Otimização do uso de adições minerais para a produção de concreto auto-adensável

Abstract

O concreto auto-adensável é um material capaz de se espalhar pelas formas sob ação do seu peso próprio, dispensando, assim, a necessidade de adensamento. Para que a sua obtenção seja possível, este concreto requer um procedimento de produção diferenciado quando comparado ao concreto convencional. Neste sentido, destaca-se o emprego de grande quantidade de materiais finos, que são constituídos pelo cimento e adições minerais, além de menor consumo de agregados, e uso de aditivo superplastificante. Os finos garantem a estabilidade da mistura, mantendo sua viscosidade num nível adequado para evitar-se a segregação, além de atuarem no preenchimento dos vazios entre as partículas maiores dos agregados, promovendo maior compacidade. A capacidade de atuação das adições minerais está relacionada às suas propriedades físicas, como forma e superfície específica, e químicas reatividade, carga de superfície. Observa-se, no entanto, que a escolha do tipo e teor de adições na produção do concreto auto-adensável se dá a partir da experiência e disponibilidade do material, não sendo feita uma análise de suas características. Assim, o presente trabalho propõe a otimização da dosagem do concreto auto-adensável a partir da análise das propriedades de dois tipos de adição metacaulim e fíler calcário, cada um em duas classes de finura, nos teores de 5%, 10%, 15% e 20% de substituição à massa de cimento. Foram empregados cimento do tipo CP V ARI RS e aditivo superplastificante de base policarboxilatos. O cimento, as adições e as composições entre estes materiais foram caracterizados por meio de granulometria a laser, DRX, ATD, ATG, massa unitária, imagens em lupa e MEV, demanda de água e potencial zeta. Os agregados foram utilizados formando uma composição granulométrica entre areia e pedras britadas de dimensão máxima de 9,5 mm e 19 mm. Para a produção das misturas pastas e concretos, variou-se a relação água/aglomerante em 0,4, 0,5 e 0,6. Nas pastas foram realizados os ensaios de Cone de Marsh e mini-slump para determinação do teor de saturação do aditivo, selecionando-se as misturas para a produção dos concretos, além da determinação das propriedades reológicas viscosidade e tensão de escoamento. Os concretos foram ensaiados quanto ao espalhamento e Funil-V, ajustando-se o teor de aditivo, e resistência à compressão aos 28 e 90 dias. Foram obtidas relações entre as fases de pasta e concreto, procurando-se relacionar o comportamento das misturas com as propriedades dos finos. Verificou-se intensa relação entre o grau de aglomeração ou de dispersão das partículas das adições e as propriedades das misturas, especialmente no que diz respeito à coesão. As misturas com metacaulim apresentaram excelente coesão, observando um efeito significativo da superfície específica. No caso do fíler calcário, menor desempenho quanto à coesão foi observado, com pequenas variações em termos de superfície específica. Variações com relação ao tipo, superfície específica e teor das adições resultaram em misturas com diferentes características em função da relação água/finos. Ao final, foram propostos parâmetros de dosagem para pastas e concretos, além de um procedimento para otimização do uso das adições minerais, tendo em vista a obtenção de concretos com melhor desempenho quanto às características de auto-adensabilidade