto diante dos
obstáculos tais como os causados pelas armaduras, ou os espaços entre a
armadura e as paredes das formas. Por habilidade passante se compreende como a
capacidade de fluir ser perder a homogeneidade ou sofrer bloqueios diante das
contingências causadas pelos confinamentos.
O ensaio é prescrito pela ABNT NBR
15823-4:2017. O aparato utilizado consiste em uma caixa com a forma em “L”,
dotada de uma parte vertical e de outra parte horizontal. A parte vertical tem
uma abertura na parte inferior, uma comporta para represar o concreto durante o
preenchimento da parte vertical caixa, e armaduras compostas normalmente por 3
barras, cujo diâmetro é de 12,5 mm, que deverão promover o obstáculo. A Figura 4 ilustra a caixa em L.
O concreto é colocado dentro da caixa de contenção, enquanto um operador mantém a comporta fechada. Uma vez dado o sinal do primeiro operador, a comporta é aberta, conduzindo ao concomitante escoamento do concreto, através da abertura. São então medidas as alturas do nível do concreto. A altura do concreto na caixa de contenção, vertical, é dada por H1, e a altura na caixa horizontal é dada por H2. A Figura 5 ilustra a possível configuração final após o escoamento pela caixa em L.
Considerando as geometrias da armadura e do elemento estrutural, o Quadro 6 apresenta as classes de resultados para este tipo de ensaio, conforme a ABNT NBR 15823-4:2017.
Quadro 6: Classes de resultados
para os ensaios da caixa em L
|
Classe
H2/H1 |
Condição de H2/H1 |
Concretos recomendados |
|
PL1 |
>/=0,8 (com duas barras de aço) |
Elementos estruturais com espaçamento de armadura
de 80 a 100 mm, como nos casos de lajes, painéis e elementos de fundação |
|
PL2 |
>/=0,8 (com três barras de aço) |
Aplicações correntes em elementos estruturais que
apresentam espaçamento de 60 a 80 mm; casos que envolvem vigas, pilares,
tirantes e elementos da indústria de pré-moldados |
O acúmulo de agregado junto ás
barras indica que o concreto apresenta baixa resistência ao bloqueio, por causa
da baixa viscosidade ou dos agregados com dimensões além do conveniente. Quando
H2/H1 é próximo de 1, o concreto é dito por “auto-nivelante”.
Ensaios do funil (V-funnel)
O ensaio do funil, “V-funnel”, tem
por finalidade avaliar a aptidão do concreto em escoar diante de situações tais
como nos casos de estreitamento de seção, em contingências que criem
confinamento, assim como ele é um ensaio que fornece indiretamente as condições de viscosidade do concreto. Por este ensaio pode-se ainda considerar as possibilidades da ocorrência de
casos extremos, como de bloqueios e impedimento de fluxo.
Os protocolos do ensaio consistem
em fazer escoar uma quantidade de aproximadamente 10 l de concreto por um
funil, e em medir o tempo de fluxo decorrente deste escoamento. A Figura 6 ilustra o funil.
A norma que regulamenta o ensaio é a ABNT NBR 15823-5:2017, e estabelece os resultados, de modo a se enquadrarem e duas classes: VF1 e VF2.
Estes são conforme o Quadro 5.
Quadro 5: Enquadramento para os
resultados de escoamento através de funil
|
Classe |
Funil (s) |
|
VF1 |
<9 |
|
VF2 |
9 a 25 |
As classes de ensaios dadas por
VF1 e VF2 guardam relação com as classes VS1 e VS2, para os casos de ensaios de
espalhamento.
Um cuidado que se deve ter é que
o ensaio do funil deve ser iniciado logo após o preenchimento do funil, de modo
a se evitar a segregação.
Ensaios de segregação
A segregação é um dos itens
indesejados para o concreto autoadensável, e de riscos. Ela pode ser compreendida
segundo dois tipos: a segregação dinâmica e a segregação estática. A primeira
delas se refere aos casos quando este está em movimento, como nos lançamentos
do concreto. Também se pode considerar os casos de problemas de restrições,
quando na passagem de obstáculos. Nos casos de o concreto estar em movimento,
estes problemas estão associados à baixa coesão interna do concreto, a qual
pode ser compreendida como a coesão do material no estado “desestruturado”.
A coesão estática, por sua vez,
está associada à descida dos agregados por sedimentação, ou também o
afloramento da água, fenômeno conhecido como exsudação.
Os ensaios preconizados tratam preferencialmente
dos riscos da segregação estática.
Estes ensaios envolvem a
separação de agregado no estado fresco, a lavagem e peneiramento das porções de
concreto, após determinado período de tempo, da ordem de 15 a 20 minutos.
O método preconizado pela ABNT é
o método da coluna de segregação, prescrito conforme a ABNT NBR 15823-6:2017.
Para tanto, uma coluna de 660 m de altura e 200 mm de diâmetro é constituída a
partir de 3 seções, uma superior com 160 mm, outra inferior com 160 mm, e uma
intermediaria com 330 mm. A Figura 7 procura ilustrar a coluna.
Preenche-se o conjunto com 20 litros de concreto, e deixa-se esperar pelo tempo de 20 minutos. Após o tempo decorrido, são extraídas a parte superior e a parte inferior, faz-se a lavagem do material e a separação dos agregados. Após a secagem dos agregados peneirados, avalia-se a massa dos agregados e aplica-se a fórmula:
SR=[2(MB-MT)/(MB+MT)]/100
Esta fórmula estabelece como
tolerância o valor de até 20% para que o concreto seja considerado estável.
Uma consideração importante é que
o tempo de 20 minutos para a espera na realização dos ensaios é preocupante com
o tempo da obra, acarretando atrasos no lançamento e na concretagem.
Em decorrência das dificuldades
de se realizar os ensaios na obra, ele é muitas vezes realizado de modo visual,
através dos ensaios de espalhamento.
Reometria do concreto autoadensável
A busca de um regime de
escoamento.
De modo geral o ensaio de
reometria não é utilizado como um ensaio de validação, sendo mais u8m ensaio
para laboratório de pesquisas, na compreensão do comportamento reológico do
concreto autoadensável.
Os parâmetros de reologia são
obtidos por auxílio de equipamentos denominados por reômetros.
De modo geral o concreto
autoadensável é compreendido como do tipo binghamiano, possuindo tensão de
escoamento e viscosidade plástica. A tensão de escoamento tem como referência
valores da ordem de 70 Pa, e a viscosidade plástica varia entre 10 e 120 MPa.
Algumas dificuldades têm sido
encontradas para os ensaios de reometria, tais como a escassez de aparelhos e
mesmo havendo alguns equipamentos, existe a inexistência de um equipamento
padrão, de modo a se poder realizar comparações.
De um modo geral, para os casos
do concreto autoadensáveis os valores da tensão de escoamento são menores do
que para os casos de concretos convencionais, e os valores da viscosidade
plásticas são mais elevados, comparando com os casos dos concretos
convencionais.
Algumas correlações têm sido
feitas com relação aos parâmetros reológicos e os ensaios de trabalhabilidade.
Por exemplo, quanto maior é o valor do espalhamento, menor é a tensão de
escoamento; assim como, quando T500 mm e tvf aumentam, maior é a viscosidade do
concreto.
Alguns procedimentos sistemáticos em obra, com relação aos ensaios
Uma das preocupações que se tem
em obras é a agilização para a concretagem. Uma agenda é então aplicada com
relação aos ensaios. De modo geral, é realizado o ensaio de espalhamento,
“slump flow”, para todos os caminhões, enquanto que os demais ensaios são
realizados somente para o primeiro caminhão betoneira.
O Quadro 7 apresenta os indicativos da necessidade de ensaios para o concreto autoadensável fresco em função de sua
aplicação, com base em informações de Cabral et al (2019).
Quadro 7: Ensaios requeridos para
o concreto autoadensável
|
Parâmetro |
Ensaio |
Requisitos de aceitação |
Norma |
|
Fluidez e escoamento |
Espalhamento (SF) |
Para todas as aplicações |
NBR 15823-2:2017 |
|
Viscosidade plástica aparente |
T500 (VS) |
Para todas as aplicações |
|
|
Pelo fluxo confinado pelo funil V (VF) |
A depender da função da aplicação |
NBR 15823-5:2017 |
|
|
Habilidade passante |
Anel J (PJ) |
Para todas as aplicações |
NBR 15823-3:2017 |
|
Sob fluxo confinado pela caixa em L (PL) |
A depender do tipo de aplicação |
NBR 15823-4:2017 |
|
|
Sob fluxo confinado pela caixa em U (PU) |
|||
|
Resistência à segregação |
Coluna de segregação (SR) |
A depender da função da aplicação |
NBR 15823-6:2017 |
|
Método da peneira (facultativo) (TP) |
Algumas contingências da
execução do concreto autoadensável
Nesta sessão se verá algumas
coisas relativas ao histórico e trajetória do concreto, desde a produção até o
lançamento, e como o concreto poderá conserva a sua homogeneidade e as suas
propriedades reológicas.
Controle da produção: A dosagem e o preparo
O concreto autoadensável é
bastante sensível diante das variações de dosagens; é marcado por apresentar
composições bastante pontuais. Quando uma composição é otimizada, as dispersões
podem trazer repercussões que podem inviabiliza-lo totalmente enquanto concreto
fresco. Alcantara et al (2004) apresentam possíveis dispersões que podem trazer
consequências graves: os desvios com relação à quantidade de água, os desvios
com relação à dosagem do superplastificante, e os desvios com relação à
quantidade dos materiais finos. Cabe lembrar que a quantidade de
superplastificante incorporada ao concreto é limitada à um valor, recomendado
pelo fabricante, visto que, caso este valor seja excedido, o concreto estará
sujeito à riscos de segregação ou exsudação, mediante o menor desvio da
quantidade de água incorporada.
Os excessos de água podem advir
da água de umidade dos agregados, da água de lavagem do balão do caminhão da
concreteira, além de possíveis erros na tomada da água.
Deve-se então ser precisos quanto
à avaliação do teor de umidade dos agregados, assim como estar atento às
especificações dos fabricantes de aditivos superplastificante, em especial com
relação à geração e recomendações dos produtos, e com às suas finalidades.
Não se recomenda propagandear a
afirmação errônea de que o concreto autoadensável não exige a utilização de mão
de obra especializada. No mínimo, os depoimentos afirmam sobre a necessidade de
treinar a mão de obra.
Quanto aos equipamentos, deve-se
tomar em consideração de que os contextos de mistura são diferentes, como por
exemplo a energia das pás dos misturadores das concreteiras, ou dos caminhões
betoneiras. Alguns ajustes devem ser realizados, com algumas adaptações nas
composições.
O transporte
As preocupações para com o
transporte envolvem a preservação da homogeneidade e a conservação das
propriedades reológicas.
Algumas considerações devem ser
tomadas, em especial quanto à segregação, dentro da homogeneidade do concreto.
A trepidação do caminhão pode causar a segregação pela sedimentação dos
agregados graúdos.
Em termos da condição de fluidez
do concreto durante o transporte, não são negligenciados os riscos de vazamento
do concreto, se transportados como autoadensável, em especial quando em rampas
nas vias, durante o transporte. Também deve se conter a evaporação da água do
concreto, o que pode alterar as propriedades do concreto.
Um outro aspecto é o tempo
decorrido pelo transporte. Neste sentido se considera a preservação das
condições reológicas requeridas pelo concreto, visto que elas se modificam ao
tempo, sendo este assunto até um tema para estudos de reologia do concreto.
As contingências de fluidez para
as condições de um caminhão betoneira podem trazer restrições quanto ao seu
volume transportado, no sentido de se preservar as qualidades do concreto.
Em decorrência das preocupações
apresentadas, de modo a abordar os problemas, muitas vezes o concreto vai para
a obra na condição de concreto vibrado, com um aditivo plastificante, sendo
então, fluidificado na obra, antes do lançamento, sendo transformado para
concreto autoadensável. Para tanto, é fixada uma condição de trabalhabilidade
para a saída do caminhão, com um valor de abatimento determinado, da ordem de
10.
Evidente que o estudo de
otimização em dosagem no laboratório, a correção do traço e concreteira, e a
transformação do concreto do estado de concreto vibrado bem como a sua
fluidificação e transformação em concreto autoadensável deve estar
compatibilizada atráves dos estudos técnicos.
Quanto ao transporte na obra, o
bombeamento do concreto pode ser uma alternativa adequada, pois agiliza quanto
ao tempo, e ainda, o concreto autoadensável normalmente atende aos requisitos
para este tipo de concreto.
O controle sistemático do lançamento
Alguns aspectos são de extrema
importância desde o início desta atividade.
Como para qualquer outro tipo de
obra, o acesso dos caminhões à obra é um fator importante, tendo em vista a
conservação das propriedades do concreto fresco. Os atrasos dos caminhões à
obra devido ao percurso também são preocupantes, e ainda, deve se considerar as
atividades de fluidificação do concreto na obra e os ensaios sistemáticos de
validação.
Estas preocupações com relação ao
tempo para o início do lançamento não só se justificam em decorrência da
conservação das propriedades reológicas do concreto, como também, quanto à
concretagem, no sentido de não se criar juntas, e se prejudicar a aderência
entre o concreto já lançado e o que está em lançamento.
Algumas diferenças com relação ao
concreto vibrado e o autoadensável são manifestadas nas formas. Uma delas é a
massa específica aparente do concreto autoadensável, que normalmente à maior do
que à do concreto vibrado; outra é a fluidez, que permite preencher as formas
em um tempo muito menor. Isto faz com que a pressão hidrostática sobre as
formas seja significativa para o caso dos concretos autoadensáveis.
De acordo com Repette (2011), as
pressões laterais nas formas dependem dos seguintes fatores: da massa
específica do concreto, das dimensões das peças, da tensão de escoamento, da
velocidade de estruturação do concreto, da velocidade de concretagem e da
altura do concreto na forma. Ainda de acordo com o autor, após o lançamento, as
pressões laterais nas formas tendem a diminuir, em especial devido ao ganho de
consistência do concreto, de tal modo que o concreto passa a se suportar. Ainda
de acordo com o autor, para obras correntes, casos de lajes e vigas de até 60
cm de altura, as formas podem ser as mesmas, tanto para casos de concretos
autoadensáveis como de vibrados.
A estanqueidade das formas também
é um aspecto muito discutido, de modo a se considerar a vedação das juntas das
formas com algum material adesivo.
Ainda, devido à fluidez e da
tendência do concreto autoadensável ao auto nivelamento, existe a necessidade
de se fazer a sua contenção, de modo que ele escoe pelos limites definidos. É o
caso, por exemplo, de desníveis em lajes. A contenção pode ser feita, por
exemplo, com madeira compensada.
Com relação à segregação
provocada pela condição de lançamento, esta irá depender do nível de coesão
interna do material “desestruturado”, que é o caso de coesão para o concreto
quando em atuação dinâmica (Diferente da coesão do material “estruturado”,
quando ele está em repouso). Para o caso do concreto autoadensável, pelo seu
nível maior de coesão interna com relação ao vibrado, pode haver até maior
segurança para os casos de lançamento com relação à altura da ordem ou acima de
2,00 m. Serra (2016) apresenta um exemplo de caso onde, diante um vazamento do
concreto através de formas, observou-se que o concreto “caído” da altura do pé
direito ainda mantinha coesão e integridade. De acordo com Repette (20111), o
concreto autoadensável pode sofrer queda de até 5 m e movimentação horizontal
de até 7 m.
O nivelamento do concreto
normalmente é requisitado para os casos de produção de lajes. Neste caso o
serviço pode ser realizado facilmente por um operário, com simples acessórios.
Restrições podem ser impostas
para os concretos autoadensáveis dentro dos seguintes casos, e que são aqueles
onde a fluidez não é desejada: escadas moldadas no local, vigas invertidas,
rampas, desníveis e rebaixos não confinados por formas de lajes.
Não se deve ignorar que durante
os protocolos do recebimento do concreto autoadensável existe a tomada de
materiais para o controle tecnológico do concreto. Cabe aqui considerar que o
controle tecnológico do concreto autoadensável, no estado endurecido, é
realizado dentro dos mesmos moldes e protocolos que os que são adotados para o
caso dos concretos vibrados.
Bibliografia
ALCANTARA, M.A.M. Bétons auto-plaçants et fibrages hybrides: Composition, rhéologie et
comportement mécanique. Toulouse,
2004, INSA, 192 p. (Tese de doutorado)
ALCANTARA, M.A.M; MOURET, M; PONS, G; GRANJU, J.L. Concreto autoadensável com adição de fibras metálicas-parâmetros de dosagem e características no estado fresco e endurecido. In: Congresso Brasileiro do Concreto, 46, Florianópolis. Proceedings...Anais, 2, IBRACON, 2004, pp.498-511
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15823-6: Concreto autoadensável Parte 6: Determinação da Resistência á segregação-Método da coluna de segregação e da peneira. Rio de Janeiro, 2017
CABRAL, A.E.B; MOURÃO, C.A.M; COSTA, A.C.S.S; TORRES, J.R; MONTENEGRO FILHO, M.S. Concreto autoadensável: Estudo comparativo com o concreto plástico em edificações verticais. Fortaleza, Edição do autor, 2019, 80p.
REPETTE, W.L. Concreto autoadensável, Concreto, Ciência e Tecnologia, São Paulo, IBRACON, 2011, pp. 1769-1806
SERRA, J.H.F. Avaliação da avaliação do
concreto autoadensável em uma obra de edificação vertical, Fortaleza, 2015,
Universidade Federal do Ceará, (Dissertação de mestrado)
