ESTUDO DE DOSAGEM DE CONCRETO PLÁSTICO PARA APLICAÇÃO EM
INDÚSTRIA DE PEQUENO PORTE DE ESTRUTURAS PRÉ-MOLDADAS

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Na região centro-oeste do Brasil predominam-se ainda estruturas rotuladas e em poucas
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Foram realizadas dosagens com a utilização conjunta de plastificantes e policarboxilatos
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Figura 6 – Valores da consistência do concreto medidos nas quatro etapas da dosagem: sem adição de
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6 Referências
Helene, P., Terzian, P., “Manual de Dosagem e Controle do Concreto”, Ed. Pini,
1993, São Paulo, SP.
Hartmann...
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  1. 1. ESTUDO DE DOSAGEM DE CONCRETO PLÁSTICO PARA APLICAÇÃO EM INDÚSTRIA DE PEQUENO PORTE DE ESTRUTURAS PRÉ-MOLDADAS Helen OliveiraTenório (1); Samantha Junqueira Moreira (2); Maria de Jesus Gomides (3) (1) Professora Mestre, Faculdades Objetivos/ PUC Goias, Gestora de Planejamento e Inovação, Goiarte Soluções Construtivas em Concreto, Ltda. helen@goiarte.com.br (2) Técnica em Laboratório, Goiarte Solução Construtivas em Concreto, Ltda. samantha@goiarte.com.br (3) Professora Doutora, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás ziza.gomides@gmail.com / maria.gomides@formosa.ifg.edu.br Resumo Na região centro-oeste, predominam-se ainda estruturas rotuladas, e em poucas unidades observa-se planta industrial adequada para pré-fabricado. Sobre as dosagens de concreto, pode-se dizer que misturadores planetários ou turbos, são pouco utilizados, o que afeta a produtividade dessa etapa. Nas concretagens, ainda é possível observar o uso frequente de misturadores por tombamento. Logo, há a necessidade de soluções paliativas, a fim de proporcionar o crescimento nessas unidades industriais, para que posteriormente, seja possível adequar essa etapa às reais necessidades de uma indústria de préfabricado. O uso de policarboxilato seria mais adequado, se houvesse rápida aplicação, o que em uma unidade que se encontra em fase de crescimento, não necessariamente é possível. O objetivo desse trabalho, é a busca por soluções na tecnologia do concreto que possibilitem tempo de manutenção em torno de uma hora sem prejudicar a desforma da peça pré-fabricada. Foram realizadas dosagens com a utilização conjunta de plastificantes e policarboxilatos para se obter dosagens que ofereçam tempo de manutenção, sem prejuízo do tempo de desforma. Além da obtenção da resistência à compressão nas idades de doze horas, sete e vinte oito dias foram realizadas medições da consistência do concreto para as diferentes etapas da dosagem para verificar a perda de trabalhabilidade do concreto. Os resultados mostraram que o tempo de desforma foi adequado para uma fábrica de pré-moldado de pequeno porte. Entretanto, o tempo de manutenção medido após sessenta minutos, que foi cerca de quatro centímetros, não mostrou-se eficiente para aplicação em estruturas pré-fabricadas. Palavra-Chave: estruturas pré-fabricadas, dosagens de concreto, aditivo. Abstract In the Midwest, is still predominant structures labeled, and few units observed industrial plant suitable for prefabricated. On the strengths of concrete, it can be said that planetary mixers or turbos are little used, which affects the productivity of this step. In castings, it is still possible to observe the frequent use of mixers for tipping. Therefore, there is a need workarounds in order to provide for the growth in these plants, to subsequently be able to adjust this stage to the real needs of a precast concrete structure industry. The use of polycarboxylate would be more appropriate, if there is rapid implementation, which in a unit that is in the growth phase, it is not necessarily possible. The aim of this work is the search for solutions in concrete technology that enable maintenance time around an hour without harming deformation of precast. Dosages were performed with the joint use and polycarboxylates plasticizer to obtain measurements that provide maintenance time, subject to time deformation. In addition to obtaining the compressive strength at ages twelve hours, seven twenty-eight days were conducted measurements of the consistency of concrete for the different steps of the dosage to verify the loss of workability of the concrete. The results showed that the time of deformation was adequate for a precast factory small. However, the maintenance time measured after sixty minutes which was about four inches, not proved efficient for use in precast concrete structure. Keywords: precast concrete structure, dosage, Chemical Admixtures for Concrete ANAIS DO 55º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2013 – 55CBC 1
  2. 2. 1 Introdução Na região centro-oeste do Brasil predominam-se ainda estruturas rotuladas e em poucas unidades observa-se planta industrial adequada para pré-fabricado. Sobre as dosagens de concreto, pode-se dizer que misturadores planetários e outros são pouco utilizados, o que afeta a produtividade dessa etapa. Nas concretagens, ainda é possível observar o uso frequente de misturadores por tombamento. Logo, há a necessidade de soluções paliativas, a fim de proporcionar o crescimento nessas unidades industriais, para que posteriormente seja possível adequar essa etapa às reais necessidades de uma indústria de pré-fabricado. Grande parte das usinas de concretagem utilizam aditivos polifuncionais que fornecem tempo de manutenção suficiente para transporte do concreto ao local, porém, com seu efeito retardante, prejudica a velocidade de produção nas indústrias de pré- fabricado. O uso de policarboxilato seria mais adequado se houvesse rápida aplicação, o que em uma unidade que se encontra em fase de crescimento não necessariamente é possível. As indústrias de pequeno porte de pré-moldados não possuem capital suficiente para investimento em uma planta indústria completa, equipamentos, materiais e tecnologias para uso de concreto auto adensável. O estudo de dosagem de concreto plástico, com maior tempo de manutenção do abatimento, pode contribuir de maneira significativa na melhora da qualidade do concreto dessas indústrias, bem como atender também usinas de concretagem sem que seja necessário um alto investimento. O objetivo desse trabalho é buscar soluções na tecnologia do concreto que possibilitem tempo de manutenção em torno de uma hora, sem prejudicar a desforma da peça préfabricada. 2 Revisão Bibliográfica Concreto de Cimento Portland é o material resultante da mistura, em determinadas proporções, de um aglomerante - cimento Portland - com um agregado miúdo geralmente areia lavada -, um agregado graúdo - geralmente brita - e água. Pode-se ainda, se necessário, usar aditivos. De acordo com a definição da norma NBR 11768, aditivos para concreto de cimento Portland são “produtos que adicionados em pequena quantidade a concretos de cimento Portland modificam algumas de suas propriedades, no sentido de melhor adequá-las a determinadas condições”. De acordo com essa mesma norma os aditivos são classificados em:  Plastificante  Retardador  Acelerador ANAIS DO 55º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2013 – 55CBC 2
  3. 3.       Plastificante Retardador Plastificante Acelerador Incorporador de Ar Superplastificante Superplastificante Retardador Superplastificante Acelerador. Os aditivos redutores de água são conhecidos como plastificantes e superplastificantes, dependendo da redução da quantidade de água de amassamento para uma determinada consistência. Os superplastificantes são conhecidos também como redutores de água de alta eficiência. Enquanto que os aditivos plastificantes (ou redutores de água de eficiência normal) permitem uma redução de água de pelo menos 5%, os aditivos superplastificantes podem reduzir a água da mistura em até 40%.(Carmeane Effting). Os aditivos plastificantes e superplastificantes, além de permitirem a redução da relação a/c para uma dada consistência da mistura, podem também conferir aumento de fluidez se a quantidade original de água da mistura for mantida constante. De acordo com a composição química, os aditivos redutores de água podem ser divididos em 3 grupos: a) Aditivo redutor de água/plastificante: em sua composição, possuem lignosulfonatos, sais de ácido hidroxicarboxílico e polissacarídeos. O lignosulfonato, que é o redutor de água mais utilizado, é obtido a partir do rejeito líquido do processo de extração da celulose da madeira, lignina ou licor negro (Figura 1). b) Aditivo de alta redução de água/superplastificante tipo I: em sua composição, contêm sais condensados de naftaleno sulfonato ou melanina sulfonato. São produtos sintéticos, obtidos a partir de técnicas de polimerização. c) Aditivo de alta redução de água/superplastificante tipo II: são à base de policarboxilatopoliéteres (PCE). São conhecidos por proporcionarem uma melhor manutenção da trabalhabilidade e por serem mais previsíveis quanto ao efeito sobre os tempos de pega, comparativamente aos aditivos de base naftaleno sulfonato ou melanina sulfonato. Figura 1 - Aditivos tensoativos – plastificantes ou redutores e água – P, SP e PF.( Freitas, 2013) Policarboxilatos são polímeros tipo “pente” no qual em uma cadeia principal de polimetilmetacrilato são enxertados lateralmente grupos etoxilados e/ou propoxilados. Estes aditivos apresentam um mecanismo duplo de ação dispersante. Repulsão ANAIS DO 55º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2013 – 55CBC 3
  4. 4. eletrostática (cargas negativas existentes nos grupos carboxilatos ao longo da cadeia de polimetilmetacrilato) e estabilização estérica (grupos hidrofílicos laterais). Combinação resulta em elevadíssimo poder dispersante das partículas de cimento. (Figura 2) Figura 2 – aditivos tensoativos - Hiperplastificantes (3a geração) ( Freitas, 2013) Hartmann e Helene (2003) realizaram estudo de concretos elaborados com aditivos base policarboxililatos de terceira geração e avaliaram propriedades no estado fresco, propriedades mecânicas e de durabilidade no estado endurecido. Concluíram que os concretos com aditivos superplastificante base policarboxilatos apresentaram os melhores resultados nas propriedades no estado endurecido, mas as propriedades no estado fresco mostraram-se inadequadas, principalmente no que diz respeito à manutenção de abatimento e à incorporação de ar (Figura 3). Já os aditivos base lignosssulfonato, apesar do efeito retardador de pega, apresentaram bons resultados de resistência à compressão, quando empregado como redutor de água para concretos de menor resistência, sem prejuízo da manutenção da consistência. Figura 3 – Resultados do tempo de manutenção para LS (aditivo base Lignossulfonato), NS (base naftaleno), PC1 e PC2 (base policarboxilato), Hartmann e Helene (2003). 3 Estudo das dosagens ANAIS DO 55º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2013 – 55CBC 4
  5. 5. Foram realizadas dosagens com a utilização conjunta de plastificantes e policarboxilatos com o intuito de se obter dosagens que oferecessem tempo de manutenção sem prejuízo do tempo de desforma. As dosagens foram realizadas experimentalmente considerando as recomendações de Helene (1993) no que diz respeito a avaliação do teor de argamassa e coesão da mistura com base na análise visual da mistura ao realizar o ensaio de consistência (Figura 4). Figura 4 – ajuste do traço com base na análise visual. (HELENE, 1993) Além da obtenção da resistência à compressão nas idades de doze horas, três, sete e vinte oito dias, foram realizadas medições da consistência do concreto a cada etapa da dosagem para verificar o ganho ou perda da mesma. Para cada dosagem foram medidas as consistências: com adição total da água sem aditivo, com adição de aditivo plastificante, com adição de aditivo superplastificante e após uma hora de adicionado o superplastificante para verificar a manutenção da consistência (Figura 5).Para esta última, o concreto permaneceu na betoneira, que durante 10 minutos, rotacionava, e , 10 minutos permanecia desligada, procedimento este que se repetiu, até completar os 60 minutos. Após moldados, os corpos-de-prova foram desformados sendo o horário dessa atividade registrado e considerado como tempo para desforma. a 1 medição de slump a 2 medição de slump a a 4 medição de slump 3 medição de slump Figura 5- Medições da consistência conforme etapa da dosagem. ANAIS DO 55º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2013 – 55CBC 5
  6. 6. A água de amassamento dos traços foi corrigida de acordo com a umidade dos agregados miúdos, obtida através do frasco de Chapman de acordo com procedimento da NBR 9775:1987. (1) O traço unitário, em massa, utilizado foi: 1:0,8:1;55:0.75:1,90 (cimento: areia artificial: areia natural: brita 0: brita1), com relação água: cimento de 0,42 e consumo de cimento 380 Kg/m³. A taxa de argamassa foi de 55,83%. Para o estudo de dosagem foram testadas duas dosagens havendo troca do fornecedor do aditivo superplastificante. Quanto aos teores de aditivo, para o plastificante foi de 0,6% em relação ao quilo de cimento e do superplastificante foi de 0,35%. 4 Resultados e considerações finais A tabela 1 apresenta os resultados no estado fresco. Observa-se que mesmo com a adição conjunta do plastificante com o superplastificante há perda significativa do tempo de manutenção do slump após sessenta minutos da adição do superplastificante. Dosagem Dosagem A Dosagem B Tabela 1 - Resultados no estado fresco. Slump (cm) Horário das Tempo de desforma medições do slump 3,5 Após 5 minutos de 06 horas e 30minutos mistura de todo material 5 Após 15 minutos da adição do plastificante 20,5 Após 15 minutos da adição do superplastificante 5 Após 60 minutos da adição do superplastificante 2 Após 5 minutos de 05 horas e 47 minutos mistura de todo material 5 Após 15 minutos da adição do plastificante 18 Após 15 minutos da adição do superplastificante 4 Após 60 minutos da adição do superplastificante ANAIS DO 55º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2013 – 55CBC 6
  7. 7. Figura 6 – Valores da consistência do concreto medidos nas quatro etapas da dosagem: sem adição de aditivo, com plastificante, com superplastificante e após 60 minutos. Figura 7 – Tempo de deforma para as dosagens A e B. O que se observa é que o efeito da adição do superplastificante mesmo em menor quantidade que o plastificante prevaleceu. O tempo de desforma foi adequado para uma fábrica de pré-moldado de pequeno porte, conforme mostra a Figura 7 não houve retardo de pega. Entretanto, o tempo de manutenção, que foi cerca de quatro centímetros, encontra-se na média de valores obtidos por Hartmann e Helene (2003) para dosagens com aditivo de base química policarboxilato para o tempo de 60 minutos. De acordo com o trabalho de Hartmann e Helene (2003), concretos com aditivos superplastificante base policarboxilatos apresentaram os melhores resultados nas propriedades no estado endurecido, mas mostraram-se inadequados no que diz respeito à manutenção de abatimento e à incorporação de ar. Já os aditivos base lignossulfonato, apesar do efeito retardador de pega, apresentaram bons resultados de resistência à compressão, quando empregado como redutor de água para concretos de menor resistência, sem prejuízo da manutenção da consistência. Portanto, pode-se afirmar que mesmo com a composição entre plastificante e superplastificante utilizada no presente trabalho o efeito deste último prevalece. Não houve efeito retardador, mas houve prejuízo da manutenção da consistência. ANAIS DO 55º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2013 – 55CBC 7
  8. 8. A Tabela 2 mostra os resultados da resistência à compressão para as dosagens A e B com 1, 7 e 28 dias de idade. Tabela 2 – Resultados no estado endurecido. Dosagem fcj (1dia) fcj (7dias) fcj (28dias) Dosagem A 16,30 34,44 41,33 Dosagem B 13,62 36,41 43,70 Figura 8 – Curva de crescimento de resistência à compressão. As dosagens A e B não apresentaram diferenças significativas quanto à resistência à compressão, conforme Figura 8. As resistências iniciais recomendadas em projeto para desforma e movimentação de peças estruturais de concreto pré-moldado são em torno de 15 MPa o que é atendido pelas duas dosagens. As resistências aos 28 dias, considerando um consumo de cimento de 380 kg/m³ também foram dentro do esperado. 5 Conclusões Os traços apresentados ainda não atendem as necessidades de uma empresa de pequeno porte no que diz respeito ao tempo de manutenção, embora tenham atendido à resistência compressão e o tempo de desforma. Sugere-se realizar mais dosagens com porcentagens menores de superplastificante em relação ao plastificante com a finalidade de se obter dosagens com tempo de desforma cerca de seis horas após concretagem, mas que tenha tempo de manutenção da consistência em torno de 60 minutos. ANAIS DO 55º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2013 – 55CBC 8
  9. 9. 6 Referências Helene, P., Terzian, P., “Manual de Dosagem e Controle do Concreto”, Ed. Pini, 1993, São Paulo, SP. Hartmann, C. T., Helene, P. Avaliação de aditivos superplastificantes base policarboxilatos destinados a concretos de cimento Portland, Boletim da Escola Politécnica da USP, EPUSP, São Paulo, SP, 2003. Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 9775 - DETERMINAÇÃO DA UMIDADE SUPERFICIAL EM AGREGADO MIÚDO - MÉTODO DO FRASCO DE CHAPMAN Rio de Janeiro, RJ, 1987. Freitas, J. A. Notas de aula, Ministério da Educação Universidade Federal do Paraná, UFPR Setor de Tecnologia Departamento de Construção Civil, Paraná, 2013. Effting, C. Notas de aula: Materiais de Construção II, UDESC, Joinville, Paraná, 2012. ANAIS DO 55º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2013 – 55CBC 9

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