INFLUÊNCIA DA VARIAÇÃO DA RELAÇÃO ÁGUA/CIMENTO NA ANISOTROPIA DO CONCRETO

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(1)INFLUÊNCIA DA VARIAÇÃO DA RELAÇÃO ÁGUA/CIMENTO NA ANISOTROPIA DO CONCRETO. Ingrid Vidigal 1 Danielli Duó 2 Rosieli Ribeiro Jardim 3 Ederli Marangon 4 Luis Eduardo Kosteski 5. Resumo: O concreto pré-moldado cada vez mais vem sendo utilizado, especialmente se o tempo de construção for a principal exigência. Devido a isso, surge à necessidade de aprofundar mais os estudos referentes ao seu emprego. Esta pesquisa possibilita a análise da influência de um elemento estrutural pré-moldado, o qual é moldado em um sentido, porém é solicitado mecanicamente em outro. É sabido que a resistência à compressão do concreto na direção normal à direção da moldagem é relativamente menor do que a força na direção vertical. Então, o elemento pré-moldado quando utilizado como elemento estrutural poderá apresentar variações insatisfatórias quanto ao seu desempenho. Este trabalho de pesquisa objetiva verificar a influência da variação da relação água/cimento no grau de anisotropia dos concretos convencionais. Para tal, foram analisados os valores obtidos por ensaios de resistência à compressão axial nos corpos de prova nas idades de controle de 28 e 91 dias. O programa experimental iniciou através das definições das relações água/cimento utilizadas conforme os traços dos concretos. Após a realização da caracterização dos materiais utilizados na pesquisa, foram moldados corpos de prova cúbicos para os ensaios de resistência à compressão axial. Os moldes foram acondicionados em câmara úmida até o tempo de cura adequado, para serem desmoldados e posteriormente ensaiados nas idades de controle do ensaio mecânico (28 e 91 dias). A partir dos resultados médios obtidos pelo ensaio de resistência à compressão axial foi possível identificar o grau de anisotropia dos concretos que variou de 2,28% a 14,51%.. Palavras-chave: elemento estrutural pré-moldado, variação da relação água/cimento, resistência à compressão axial, grau de anisotropia do concreto.

(2) Modalidade de Participação: Iniciação Científica. INFLUÊNCIA DA VARIAÇÃO DA RELAÇÃO ÁGUA/CIMENTO NA ANISOTROPIA DO CONCRETO 1 Aluno de graduação. ingridvidiga@gmail.com. Autor principal 2 Aluno de mestrado. danielliduoengcivil@gmail.com. Co-autor 3 Aluno de mestrado. rosielirjardim@gmail.com. Co-autor 4 Docente. ederlimarangon@unipampa.edu.br. Orientador 5 Docente. luiskosteski@gmail.com. Co-orientador. Anais do 10º SALÃO INTERNACIONAL DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO - SIEPE.

(3) INFLUÊNCIA DA VARIAÇÃO DA RELAÇÃO ÁGUA/CIMENTO NA ANISOTROPIA DO CONCRETO 1 INTRODUÇÃO Segundo Oliveira (2002) o concreto é um material isotrópico e homogêneo. No entanto, vem sendo realizadas pesquisas nas quais comprovam que essas características não são totalmente verdadeiras. Hansen, Lauridsen e Hoang (2018) estudaram que o concreto é anisotrópico quando submetido a tensões de compressão. Para Metha e Monteiro (2008) a relação água/cimento é um dos fatores mais importantes que influenciam tanto a resistência mecânica, como também outras propriedades do concreto. Zhou, Barr e Lydon (1995), concluíram que o tipo do agregado graúdo poderá proporcionar alterações na resistência do concreto. A partir dessas constatações pode-se considerar que as relações água/cimento e os tamanhos das partículas do agregado graúdo podem proporcionar o aumento da porosidade do concreto e consequentemente perda das propriedades mecânicas. Durante a etapa de lançamento do concreto ocorre uma migração da água, que se posiciona abaixo do agregado graúdo criando zonas de vazios, nas quais se tornam porosas acarretando em pontos fracos (HUGHES; ASH, 1978). Pode-se esperar que a resistência à compressão do concreto na direção normal à direção de moldagem seja relativamente menor do que a resistência à compressão na direção paralela à direção de moldagem. Então, um elemento de concreto moldado em uma direção e solicitado em outra, quando utilizado com função estrutural poderá apresentar variações insatisfatórias quanto ao seu desempenho (HANSEN et al, 2018). O concreto pré-moldado cada vez mais vem sendo utilizado, especialmente se o tempo de construção for a principal exigência. Devido a isso, surge a necessidade de aprofundar mais os estudos referentes ao seu emprego. Esta pesquisa possibilita a análise da influência de um elemento estrutural pré-moldado, o qual é moldado em um sentido, porém é solicitado mecanicamente em outro (DUARTE; ELMIR; PITOL, 2017). A presente pesquisa objetiva verificar o grau da anisotropia provocado pela variação da relação água/cimento (0,50 e 0,56) em concretos convencionais através de ensaios de resistência à compressão axial das faces 0° e 90° em relação à direção de moldagem. 2 METODOLOGIA Os materiais utilizados nesta pesquisa são: Cimento Portland CP V-ARI, Brita 1, Areia Natural e Água. Para os corpos de prova foram utilizados moldes de aço cúbicos de 10cmx10cm. Inicialmente foram definidos os traços de concreto a serem estudados e após, foi realizada a caracterização dos materiais da pesquisa. As amostras representativas do agregado graúdo foram coletadas conforme NBR NM 26 (2009), reduzidas segundo NBR NM 27 (2001) e ensaiadas (ensaio granulométrico) de acordo com a NBR NM 248 (2001). Conforme NBR NM 53 (2003) foram determinadas as massas específicas do agregado seco, saturado com a superfície seca, aparente e a absorção de água. As granulometrias dos agregados miúdos foram determinadas pelas mesmas normas utilizadas na caracterização granulométrica do agregado graúdo. Quanto as suas massas específicas, foram determinadas segundo a NBR NM 52 (2009). A massa específica do cimento foi determinada de acordo com a NBR NM NM 16605 (2017). O preparo do concreto foi executado segundo a NBR 12655 (ABNT, 2015), em uma betoneira de eixo inclinado. Após a colocação de todos os componentes na betoneira, a Anais do 10º SALÃO INTERNACIONAL DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO - SIEPE Universidade Federal do Pampa œ Santana do Livramento, 6 a 8 de novembro de 2018.

(4) mistura foi homogeneizada por aproximadamente 4 minutos. Concluído o tempo de mistura, realizou-se a verificação do abatimento do tronco de cone (NBR NM 67, 1998). A seguir, foram executadas as moldagens (NBR 5738, 2015) dos corpos de prova de formato cúbico SDUD DV GXDV UHODo}HV D »F de 0,50 e 0,56. Nas primeiras 24 horas, as amostras ficaram armazenadas em câmara úmida com a superfície do concreto protegida. Após 24 horas, os corpos-de-prova foram desmoldados e identificados quanto à orientação do lançamento (0º e 90º). Depois dessa etapa, os mesmos foram acondicionados novamente em câmara úmida até a idade de controle dos ensaios mecânicos. A cura dos corpos de prova ocorreu conforme NBR 5738 (2015). As amostras de concreto foram testadas por ensaio de resistência à compressão axial nas idades prédeterminadas de 28 e 91 dias. Os testes foram realizados na direção paralela da moldagem de concreto e na direção perpendicular à direção da moldagem. Após, foi verificado o grau de anisotropia dos concretos ensaiados através dos resultados dos ensaios obtidos a partir das resistências das faces (0° e 90°) em relação à direção de moldagem. 3 RESULTADOS E DISCUSSÕES Os resultados obtidos pela caracterização dos materiais estão demonstrados na Tabela 1. Tabela 1- Valores obtidos nos ensaios de caracterização dos materiais. Material Cimento CP V-ARI. Agregado Graúdo. Ensaio Massa Específica (g/cm³) Massa Específica (g/cm³) ± agregado seco. Resultado 3,15 2,90. Massa Específica (g/cm³) ± saturado com superfície seca Massa Específica (g/cm³) - aparente Absorção (%) Módulo de Finura (%) Dimensão Característica (mm). 2,80. Agregado Miúdo. Massa Específica (g/cm³) Módulo de Finura (%) Dimensão Característica (mm). 2,74 1,91 6,77 12,70 Areia A Areia B 2,63 2,64 1,16 1,38 0,43 0,60. Fonte: elaboração própria, 2018. O Gráfico 1 apresenta os resultados de resistência à compressão axial para as idades de controle de 28 e 91 dias nas direções das faces no sentido paralelo da moldagem (0°) e sentido perpendicular da moldagem (90°).. Anais do 10º SALÃO INTERNACIONAL DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO - SIEPE Universidade Federal do Pampa œ Santana do Livramento, 6 a 8 de novembro de 2018.

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(6) Figura 1- Influência do atrito em corpos de prova com alturas diferentes.. Fonte: elaboração própria, 2018.. Na Figura 1, os corpos de prova utilizados nessa pesquisa podem ser representados pelo CP A. Analisando o corpo de prova B é possível observar que este possui uma altura suficiente para que a área de influência do atrito (área triangular em azul) seja tal que sua região livre (área hachurada em vermelho) possibilite a ocorrência do fenômeno da anisotropia. Uma solução que poderia amenizar o problema da influência do atrito nos corpos de prova dessa pesquisa é o uso de algum material de baixo atrito, como parafina, vaselina e teflon entre a superfície do corpo de prova e os pratos da máquina, os quais serão realizados posteriormente. 4 CONSIDERAÇÕES FINAIS Através dessas análises percebe-se que houve perda de resistência à compressão axial significativa da relação a/c de 0,56, comportando-se assim de maneira prevista, pois já é sabido que quanto maior a relação a/c menor será a resistência. Correlacionando as comparações obtidas pelas faces percebe-se que ocorre a anisotropia, pois em ambos os traços apresentaram diminuição da resistência à compressão axial na face do sentido perpendicular à direção do lançamento. As diferenças foram de 2,28% a 14,51%. AGRADECIMENTOS Ao grupo MAEC pelo apoio e colaboração essenciais para o desenvolvimento dessa pesquisa e a empresa Pedra Rosa que nos doou o agregado graúdo. REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILERIA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. NBR NM 26: Agregados ± Amostragem. Rio de Janeiro, 2009. _______________ - ABNT. NBR NM 27: Agregados - Redução da amostra de campo para ensaios de laboratório. Rio de Janeiro, 2001. _______________ - ABNT. NBR NM 248: Agregados - Determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro, 2003. Anais do 10º SALÃO INTERNACIONAL DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO - SIEPE Universidade Federal do Pampa œ Santana do Livramento, 6 a 8 de novembro de 2018.

(7) _______________ - ABNT. NBR NM 53: Agregado graúdo - Determinação da massa específica, massa específica aparente e absorção de água. Rio de Janeiro, 2009. _______________ - ABNT. NBR 52: Agregado miúdo - Determinação da massa específica e da massa específica aparente. Rio de Janeiro, 2009. _______________ - ABNT. NBR NM 16605: Cimento Portland e outros materiais em pó determinação da massa específica. Rio de Janeiro, 2017. _______________ - ABNT. NBR 12655: Concreto de cimento Portland ± Preparo, controle, recebimento e aceitação ± procedimento Rio de Janeiro, 2015. _______________ - ABNT. NBR NM 67: Concreto - Determinação da consistência pelo abatimento de tronco de cone. Rio de Janeiro, 1998. _______________ - ABNT. NBR 5738: Concreto - Procedimento para moldagem e cura de corpos de prova. Rio de Janeiro, 2015. HANSEN S.G; LAURIDSEN J.T; HOANG, L.C. Experimental and statistical investigation of the compressive strength anisotropy in structural concrete, Cement and Concrete Research, 107 (2018): 304±316 doi: 10.1016/j.cemconres. 2018.02.011. HUGHES, B.P; ASH, J.E. Materials and Structures. Ed. Kluwer Academic Publishers, 1970, p. 371. DUARTE, E.L; ELMIR, J.C.J.; PITOL, A.P. As principais vantagens e desvantagens da utilização de elementos pré-fabricados de concreto e seus processos de fabricação, Revista Construindo, Belo Horizonte, v. 8, 1º Ed., p. 29 ± 35, Jan - Jun., 2017. KOSTESKI, L.E.; MARANGON, E.; MIGUEL, L.F.F.; RIERA,J.D.; ITURRIOZ, I. Assessment of concrete anisotropy in the numerical prediction of structural response. MEHTA, P.K.; MONTEIRO, P.J.M. Concreto: Microestrutura, propriedades e materiais. Ed. Pini, São Paulo, 2008, p. 54. NEVILLE, A. M. Properties of Concrete, 4th ed., John Wiley & Sons, Inc., New York, USA, 1996. OLIVEIRA, C. A.L. Contribuição para a análise de vigas mistas de madeira laminada colada e concreto (mlc/concreto). Dissertação (Mestrado em Engenharia de Estruturas), Universidade Federal de Minas Gerais, Minas Gerais, 2002. SUPRENANT, B. A. An Introduction to Concrete Core Testing, Civil Engineering for Practicing and Design Engineers, Vol. 4, No. 8, 1985, p. 607±615 (1985). ZHOU, F.P.; BARR, B.I.G.; LYDON, F. D. Fracture proprieties of high strength concrete with varying silica fume content and aggregates, Cement and Concrete Research, v. 25, n. 3, p. 543 ± 552, 1995. Anais do 10º SALÃO INTERNACIONAL DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO - SIEPE Universidade Federal do Pampa œ Santana do Livramento, 6 a 8 de novembro de 2018.

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