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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
RELATÓRIO CONVÊNIO
CAMARGO CORRÊA INDUSTRIAL - NORIE/CPGEC/UFRGS
1996/1997
Porto Alegre1997
2
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO.....................................................................................................................................................................32. ENSAIO DE AGRESSÃO QUÍMICA E ABRASÃO....................................................................................................4
2.1. Variáveis ..........................................................................................................................................................................42.2. Planejamento do experimento......................................................................................................................................42.3. Materiais empregados ...................................................................................................................................................42.4. Proporcionamento dos materiais .................................................................................................................................62.5. Resistência à compressão.............................................................................................................................................62.6. Agressão Química ..........................................................................................................................................................7
2.6.1. Agentes químicos empregados e concentrações:..............................................................................................72.6.2. Método.....................................................................................................................................................................72.6.3. Resultados...............................................................................................................................................................82.6.4. Análise e discussão dos resultados ...................................................................................................................24
2.7. Resistência à Abrasão .................................................................................................................................................732.7.1. Método...................................................................................................................................................................732.7.2. Resultados.............................................................................................................................................................742.7.3. Análise e discussão dos resultados ...................................................................................................................75
3. DURABILIDADE CONFERIDA PELO CIMENTO ARI..........................................................................................773.1. Variáveis ........................................................................................................................................................................773.2. Planejamento dos experimentos................................................................................................................................773.2. Materiais empregados .................................................................................................................................................783.4. Proporcionamento dos materiais ...............................................................................................................................783.5. Resistência à compressão...........................................................................................................................................793.6. Absorção de água pelo concreto - Método Kelham...............................................................................................80
3.6.1. Método...................................................................................................................................................................803.6.2. Resultados obtidos...............................................................................................................................................833.6.3. Análise e discussão dos resultados ...................................................................................................................86
3.7. Penetração de íon Cloreto...........................................................................................................................................893.7.1. Método...................................................................................................................................................................893.7.2. Resultados obtidos...............................................................................................................................................893.7.3. Análise e discussão dos resultados ...................................................................................................................91
4. RESISTIVIDADE DE CONCRETOS COM ADIÇÃO DE SÍLICA ATIVA ..........................................................924.1. Variáveis ........................................................................................................................................................................924.2. Planejamento.................................................................................................................................................................924.3. Materiais ........................................................................................................................................................................924.4. Proporcionamento dos materiais ...............................................................................................................................934.5. Método de ensaio .........................................................................................................................................................934.6. Resultados e discussão................................................................................................................................................944.7. Considerações finais ....................................................................................................................................................97
5. ENSAIOS ACELERADOS E ENSAIOS DE CAMPO................................................................................................985.1. Corrosão de armaduras................................................................................................................................................99
5.1.1. Método...................................................................................................................................................................995.1.2. Resultados obtidos............................................................................................................................................ 1035.1.3. Análise e discussão dos resultados ................................................................................................................ 109
5.2. Carbonatação............................................................................................................................................................. 1115.2.1. Método................................................................................................................................................................ 1125.2.2. Resultados obtidos............................................................................................................................................ 1165.2.3. Análise e discussão dos resultados ................................................................................................................ 121
6. PARTICIPAÇÃO EM EVENTOS E PUBLICAÇÕES TÉCNICAS...................................................................... 1217. RESUMOS ENVIADOS-APROVADOS.................................................................................................................... 123BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................................................... 124
3
1. INTRODUÇÃO
O segundo convênio firmado entre a Camargo Corrêa Industrial S.A. e o
NORIE/UFRGS contemplou um estudo bastante abrangente, diretamente relacionado à
durabilidade de concretos com adição de sílica ativa e com cimentos Eldorado CP V-ARI e
CP II-F, comparando o desempenho destes cimentos com outros, como o CP II-E, o CP V-
ARI RS e o CP IV.
O programa experimental proposto desenvolvido foi dividido em quatro estudos
principais, sendo eles estudo de agressão química, envolvendo sete soluções agressivas, e
estudo de abrasão; durabilidade conferida pelo cimento CP V-ARI; ensaios acelerados e
ensaios de campo. Salienta-se que nos estudos de durabilidade do cimento CP V-ARI com
adição de sílica ativa foram desenvolvidos ensaios de resistividade elétrica do concreto, que
não estavam especificados na proposta do convênio.
O presente relatório tem por objetivo descrever os métodos empregados na
realização da parte experimental do convênio firmado entre a Camargo Corrêa Industrial e o
NORIE/CPGEC/UFRGS, os resultados obtidos, análise e discussão dos resultados,
esclarecendo a influência da sílica ativa e dos cimentos empregados nas propriedades
estudadas.
4
2. ENSAIO DE AGRESSÃO QUÍMICA E ABRASÃO
Este programa experimental tem como objetivo avaliar a resistência à abrasão e à
ação de agentes químicos, através da análise do desempenho de concretos com cimento
CP II-F e CP V-ARI, com e sem adição de sílica ativa, nos teores de 0, 6, 9, 12 e 18%. Para o
ensaio de agressão química foram utilizadas sete tipos de soluções, simulando o ambiente
agressivo.
2.1. Variáveis
As variáveis utilizadas neste programa experimental foram:
• Relação água/aglomerante (a/agl) - 0,37, 0,59 e 0,81;
• Teor de sílica ativa - 0, 6, 9, 12 e 18%;
• Tipo de cimento - CP II-F e CP V-ARI.
2.2. Planejamento do experimento
Os dados apresentados neste trabalho foram obtidos a partir de um programa
experimental bastante extenso, onde foi estudado o comportamento do concreto com adição
de sílica ativa frente a ação sete soluções agressivas. Desta forma, o planejamento foi
realizado de forma a proporcionar um programa enxuto, fracionando o experimento, o que
permitiu abranger um número de variáveis maior, representadas em diversos níveis.
Este tipo de planejamento exige uma análise estatística mais apurada do que a
normalmente utilizada que, na maioria das vezes, contempla apenas média, desvio padrão e
coeficiente de variação, não fornecendo a significância dos diversos fatores envolvidos e das
suas interações. O planejamento e análise estatística permite detectar comportamentos não
observados em análises simples.
2.3. Materiais empregados
Os materiais utilizados na confecção dos corpos de prova, comercializados
usualmente, estão descritos na seqüência.
Cimento
No programa experimental foi utilizado cimento Portland composto com fíler
(CP II-F) e cimento Portland de alta resistência inicial (CP V-ARI), oriundos do mesmo lote
de fabricação.
5
Areia
Foi utilizada areia quartzosa, encontrada no comércio local , proveniente de
afluentes do estuário do Guaíba. As características físicas da areia estão apresentadas na
tabela 2.1.
Tabela 2.1. Características físicas da areia
Peneira Massa retida porpeneira (g)
% Retida porpeneira
Massa acumulada(g)
% Acumulada
4.8 2.7 0.08 2.7 0.082.4 178.1 5.04 180.8 5.121.2 335.3 9.49 516.1 14.610.6 749.8 21.22 1265.9 35.830.3 1695.5 47.99 2961.4 83.820.15 553.4 15.66 3514.8 99.48
Fundo 15.8 0.45 3530.6 99.93Dimensão máxima característica: 4.8 mmMódulo de finura: 2.39Zona 2 - Areia fina.
Agregado Graúdo
Utilizou-se um agregado graúdo de origem basáltica, britado, com diâmetro
máximo de 25 mm. As características físicas do agregado graúdo encontram-se na tabela 2.2.
Tabela 2.2. Características físicas do agregado graúdo
Peneira Massa retida porpeneira (g)
% Retida porpeneira
Massa acumulada(g)
% Acumulada
19 400.1 7.36 400.1 7.3612.5 3093.9 56.87 3494.1 64.239.5 1603.8 29.48 5097.8 93.716.3 316.4 5.82 5414.2 99.534.8 20.4 0.38 5434.6 99.912.4 0 0 5434.6 99.91
Fundo 2.5 0.05 5437.1 99.96Dimensão máxima característica = 25 mmMódulo de finura = 7.01BRITA 1
Sílica Ativa
A sílica ativa utilizada no programa experimental é do tipo não densificada,
oriunda de um mesmo lote de fabricação.
Aditivo superplastificante
Utilizou-se um aditivo superplastificante a base de naftaleno sulfonado.
6
2.4. Proporcionamento dos materiais
Os traços dos concretos utilizados na confecção dos corpos de prova estão
descritos na tabela 2.3.
Tabela 2.3. Proporcionamento dos materiais
a/agl cimento : areia : brita (em massa)
0,37 1 : 1,2 : 2,34
0,59 1 : 2,19 : 3,74
0,81 1 : 3,38 : 5,14
2.5. Resistência à compressão
O ensaio de resistência à compressão, conforme NBR 5739, foi realizado para
fins de controle dos traços de concretos moldados. Os resultados são apresentados na
figura 2.1.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 6 9 12 18
Teor de Sílica Ativa (%)
Res
istê
ncia
à c
ompr
essã
o (M
Pa)
CP V-ARI - 0,37
CP V-ARI - 0,59
CP V-ARI - 0,81
CP II-F - 0,37
CP II-F - 0,59
CP II-F - 0,81
Figura 2.1. Resistência à compressão dos concretos estudados
7
2.6. Agressão Química
2.6.1. Agentes químicos empregados e concentrações:
As soluções para os experimentos de agressão química, definidas pela Camargo
Corrêa Industrial, estão relacionadas na seqüência. A concentração de 5% das soluções ácidas
empregadas foi estabelecida baseada em dados da literatura.
• Solução de ácido acético;
• Solução de ácido cítrico;
• Solução de ácido fórmico;
• Solução de ácido lático;
• Solução de ácido sulfúrico;
• Refrigerante base cola;
• Água pura.
2.6.2. Método
O método de ensaio para ataque químico seguiu o apresentado por CAMPS et al.
(1990).As dimensões dos corpos de prova e avaliação de propriedades físicas dos materiais,
após sofrerem o ataque, seguem a prescrição da norma americana ASTM C1012 - Test for
lenght change of hydraulic-cement mortars exposed to sulfate solution.
Os corpos de prova empregados para a realização deste ensaio foram prismáticos,
com dimensão de 4 x 4 x 16 cm. Após a moldagem, os corpos de prova foram submetidos à
cura submersa por 28 dias, a partir do qual iniciaram-se os ciclos de agressão de 14 dias.
Os ciclos de agressão consistiram em períodos de sete dias de imersão e sete dias
de secagem. Ao iniciar os ciclos de ataque químico os corpos de prova foram previamente
pesados. Após o período de imersão os corpos de prova foram lavados com jatos de água com
o objetivo de simular a ação mecânica de desgaste e para remover os produtos de corrosão da
superfície do corpo de prova, sendo colocados para secar em ambiente de laboratório. Ao
final do período de secagem, os corpos de prova foram pesados, completando o ciclo de 14
dias. A cada novo ciclo a solução de agente agressivo foi renovada, medindo-se o pH da
solução antes de imergir os corpos de prova e após retirá-los da solução. Foram previstos
cinco ciclos de agressão. A figura 2.2 apresenta o esquema do ciclo de agressão.
8
Figura 2.2. Esquema dos ciclos de agressão (CAMPS, et al., 1990).
Foram utilizados 2 corpos de prova por traço moldado. O volume das soluções
agressivas correspondeu a 4 vezes o volume total dos corpos de prova.
Os corpos de prova, após o ciclo final de agressão, e os corpos de prova de
referência foram submetidos ao ensaio de resistência à tração na flexão, segundo a norma
NBR 12.142 “Concreto - Determinação da resistência à tração na flexão em corpos de prova
prismáticos - Método de ensaio”.
2.6.3. Resultados
As medidas de perda de massa e resistência à tração dos corpos de prova, após a
realização dos ciclos de agressão, podem ser observados nas tabelas 2.4 a 2.18, bem como nas
figuras 2.3 a 2.17.
9
Tabela 2.4. Resultados de perda de massa para ciclos de agressão em soluçãode ácido acético.
Identificação(a/agl) / (% s.a.) / (cimento)
Massa inicial Massa ao final dos ciclos de agressão (g) Perda de massa total
Mi (g) MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 Mi - MC5 (g)
0,37/0/V – 1 647,7 645,3 618,8 598,6 580,1 548,4 -99,3
0,37/0/V – 2 657,5 654,9 627,5 608,0 589,2 560,0 -97,5
0,37/6/II – 1 626,0 609,2 587,5 573,1 558,7 540,5 -85,5
0,37/6/II – 2 619,2 602,2 580,8 565,4 552,1 528,7 -90,5
0,37/18/V – 1 631,4 629,5 604,5 587,7 574,2 560,9 -70,5
0,37/18/V – 2 652,3 650,3 624,6 607,0 592,3 582,7 -69,6
0,59/0/II – 1 634,6 616,9 597,5 582,2 566,3 538,7 -95,9
0,59/0/II – 2 617,5 598,7 579,8 563,0 546,9 520,6 -96,9
0,59/9/II – 1 636,8 633,1 614,7 600,7 590,1 580,6 -56,2
0,59/9/II – 2 639,1 635,8 616,4 602,8 589,3 577,5 -61,6
0,59/9/V – 1 627,0 609,5 590,1 576,4 563,3 539,5 -87,5
0,59/9/V – 2 625,2 608,2 588,4 573,9 561,7 542,5 -82,7
0,59/18/II – 1 614,9 597,8 579,8 567,7 554,7 536,1 -78,8
0,59/18II – 2 623,4 605,9 587,7 576,2 568,1 550,1 -73,3
0,81/0/V – 1 629,2 623,7 606,8 594,2 577,9 561,2 -68,0
0,81/0/V – 2 623,1 618,0 601,1 585,8 570,1 545,3 -77,8
0,81/12/II – 1 620,2 616,1 599,9 585,7 568,2 557,0 -63,2
0,81/12/II – 2 618,2 612,9 597,3 582,0 564,6 556,4 -61,8
0,81/18/V – 1 607,1 589,9 573,1 559,8 548,7 514,8 -92,3
0,81/18/V – 2 609,0 591,3 572,8 561,2 548,1 521,0 -88,0
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
Acético - Perda de Massa (g) 37/0/V
37/6/II
37/18/V
59/0/II
59/9/V
59/9/II
59/18/II
81/0/V
81/12/II
81/18/V
Figura 2.3. Perda de massa total para ciclos de agressão do ácido acético.
10
Tabela 2.5. Resultados de resistência à tração na flexão para concretos submetidos àsolução de ácido acético.
Identificação ft (MPa) Identificação ft (MPa)
0,37/0/V – 1 2,95 0,59/9/V – 1 1,09
0,37/0/V – 2 3,13 0,59/9/V – 2 Inválido
0,37/6/II – 1 2,07 0,59/18/II – 1 0,39
0,37/6/II – 2 3,10 0,59/18/II – 2 1,43
0,37/18/V – 1 1,03 0,81/0/V – 1 0,91
0,37/18/V – 2 2,88 0,81/0/V – 2 0,46
0,59/0/II- 1 0,99 0,81/12/II – 1 0,21
0,59/0/II – 2 1,44 0,81/12/II – 2 0,02
0,59/9/II – 1 1,52 0,81/18/V – 1 1,12
0,59/9/II – 2 1,81 0,81/18/V - 2 1,16
0
1
2
3
4
Acético - Resistência à Tração (MPa)
37/0/V
37/6/II
37/18/V
59/0/II
59/9/V
59/9/II
59/18/II
81/0/V
81/12/II
81/18/V
Figura 2.4. Resistência à tração de concretos submetidos à ação do ácido acético.
11
Tabela 2.6. Resultados de perda de massa para ciclos de agressão em solução de ácido cítrico.
Identificação(a/agl) / (% s.a.) / (cimento)
Massa inicial Massa ao final dos ciclos de agressão (g) Perda de massa total
Mi (g) MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 Mi - MC5 (g)
0,37/0/V – 1 646,9 641,8 608,3 572,2 538,8 503,6 -143,3
0,37/0/V – 2 637,3 631,8 600,7 562,8 530,1 495,0 -142,3
0,37/12/II – 1 642,7 640,1 620,8 584,9 547,1 514,4 -128,3
0,37/12/II – 2 644,2 641,4 619,5 583,3 547,7 517,7 -126,5
0,37/18/V – 1 639,2 637,2 609,2 570,1 534,2 503,1 -136,1
0,37/18/V – 2 641,4 639,2 611,0 572,7 537,5 509,0 -132,4
0,59/0/II – 1 648,8 641,5 595,7 558,2 527,5 496,7 -152,1
0,59/0/II – 2 641,3 633,9 590,9 553,8 521,9 491,1 -150,2
0,59/0/V – 1 610,7 603,3 559,7 523,4 489,6 455,8 -154,9
0,59/0/V – 2 633,4 626,5 584,7 544,2 509,3 478,9 -154,5
0,59/9/II – 1 639,8 634,1 584,0 531,1 485,7 443,2 -196,6
0,59/9/II – 2 632,3 626,9 577,6 524,3 482,1 445,3 -187,0
0,59/18/II – 1 620,4 616,2 560,6 504,9 462,2 430,1 -190,3
0,59/18II – 2 618,1 613,5 559,0 502,7 460,2 428,1 -190,0
0,81/0/V – 1 611,9 604,9 554,8 506,1 466,8 436,2 -175,7
0,81/0/V – 2 626,3 619,4 567,2 520,1 484,2 456 -170,3
0,81/6/II – 1 609,5 602,1 515,5 460,1 409,2 358,8 -250,7
0,81/6/II – 2 623,8 616,0 536,5 482,4 440,4 397,4 -226,4
0,81/18/V – 1 607,9 600,5 508,7 450,8 405,6 364,9 -243,0
0,81/18/V – 2 609,5 601,9 509,5 454,9 413,2 373,3 -236,2
-300
-250
-200
-150
-100
-50
0
Cítrico - Perda de Massa (g) B37/0/V
A37/12/II
A37/18/V
B59/0/II
B59/0/V
A59/9/II
A59/18/II
A81/0/V
B81/6/II
B81/18/V
Figura 2.5. Perda de massa total para ciclos de agressão do ácido cítrico.
12
Tabela 2.7. Resultados de resistência à tração na flexão para concretos atacados por soluçãode ácido cítrico.
Identificação ft (MPa) Identificação ft (MPa)
0,37/0/V – 1 5,47 0,59/9/II – 1 1,53
0,37/0/V – 2 Inválido 0,59/9/II – 2 2,66
0,37/12/II – 1 6,12 0,59/18/II – 1 1,96
0,37/12/II – 2 6,09 0,59/18II – 2 2,01
0,37/18/V – 1 Inválido 0,81/0/V – 1 0,83
0,37/18/V – 2 Inválido 0,81/0/V – 2 1,37
0,59/0/II – 1 2,45 0,81/6/II – 1 0,74
0,59/0/II – 2 3,18 0,81/6/II – 2 1,5
0,59/0/V – 1 2,52 0,81/18/V – 1 0,78
0,59/0/V - 2 5,58 0,81/18/V - 2 1,13
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
Cítrico - Resistência à tração (MPa)
B37/0/V
A37/12/II
B59/0/II
B59/0/V
A59/9/II
A59/18/II
A81/0/V
B81/6/II
B81/18/V
Figura 2.6. Resistência à tração de concretos submetidos à ação do ácido cítrico.
13
Tabela 2.8. Resultados de perda de massa para ciclos de agressão em soluçãode ácido fórmico.
Identificação(a/agl) / (% s.a.) / (cimento)
Massa inicial Massa ao final dos ciclos de agressão (g) Perda de massa total
Mi (g) MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 Mi - MC5 (g)
0,37/0/II – 1 661,9 658,0 618,2 590,1 542,9 469,6 -192,3
0,37/0/II – 2 659,9 656,0 615,8 574,7 553,0 471,7 -188,2
0,37/6/V – 1 652,7 650,1 610,3 577,6 563,6 518,8 -133,9
0,37/6/V – 2 641,4 639,0 601,1 578,1 554,7 511,5 -129,9
0,37/18/II – 1 638,3 630,4 597,2 576,7 562,0 536,4 -101,9
0,37/18/II – 2 630,2 622,8 588,3 566,3 548,2 521,0 -109,2
0,59/0/V – 1 616,9 606,4 574,5 539,1 480,2 405,3 -211,6
0,59/0/V – 2 635,7 625,5 592,5 531,1 482,7 416,6 -219,1
0,59/9/II – 1 634,8 625,2 595,5 570,1 546,5 494,2 -140,6
0,59/9/II – 2 628,9 619,4 589,3 565,6 544,0 437,8 -191,1
0,59/9/V – 1 642,5 638,6 607,3 585,1 564,6 517,1 -125,4
0,59/9/V – 2 640,0 635,7 604,0 584,7 563,0 509,4 -130,6
0,59/18/V – 1 634,0 630,2 599,9 582,4 562,4 531,1 -102,9
0,59/18/V – 2 618,0 614,0 583,6 564,8 548,2 528,1 -89,9
0,81/0/II – 1 657,8 642,0 617,5 588,8 544,9 468,0 -189,8
0,81/0/II – 2 648,5 642,0 617,6 586,7 536,0 471,3 -177,2
0,81/12/V – 1 610,3 598,8 568,7 504,9 454,6 368,3 -242,0
0,81/12/V – 2 622,6 611,0 582,7 510,7 445,3 398,1 -224,5
0,81/18/II – 1 619,9 609,3 580,5 553,0 528,7 475,4 -144,5
0,81/18/II – 2 635,3 624,4 597,3 570,3 539,6 479,3 -156,0
-250
-200
-150
-100
-50
0
Fórmico - Perda de Massa (g) A37/0/II
A37/6/V
B37/18/II
B59/0/V
A59/9/V
B59/9/II
A59/18/V
A81/0/II
B81/12/V
B81/18/II
Figura 2.7. Perda de massa total para ciclos de agressão do ácido fórmico.
14
Tabela 2.9. Resultados de resistência à tração na flexão para concretos atacados por soluçãode ácido fórmico.
Identificação ft (MPa) Identificação ft (MPa)
0,37/0/II – 1 1,7 0,59/9/V – 1 1,00
0,37/0/II – 2 Inválido 0,59/9/V – 2 0,75
0,37/6/V – 1 0,90 0,59/18/V – 1 0,26
0,37/6/V – 2 1,39 0,59/18/V – 2 0,56
0,37/18/II – 1 2,11 0,81/0/II – 1 0,04
0,37/18/II – 2 3,06 0,81/0/II – 2 0,04
0,59/0/V – 1 3,64 0,81/12/V – 1 0,15
0,59/0/V – 2 1,70 0,81/12/V – 2 0,05
0,59/9/II – 1 1,04 0,81/18/II – 1 0,04
0,59/9/II – 2 1,11 0,81/18/II - 2 0,03
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Fórmico - Resistência à tração (MPa)
A37/0/II
A37/6/V
B37/18/II
B59/0/V
A59/9/V
B59/9/II
A59/18/V
A81/0/II
B81/12/V
B81/18/II
Figura 2.8. Resistência à tração de concretos submetidos à ação do ácido fórmico.
15
Tabela 2.10. Resultados de perda de massa para ciclos de agressão emsolução de ácido lático.
Identificação(a/agl) / (% s.a.) / (cimento)
Massa inicial Massa ao final dos ciclos de agressão (g) Perda de massa total
Mi (g) MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 Mi - MC5 (g)
0,37/0/II – 1 626,0 624,1 603,9 582,4 558,5 524,6 -101,4
0,37/0/II – 2 626,1 624,3 603,5 580,5 554,4 514,2 -111,9
0,37/6/V – 1 643,6 641,7 615,6 590,5 565,0 523,0 -120,6
0,37/6/V – 2 646,4 644,7 618,3 595,7 574,5 522,7 -123,7
0,37/18/II – 1 631,3 629,9 606,8 588,6 573,2 554,1 -77,2
0,37/18/II – 2 626,7 625,4 602,0 583,4 568,4 543,8 -82,9
0,59/0/V – 1 635,2 632,3 614,2 595,1 571,6 538,9 -96,3
0,59/0/V – 2 628,7 626,6 606,8 585,3 553,8 518,4 -110,3
0,59/9/II – 1 625,4 623,7 606,8 592,1 572,2 551,1 -74,3
0,59/9/II – 2 604,9 603,5 586,0 569,1 549,5 519,1 -85,8
0,59/9/V – 1 628,1 625,3 605,2 574,2 564,4 533,6 -94,5
0,59/9/V – 2 632,3 629,6 608,5 587,5 566,1 512,6 -119,7
0,59/18/V – 1 633,1 633,0 614,9 601,9 586,9 570,5 -62,6
0,59/18/V – 2 623,6 623,5 603,7 590,7 577,0 559,6 -64,0
0,81/0/II – 1 612,7 611,5 595,8 581,0 559,8 529,1 -83,6
0,81/0/II – 2 608,7 606,7 591,9 576,9 565,8 536,3 -72,4
0,81/12/V – 1 619,0 617,9 602,0 585,4 568,3 522,4 -96,6
0,81/12/V – 2 638,2 635,7 620,9 603,9 578,5 531,8 -106,4
0,81/18/II – 1 602,9 597,4 573,7 562,7 547,0 482,6 -120,3
0,81/18/II – 2 616,0 610,8 597,2 577,7 532,7 502,2 -113,8
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
Lático - Perda de Massa (g)B37/0/II
A37/6/V
A37/18/II
B59/0/V
A59/9/V
B59/9/II
B59/18/V
A81/0/II
B81/12/V
A81/18/II
Figura 2.9. Perda de massa total para ciclos de agressão do ácido lático.
16
Tabela 2.11. Resultados de resistência à tração na flexão para concretos atacados porsolução de ácido lático.
Identificação ft (MPa) Identificação ft (MPa)
0,37/0/II – 1 3,89 0,59/9/V – 1 3,41
0,37/0/II – 2 Inválido 0,59/9/V – 2 4,30
0,37/6/V – 1 3,78 0,59/18/V – 1 3,35
0,37/6/V – 2 4,22 0,59/18/V – 2 4,02
0,37/18/II – 1 4,02 0,81/0/II – 1 3,06
0,37/18/II – 2 4,66 0,81/0/II – 2 1,81
0,59/0/V – 1 2,57 0,81/12/V – 1 3,33
0,59/0/V – 2 Inválido 0,81/12/V – 2 1,84
0,59/9/II – 1 2,68 0,81/18/II – 1 0,77
0,59/9/II - 2 3,23 0,81/18/II - 2 1,64
0
1
2
3
4
5
Lático - Resistência à tração (MPa)
B37/0/II
A37/6/V
A37/18/II
B59/0/V
A59/9/V
B59/9/II
B59/18/V
A81/0/II
B81/12/V
A81/18/II
Figura 2.10. Resistência à tração de concretos submetidos à ação do ácido lático.
17
Tabela 2.12. Resultados de perda de massa para ciclos de agressão emsolução de ácido sulfúrico.
Identificação(a/agl) / (% s.a.) / (cimento)
Massa inicial Massa ao final dos ciclos de agressão (g) Perda de massa total
Mi (g) MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 Mi - MC5 (g)
0,37/0/V – 1 639,7 637,0 560,7 497,0 439,8 393,2 -246,5
0,37/0/V – 2 656,0 653,4 577,7 522,2 477,1 422,9 -233,1
0,37/12/II – 1 650,4 649,7 576,9 493,0 441,4 373,0 -277,4
0,37/12/II – 2 640,4 640,2 572,9 487,5 433,9 370,3 -270,1
0,37/18/V – 1 639,2 638,9 599,8 508,6 449,7 388,4 -250,8
0,37/18/V – 2 629,0 628,7 590,3 499,0 438,4 363,3 -266,7
0,59/0/II – 1 634,1 628,4 579,0 503,9 461,3 426,3 -207,8
0,59/0/II – 2 634,4 628,2 576,5 502,7 454,1 415,7 -218,7
0,59/9/II – 1 610,2 608,4 574,6 423,0 445,0 382,4 -227,8
0,59/9/II – 2 632,3 630,2 600,3 517,8 476,1 428,0 -204,3
0,59/9/V – 1 626,6 622,6 587,9 520,7 477,8 421,6 -205,0
0,59/9/V – 2 618,9 615,1 580,5 511,6 476,7 421,7 -197,2
0,59/18/II – 1 624,1 623,3 615,3 504,0 447,6 389,1 -235,0
0,59/18/II – 2 632,9 632,1 620,8 514,6 466,3 411,7 221,2
0,81/0/V – 1 632,3 628,8 623,8 607,8 587,7 545,2 -87,1
0,81/0/V – 2 634,9 631,3 626,7 616,6 597,6 551,5 -83,4
0,81/6/II – 1 610,1 602,9 603,1 587,1 563,3 519,8 -90,3
0,81/6/II – 2 615,4 608,1 604,9 586,0 560,7 526,7 -88,7
0,81/18/V – 1 607,9 602,3 610,9 589,3 553,8 507,4 -100,5
0,81/18/V – 2 593,6 588,2 596,4 580,1 541,1 500,7 -92,9
-300
-250
-200
-150
-100
-50
0
Sulfúrico - Perda De Massa (g)37/0/V
37/12/II
37/18/V
59/0/II
59/9/V
59/9/II
59/18/II
81/0/V
81/6/II
81/18/V
Figura 2.11. Perda de massa total para ciclos de agressão do ácido sulfúrico.
18
Tabela 2.13. Resultados de resistência à tração na flexão para concretos atacados porsolução de ácido sulfúrico.
Identificação ft (MPa) Identificação ft (MPa)
0,37/0/V – 1 3,05 0,59/9/V – 1 3,09
0,37/0/V – 2 1,39 0,59/9/V – 2 2,50
0,37/12/II – 1 2,97 0,59/18/II – 1 3,13
0,37/12/II – 2 1,20 0,59/18/II – 2 1,45
0,37/18/V – 1 0,92 0,81/0/V – 1 3,84
0,37/18/V – 2 3,69 0,81/0/V – 2 2,50
0,59/0/II – 1 1,00 0,81/6/II – 1 1,68
0,59/0/II – 2 2,53 0,81/6/II – 2 2,33
0,59/9/II – 1 2,49 0,81/18/V – 1 0,98
0,59/9/II – 2 2,90 0,81/18/V – 2 1,44
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
Sulfúrico - Resistência à tração (MPa)
37/0/V
37/12/II
37/18/V
59/0/II
59/9/V
59/9/II
59/18/II
81/0/V
81/6/II
81/18/V
Figura 2.12. Resistência à tração de concretos submetidos à ação do ácido sulfúrico.
19
Tabela 2.14. Resultados de perda de massa para ciclos de agressão emágua pura.
Identificação(a/agl) / (% s.a.) / (cimento)
Massa inicial Massa ao final dos ciclos de agressão (g) Perda de massa total
Mi (g) MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 Mi - MC5 (g)
0,37/0/V – 1 648,4 647,2 647,4 646,2 645,9 647,4 -1,0
0,37/0/V – 2 636,2 635,0 635,0 634,1 633,9 635,2 -1,0
0,37/6/II – 1 622,5 621,0 620,4 620,9 621,0 619,9 -2,6
0,37/6/II – 2 652,2 650,7 650,1 650,5 650,6 649,7 -2,5
0,37/18/V – 1 620,7 619,5 619,3 619,8 619,8 619,2 -1,5
0,37/18/V – 2 633,3 632,4 632,3 632,6 632,7 632,1 -1,2
0,59/0/II – 1 622,5 621,3 621,8 620,5 620,4 622,2 -0,3
0,59/0/II – 2 630,4 629,3 629,4 628,1 627,8 629,7 -0,7
0,59/9/II – 1 622,6 620,3 620,2 618,9 618,8 621,0 -1,6
0,59/9/II – 2 613,3 610,8 610,4 609,6 609,2 611,3 -2,0
0,59/9/V – 1 624,6 621,6 620,4 620,5 620,6 618,7 -5,9
0,59/9/V – 2 629,7 627,2 625,9 625,9 625,7 623,8 -5,9
0,59/18/II – 1 625,4 622,3 621,5 622,1 622,5 620,4 -5,0
0,59/18/II – 2 625,2 622,5 621,6 622,2 622,3 620,2 -5,0
0,81/0/V – 1 637,8 631,3 629,8 629,7 629,9 627,5 -10,3
0,81/0/V – 2 628,6 621,5 620,1 620,0 620,1 617,5 -11,1
0,81/12/II – 1 644,0 640,9 641,4 639,8 639,0 641,5 -2,5
0,81/12/II – 2 619,3 616,4 616,5 614,8 613,9 616,6 -2,7
0,81/18/V – 1 616,0 612,7 613,3 611,7 610,9 613,4 -2,6
0,81/18/V – 2 616,1 613,1 613,2 611,8 611,0 613,5 -2,6
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
Água-pura - Perda de Massa (g) 37/0/V
37/6/II
37/18/V
59/0/II
59/9/II
59/9/V
59/18/II
81/0/V
81/12/II
81/18/V
Figura 2.13. Perda de massa total para ciclos de agressão da água pura.
20
Tabela 2.15. Resultados de resistência à tração na flexão para concretos atacados porágua pura.
Identificação ft (MPa) Identificação ft (MPa)
0,37/0/V – 1 6,71 0,59/9/V – 1 4,43
0,37/0/V – 2 5,90 0,59/9/V – 2 6,69
0,37/6/II – 1 4,49 0,59/18/II – 1 2,84
0,37/6/II – 2 5,15 0,59/18/II – 2 Inválido
0,37/18/V – 1 5,00 0,81/0/V – 1 4,32
0,37/18/V – 2 3,94 0,81/0/V – 2 2,78
0,59/0/II – 1 5,15 0,81/12/II – 1 3,60
0,59/0/II – 2 5,28 0,81/12/II – 2 4,05
0,59/9/II – 1 6,29 0,81/18/V – 1 3,03
0,59/9/II – 2 4,41 0,81/18/V – 2 3,95
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
Água-pura - Resistência à tração (MPa)
37/0/V
37/6/II
37/18/V
59/0/II
59/9/II
59/9/V
59/18/II
81/0/V
81/12/II
81/18/V
Figura 2.14. Resistência à tração de concretos submetidos à ação da água pura.
21
Tabela 2.16. Resultados de perda de massa para ciclos de agressão emrefrigerante base cola.
Identificação(a/agl) / (% s.a.) / (cimento)
Massa inicial Massa ao final dos ciclos de agressão (g) Perda de massa total
Mi (g) MC1 MC2 MC3 MC4 MC5 Mi - MC5 (g)
0,37/0/II – 1 647,5 644,4 642,9 640,2 636,9 635,8 -11,7
0,37/0/II – 2 637,2 634,1 632,7 629,9 626,7 625,6 -11,6
0,37/12/V – 1 640,1 638,2 635,3 633,4 631,4 628,9 -11,2
0,37/12/V – 2 656,4 654,9 615,9 650,1 647,9 645,3 -11,1
0,37/18/II – 1 627,6 626,4 623,8 622,2 620,3 618,4 -9,2
0,37/18/II – 2 625,6 624,2 621,8 620,2 618,4 616,1 -9,5
0,59/0/V – 1 614,3 612,2 609,5 607,4 605,2 600,4 -13,9
0,59/0/V – 2 644,1 641,8 639,0 636,5 633,8 628,7 -15,4
0,59/9/II – 1 632,5 628,5 627,3 624,6 621,5 620,6 -11,9
0,59/9/II – 2 633,6 629,3 628,1 625,3 622,4 621,2 -12,4
0,59/9/V – 1 633,9 631,4 628,5 626,5 624,1 618,6 -15,3
0,59/9/V – 2 621,2 618,9 615,7 613,5 610,8 605,4 -15,8
0,59/18/V – 1 622,9 619,6 618,4 616,0 612,6 611,4 -11,5
0,59/18/V – 2 636,3 636,1 634,6 613,9 628,9 627,4 -11,9
0,81/0/II – 1 616,0 613,7 612,3 610,0 607,5 600,6 -15,4
0,81/0/II – 2 613,6 611,1 609,7 607,5 604,8 598,8 -14,8
0,81/6/V – 1 619,0 615,5 614,9 613,3 607,1 604,0 -15,0
0,81/6/V – 2 617,0 613,3 612,1 610,0 605,3 601,6 -15,4
0,81/18/II – 1 612,5 608,6 607,8 605,3 598,4 593,7 -18,8
0,81/18/II – 2 625,2 621,0 620,0 617,4 611,2 607,1 -18,1
-20-18-16-14-12-10
-8-6-4-20
Refrigerante base cola - Perda de Massa (g) 37/0/II
37/12/V
37/18/II
59/0/V
59/9/II
59/9/V
59/18/V
81/0/II
81/6/V
81/18/II
Figura 2.15. Perda de massa total para ciclos de agressão em refrigerante base cola.
22
Tabela 2.17. Resultados de resistência à tração na flexão para concretos atacados porrefrigerante base cola.
Identificação ft (MPa) Identificação ft (MPa)
0,37/0/II – 1 5,90 0,59/9/V – 1 5,61
0,37/0/II – 2 6,40 0,59/9/V – 2 4,93
0,37/12/V – 1 6,77 0,59/18/V – 1 5,59
0,37/12/V – 2 7,65 0,59/18/V – 2 3,40
0,37/18/II – 1 5,64 0,81/0/II – 1 3,48
0,37/18/II – 2 6,00 0,81/0/II – 2 4,60
0,59/0/V – 1 6,23 0,81/6/V – 1 3,34
0,59/0/V – 2 6,18 0,81/6/V – 2 3,47
0,59/9/II – 1 3,67 0,81/18/II – 1 2,21
0,59/9/II – 2 3,92 0,81/18/II – 2 4,13
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Refrigerante base cola - Perda de Massa (g)
37/0/II
37/12/V
37/18/II
59/0/V
59/9/II
59/9/V
59/18/V
81/0/II
81/6/V
81/18/II
Figura 2.16. Resistência à tração de concretos submetidos à ação de refrigerante base cola.
23
Tabela 2.18. Resultados de resistência à tração na flexão para concretos de referência.
Identificação ft (MPa) Identificação ft (MPa)
0,37/0/II – 1 Inválido 0,59/9/V – 1 3,64
0,37/0/II – 2 5,19 0,59/9/V – 2 4,25
0,37/0/V – 1 5,35 0,59/18/II – 1 5,35
0,37/0/V – 2 Inválido 0,59/18/II – 2 4,23
0,37/6/II – 1 3,31 0,59/18/V – 1 3,31
0,37/6/II – 2 5,08 0,59/18/V– 2 4,82
0,37/6/V – 1 6,60 0,81/0/II – 1 2,94
0,37/6/V – 2 5,19 0,81/0/II – 2 3,70
0,37/12/II – 1 5,66 0,81/0/V – 1 3,59
0,37/12/II – 2 6,07 0,81/0/V – 2 3,62
0,37/12/V – 1 6,12 0,81/6/II – 1 2,52
0,37/12/V – 2 6,90 0,81/6/II – 2 4,03
0,37/18/II – 1 3,03 0,81/6/V – 1 4,36
0,37/18/II – 2 3,77 0,81/6/V – 2 3,86
0,37/18/V– 1 4,71 0,81/12/II – 1 3,70
0,37/18/V – 2 Inválido 0,81/12/II – 2 3,27
0,59/0/II – 1 5,17 0,81/12/V – 1 2,98
0,59/0/II – 2 5,44 0,81/12/V – 2 2,68
0,59/0/V – 1 5,42 0,81/18/II – 1 2,41
0,59/0/V – 2 Inválido 0,817/18/II – 2 2,84
0,59/9/II – 1 Inválido 0,81/18/V– 1 2,79
0,59/9/II – 2 3,29 0,81/18/V – 2 3,07
Referência
0
1
2
3
4
5
6
7
0,37 0,59 0,81Relação água/aglomerante
Res
istê
ncia
à t
raçã
o (M
Pa)
CP II-F 0
CP II-F 6
CP II-F 9
CP II-F 12
CP II-F 18
CP V-ARI 0
CP V-ARI 6
CP V-ARI 9
CP V-ARI
Figura 2.17. Resistência à tração dos concretos de referência.
24
2.6.4. Análise e discussão dos resultados
A análise dos dados obtidos foi realizada utilizando-se regressão múltipla,
obtendo-se um modelo de comportamento que relaciona a perda de massa e a resistência à
tração na flexão com os fatores estudados, para os materiais e as condições de ensaio
empregadas.
ÁCIDO ACÉTICO
a) Perda de massa
Através da análise dos resultados obtidos, por regressão múltipla, verificou-se
que os fatores relação água/aglomerante e número de ciclos de agressão têm isoladamente um
efeito significativo sobre a perda de massa. O efeito do teor de adição de sílica ativa e do tipo
de cimento aparecem conjugados em interações, conforme apresentado na tabela 2.19 e no
modelo de perda de massa para o ácido acético.
Tabela 2.19. Análise de regressão múltipla para a perda de massa - ácido acético.
PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T p
Constante -46,58 1,88 -24,76 0,0000
aag 2,85 1,62 1,76 0,0823
t -33,58 1,68 -19,95 0,0000
aag2 4,35 2,44 1,78 0,0781
aag*sa -3,02 1,85 -1,63 0,1070
aag*c 4,90 1,63 3,00 0,0034
sa*t 3,67 2,13 1,72 0,0888
sa*c 3,46 1,53 2,56 0,0263
O modelo de comportamento para a perda de massa de concretos submetidos à
ação do ácido acético, obtido através de regressão múltipla é descrito na equação a seguir:
csa 46,3tas67,3caag 90,4saaag02,3aag35,4t58,33aag85,258,46pm 2 ×+×+×+×−+−+−= ,
r2 = 0,82 (coeficiente de determinação),
onde: pm = perda de massa (g);
c = tipo de cimento (CP V-ARI = -1 e CP II-F = 1);
aag = fator água/aglomerante (0,37 = -1; 0,59 = 0 e 0,81 = 1)
sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1)
t = ciclo ou tempo de exposição ( ciclo1 = -1; ciclo2 = -0,5; ciclo3 = 0;ciclo = 0,5 e ciclo5 = 1).
25
Os termos considerados no modelo proposto apresentam valores de ‘p’ menor do
que 0,10, informando que são estatisticamente significativos a um nível de confiança de 90%.
A tabela 2.20 apresenta a análise de variância do modelo proposto, cujo valor de
‘p’ menor do que 0,01 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente significativa a
um nível de confiança de 99%.
Tabela 2.20. Análise variância para o modelo de regressão – perda de massa ácido acético.
Fonte SQ GDL MQ F p
Modelo 306456,0 8 38307,0 101,22 0,0000
Resíduos 33440,5 91 378,47
Total 340897,0 99
O valor do parâmetro r2 de 0,82 indica que o modelo proposto explica 82% da
variabilidade da perda de massa analisada para a agressão do ácido acético. O valor de r2
também indica que 18% do fenômeno não é explicado pelo modelo proposto, em função de
variáveis não controladas no experimento.
As figuras 2.18 a 2.20 apresentam a evolução da perda de massa, ao longo do
ciclo de agressão, para a relação água/aglomerante 0,37, 0,59 e 0,81, respectivamente,
variando-se o tipo de cimento e o teor de adição de sílica ativa.
A/Agl = 0,37
-120
-90
-60
-30
0
30
0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g) CP V-ARI 0%
CP V-ARI 9%
CP V-ARI 18%
CP II 0%
CP II 9%
CP II 18%
Figura 2.18. Perda de massa ao longo dos ciclos de agressão com ácido acéticopara o fator a/agl 0,37.
26
A/Agl = 0,59
-120
-90
-60
-30
0
30
0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g) CP V-ARI 0%
CP V-ARI 9%
CP V-ARI 18%
CP II 0%
CP II 9%
CP II 18%
Figura 2.19. Perda de massa ao longo dos ciclos de agressão com ácido acéticopara o fator a/agl 0,59.
A/Agl = 0,81
-120
-90
-60
-30
0
30
0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g) CP V-ARI 0%
CP V-ARI 9%
CP V-ARI 18%
CP II 0%
CP II 9%
CP II 18%
Figura 2.20. Perda de massa ao longo dos ciclos de agressão com ácido acéticopara o fator a/agl 0,81.
As figuras 2.21 e 2.22 apresentam as curvas do modelo de perda de massa total
(ciclo final) para agressão em solução de ácido acético, variando-se a relação
água/aglomerante e o teor de sílica ativa, respectivamente.
27
-110
-100
-90
-80
-70
-60
-50
0,37 0,59 0,81
Per
da
de
mas
sa (
g) CP V-ARI 0
CP V-ARI 9
CP V-ARI 18
CP II-F 0
CP II-F 9
CP II-F 18
Relação a/agl
Figura 2.21. Influência da relação água/aglomerante na perda de massa total após5 ciclos de agressão pelo ácido acético.
-110
-100
-90
-80
-70
-60
-50
0 3 6 9 12 15 18
Teor de sílica ativa (%)
Per
da
de
mas
sa (
g) CP V-ARI - a/c 0,37
CP V-ARI - a/c 0,59
CP V-ARI - a/c 0,81
CP II-F - a/c 0,37
CP II-F - a/c 0,59
CP II-F - a/c 0,81
Figura 2.22. Perda de massa total em função do teor de sílica ativa após5 ciclos de agressão pelo ácido acético
Analisando-se as figuras 2.21 e 2.22 verifica-se que para o cimento CP II-F a
adição de sílica ativa diminui a perda de massa dos concretos agredidos. Para o cimento
CP V-ARI o efeito benéfico das adições foi observado somente para a relação
água/aglomerante 0,37.
b) Resistência à tração na flexão
A análise estatística, por regressão múltipla, dos dados de resistência à tração na
flexão para os corpos de prova agredidos por solução de ácido acético indica que o fator teor
de sílica ativa apresenta um efeito significativo sobre a resistência à tração na flexão. O efeito
28
do fator relação água/aglomerante e do tipo de cimento aparece em interações, conforme
apresentado na tabela 2.21 e no modelo de resistência à tração obtido para as condições de
ensaio estudadas para o ácido acético.
Tabela 2.21. Análise de regressão múltipla para a resistência à traçãona flexão - ácido acético.
PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T p
Constante 0,65 0,24 2,72 0,0167
1/aag × 1/sa 1,34 0,17 7,79 0,0000
1/sa2 -0,74 0,20 -3,75 0,0022
1/sa × c -0,79 0,33 -2,36 0,0331
1/aag × c 0,73 0,23 3,15 0,0071
O modelo de comportamento para a resistência à tração na flexão de concretos
submetidos à ação do ácido acético, obtido através de regressão múltipla é descrito na
equação a seguir:
caag/73,0csa/79,0sa/74,0sa/1aag/34,165,0rt 2 ×+×−−×+= ,
r2 = 0,83 (coeficiente de determinação),
onde: rt = resistência à tração na flexão (MPa);
c = tipo de cimento (CP V-ARI = -1 e CP II-F = 1);
aag = fator água/aglomerante (0,37 = 0,5; 0,59 = 1 e 0,81 = 1,5)
sa = sílica ativa (0% = 0,5; 6% = 0,83; 9% = 1; 12% = 1,17 e
18% = 1,5).
Os termos considerados no modelo proposto apresentam valores de ‘p’ menor do
que 0,05, informando que são estatisticamente significativos a um nível de confiança de 95%.
A tabela 2.22 apresenta a análise de variância do modelo proposto, cujo valor de
‘p’ menor do que 0,01 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente significativa a
um nível de confiança de 99%.
Tabela 2.22. Análise variância para o modelo de regressão–resistência à tração ácido acético.
Fonte SQ GDL MQ F p
Modelo 14,16 4 3,54 17,16 0,0000
Resíduos 2,89 14 0,21
Total 17,05 18
29
O valor do parâmetro r2 de 0,83 indica que o modelo proposto explica 83% da
variabilidade da resistência à tração na flexão após a agressão do ácido acético. O valor de r2
também indica que 17% do fenômeno não é explicado pelo modelo proposto, em função de
variáveis não controladas no experimento.
As figuras 2.23 e 2.24 apresentam as curvas de resistência `a tração na flexão,
conforme o modelo proposto, variando-se a relação água/aglomerante e o teor de sílica ativa.
-3,0
-2,5
-2,0
-1,5
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
0,37 0,59 0,81
Relação a/agl
Res
istê
nci
a à
traç
ão n
a fl
exão
(M
pa)
CP V-ARI 0%
CP V-ARI 9%
CP V-ARI 18%
CP II 0%
CP II 9%
CP II 18%
Figura 2.23. Influência da relação água/aglomerante na resistência à tração naflexão – ácido acético.
Deve-se salientar que os valores negativos de resistência à tração presentes nos
gráficos das figuras 2.23 e 2.24 são valores codificados, em função da análise estatística
realizada.
30
-3,0
-2,0
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
0 3 6 9 12 15 18
Teor de sílica ativa (%)
Res
istê
nci
a à
traç
ão n
a fl
exão
(M
pa)
CP V-ARI- a/c 0,37
CP V-ARI- a/c 0,59
CP V-ARI- a/c 0,81
CP II- a/c 0,37
CP II- a/c 0,59
CP II- a/c 0,81
Figura 2.24. Influência do teor de sílica ativa na resistência à tração naflexão – ácido acético.
As curvas de comportamento apresentadas nas figuras 2.23 e 2.24 indicam o
aumento da resistência à tração com adição de sílica ativa mais acentuado para as relações
água/aglomerante mais elevadas.
ÁCIDO CÍTRICO
a) Perda de massa
Através da análise dos dados obtidos, por regressão múltipla, verificou-se que os
fatores relação água/aglomerante, teor de adição de sílica ativa e número de ciclos de agressão
têm isoladamente um efeito significativo sobre a perda de massa. O efeito do tipo de cimento
aparece conjugado em interações, conforme apresentado na tabela 2.23 e no modelo de
comportamento da perda de massa para o ácido cítrico.
31
Tabela 2.23. Análise de regressão múltipla para a perda de massa - ácido cítrico.
PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T p
Constante -108,32 1,97 -54,87 0,0000
aag -31,93 1,17 -27,23 0,0000
sa -9,86 1,02 -9,64 0,0000
t -85,09 1,21 -70,51 0,0000
sa2 8,21 2,01 4,07 0,0001
t2 10,69 2,02 5,28 0,0000
aag × sa -12,08 1,33 -9,11 0,0000
aag × t -18,86 1,56 -12,13 0,0000
aag × c -7,85 1,17 -6,69 0,0000
sa × t -8,15 1,43 -5,71 0,0000
O modelo de comportamento da perda de massa de concretos submetidos à ação
do ácido cítrico, obtido através de regressão múltipla, é descrito na equação a seguir:
tsa15,8
caag85,7taag86,18saaag08,12t10,69+8,21sa+85,09t-9,86sa-31,93aag--108,32=pm 22
×−×−×−×−
r2 = 0,99 (coeficiente de determinação),
onde: pm = perda de massa (g);
c = tipo de cimento (CP V-ARI = -1 e CP II-F = 1);
aag = fator água/aglomerante (0,37 = -1; 0,59 = 0 e 0,81 = 1)
sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1)/
t = ciclo ou tempo de exposição ( ciclo1 = -1; ciclo2 = -0,5; ciclo3 = 0;ciclo = 0,5 e ciclo5 = 1).
Os termos considerados no modelo proposto apresentam valores de ‘p’ menor do
que 0,05, informando que são estatisticamente significativos a um nível de confiança de 95%.
A tabela 2.24 apresenta a análise de variância do modelo proposto, cujo valor de
‘p’ menor do que 0,01 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente significativa a
um nível de confiança de 99%.
Tabela 2.24. Análise variância para o modelo de regressão – perda de massa ácido cítrico.
Fonte SQ GDL MQ F p
Modelo 432556,0 9 48061,7 669,32 0,0000
Resíduos 6462,6 90 71,8
Total 439018,0 99
32
O valor do parâmetro r2 de 0,99 indica que o modelo explica 99% da
variabilidade da perda de massa analisada para a agressão do ácido cítrico. O valor de r2
também indica que 1% do fenômeno não é explicado pelo modelo, em função de variáveis
não controladas no experimento.
As figuras 2.25 a 2.27 apresentam a evolução da perda de massa, ao longo dos
ciclos de agressão, para a relação água/aglomerante 0,37, 0,59 e 0,81, respectivamente,
variando-se o tipo de cimento e o teor de adição de sílica ativa.
A/Agl = 0,37
-270
-240
-210
-180
-150
-120
-90
-60
-30
0
30
0 1 2 3 4 5 6
Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI 0%
CP V-ARI 9%
CP V-ARI 18%
CP II 0%
CP II 9%
CP II 18%
Figura 2.25. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,37 – ácido cítrico.
A/Agl = 0,59
-270
-240
-210
-180
-150
-120
-90
-60
-30
0
30
0 1 2 3 4 5 6
Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI 0%
CP V-ARI 9%
CP V-ARI 18%
CP II 0%
CP II 9%
CP II 18%
Figura 2.26. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,59 – ácido cítrico.
33
A/Agl = 0,81
-270
-240
-210
-180
-150
-120
-90
-60
-30
0
30
0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI 0%
CP V-ARI 9%
CP V-ARI 18%
CP II 0%
CP II 9%
CP II 18%
Figura 2.27. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,81 – ácido cítrico.
As figuras 2.28 e 2.29 apresentam as curvas do modelo de perda de massa total
(ciclo final) para agressão em solução de ácido cítrico, variando-se a relação
água/aglomerante e o teor de sílica ativa, respectivamente.
-280
-240
-200
-160
-120
-80
0,37 0,59 0,81
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI 0
CP V-ARI 9
CP V-ARI 18
CP II-F 0
CP II-F 9
CP II-F 18
Relação a/agl
Figura 2.28. Influência da relação água/aglomerante na perda de massa total por agressãode ácido cítrico.
34
-280
-240
-200
-160
-120
-80
0 3 6 9 12 15 18
Teor de sílica ativa (%)
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI - a/c 0,37
CP V-ARI - a/c 0,59
CP V-ARI - a/c 0,81
CP II-F - a/c 0,37
CP II-F - a/c 0,59
CP II-F - a/c 0,81
Figura 2.29. Influência do teor de adição de sílica ativa na perda de massa total por agressãode ácido cítrico.
A análise dos gráficos apresentados nas figuras 2.28 e 2.29 indica que a maior
contribuição para reduzir a perda de massa em concretos sujeitos à ação do ácido cítrico é
proporcionada pela redução da relação água aglomerante.
b) Resistência à tração na flexão
A análise estatística dos dados de resistência à tração na flexão, através de
regressão múltipla, indicou que o fator relação água/aglomerante tem isoladamente um efeito
significativo sobre a resistência à tração na flexão, conforme apresentado na tabela 2.25 e no
modelo de comportamento proposto. O fator teor de sílica ativa, conforme a análise realizada,
não apresentou um efeito significativo na resistência à tração na flexão para os concretos
estudados, submetidos à ação do ácido cítrico.
Tabela 2.25. Análise de regressão múltipla para resistência à tração na flexão - ácido cítrico.
PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T p
Constante -1,07 0,56 -1,92 0,0744
1/aag 3,57 0,48 7,35 0,0000
35
O modelo de comportamento para a resistência à tração na flexão de concretos
submetidos à ação do ácido cítrico, obtido através de regressão, múltipla é descrito na
equação a seguir:
aag/57,307,1rt +−= ,
r2 = 0,78 (coeficiente de determinação),
onde: rt = resistência à tração na flexão (MPa);
aag = fator água/aglomerante (0,37 = 0,5; 0,59 = 1 e 0,81 = 1,5);
Os termos considerados no modelo proposto apresentam valores de ‘p’ menor do
que 0,10, informando que são estatisticamente significativos a um nível de confiança de 90%.
A tabela 2.26 apresenta a análise de variância do modelo proposto, cujo valor de
‘p’ menor do que 0,01 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente significativa a
um nível de confiança de 99%.
Tabela 2.26. Análise variância para o modelo de regressão.
Fonte SQ GDL MQ F p
Modelo 45,85 1 45,85 54,07 0,0000
Resíduos 12,72 15 0,85
Total 58,57 16
O valor do parâmetro r2 de 0,78 indica que o modelo explica 78% da
variabilidade da resistência à tração na flexão analisada para a agressão do ácido cítrico. O
valor de r2 também indica que 22% do fenômeno não é explicado pelo modelo, em função de
variáveis não controladas no experimento.
A figura 2.30 apresenta a resistência à tração na flexão para os concretos que
foram submetidos à ação do ácido cítrico.
36
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
0,15 0,37 0,59 0,81 1,03
Relação água/aglomerante
Res
istê
nci
a à
traç
ão n
a fl
exão
(M
Pa)
Figura 2.30. Influência da relação água/aglomerante na resistência à tração na flexão paraconcretos submetidos à ação do ácido cítrico.
ÁCIDO FÓRMICO
a) Perda de massa
Através da análise dos dados de perda de massa para os concretos submetidos à
ação do ácido fórmico, por regressão múltipla, verificou-se que os fatores tipo de cimento,
relação água/aglomerante, teor de adição de sílica ativa e número de ciclos de agressão têm
um efeito significativo sobre a perda de massa, conforme a tabela 2.27 e o modelo de
comportamento proposto.
Tabela 2.27. Análise de regressão múltipla para a perda de massa - ácido fórmico.
PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T p
Constante -62,21 4,00 -15,55 0,0000
c 4,31 2,13 2,02 0,0463
aag -10,35 2,53 -4,10 0,0001
sa 12,48 2,48 5,03 0,0000
t -73,76 2,75 -26,81 0,0000
aag2 -11,70 4,35 -2,69 0,0085
t2 -14,18 4,65 -3,05 0,0030
aag × t -13,40 3,57 -3,75 0,0003
sa × t 17,50 3,51 4,99 0,0000
37
O modelo de comportamento da perda de massa de concretos submetidos à ação
do ácido fórmico, obtido através de regressão múltipla, é descrito na equação a seguir:
pm = − + − + − − − − × ×62 47 4 31 10 35 12 48 73 76 11 70 14 18, , , , , , , c aag sa t aag t 13,40 aag t +17,50 sa t2 2 ,
r2 = 0,90 (coeficiente de determinação),
onde: pm = perda de massa (g);
c = tipo de cimento (CP V-ARI = -1 e CP II-F = 1);
aag = fator água/aglomerante (0,37 = -1; 0,59 = 0 e 0,81 = 1)
sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1)/
t = ciclo ou tempo de exposição ( ciclo1 = -1; ciclo2 = -0,5; ciclo3 = 0;ciclo = 0,5 e ciclo5 = 1).
Os termos considerados no modelo proposto apresentam valores de ‘p’ menor do
que 0,05, informando que são estatisticamente significativos a um nível de confiança de 95%.
A tabela 2.28 apresenta a análise de variância do modelo proposto, cujo valor de
‘p’ menor do que 0,01 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente significativa a
um nível de confiança de 99%.
Tabela 2.28. Análise variância para o modelo de regressão.
Fonte SQ GDL MQ F p
Modelo 306456,0 8 38307,0 101,22 0,0000
Resíduos 33440,5 91 378,47
Total 340897,0 99
O valor do parâmetro r2 de 0,90 indica que o modelo explica 90% da
variabilidade da perda de massa analisada para a agressão do ácido fórmico.
As figuras 2.31 a 2.33 apresentam a evolução da perda de massa, ao longo do
ciclo de agressão, para a relação água/aglomerante 0,37, 0,59 e 0,81, respectivamente,
variando-se o tipo de cimento e o teor de adição de sílica ativa.
38
A/Agl = 0,37
-230
-210
-190
-170
-150
-130
-110
-90
-70
-50
-30
-10
10
1 2 3 4 5
Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI 0%
CP V-ARI 9%
CP V-ARI 18%
CP II-F 0%
CP II-F 9%
CP II-F 18%
Figura 2.31. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,37 – ácido fórmico.
A/Agl = 0,59
-230-210-190-170-150-130-110-90-70-50-30-1010
1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g) CP V-ARI 0%
CP V-ARI 9%
CP V-ARI 18%
CP II-F 0%
CP II-F 9%
CP II-F 18%
Figura 2.32. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,59 – ácido fórmico.
39
A/Agl = 0,81
-230
-210
-190
-170
-150
-130
-110
-90
-70
-50
-30
-10
10
1 2 3 4 5
Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI 0%
CP V-ARI 9%
CP V-ARI 18%
CP II-F 0%
CP II-F 9%
CP II-F 18%
Figura 2.33. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,81 – ácido fórmico.
Analisando as figuras 2.31 a 2.33 verifica-se que o comportamento dos diferentes
tipos de misturas estudadas não difere significativamente até o segundo ciclo. A partir deste
momento, o efeito do tipo de cimento e do teor de adição de sílica ativa torna-se evidente,
como pode ser matematicamente comprovado pela significância das interações entre o teor de
adição de sílica ativa e o número de ciclos (17,50 sa × t) e entre a relação água/aglomerante e
o número de ciclos (13,40 aag × t). Observa-se que o cimento tipo CP II-F apresenta um
desempenho superior ao CP V-ARI. Quanto às adições de sílica ativa, é possível verificar que
quanto maior o teor de adição, menor a perda de massa devida à ação do ácido fórmico.
Estes resultados corroboram as conclusões descritas por MEHTA (1985) e
DURNING e HICKS (1991), de que a sílica ativa é efetiva em:
• reduzir a microporosidade e permeabilidade do concreto;
• rebaixar a relação CaO/SiO2 do CSH nas pastas de cimento hidratado, que as
tornam mais estáveis em ambientes de baixo pH (ataques de ácidos, por
exemplo);
• aumentar o grau de polimerização da pasta, que a torna capaz de fixar íons
potencialmente reativos.
Como resultado, concretos incorporando sílica ativa possuem reduzida
porosidade capilar e podem ser altamente resistentes à soluções químicas agressivas.
Considerando que o mecanismo de deterioração do concreto pelo ácido fórmico ocorre
através da formação de sais solúveis de cálcio, que posteriormente são removidos por
40
lixiviação, a redução da porosidade capilar e a redução do hidróxido de cálcio resultantes da
ação da sílica ativa contribuem para aumentar a resistência final do concreto à ação da solução
agressiva, como pode ser observado na figura 2.34.
-250
-200
-150
-100
0 3 6 9 12 15 18
Teor de sílica ativa (%)P
erd
a d
e m
assa
(g
)
CP V-ARI 0,37
CP V-ARI 0,59
CP V-ARI 0,81
CP II-F 0,37
CP II-F 0,59
CP II-F 0,81
Figura 2.34. Perda de massa total em função do teor de sílica ativa após 5 ciclos de agressãopelo ácido fórmico.
Além dos efeitos isolados do tipo de cimento e teor de sílica ativa, pode-se
constatar a significância da relação água/aglomerante, que pode ser melhor visualizada na
figura 2.35.
-220
-200
-180
-160
-140
-120
-100
0,37 0,59 0,81
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI 0
CP V-ARI 9
CP V-ARI 18
CP II-F 0
CP II-F 9
CP II-F 18
Relação a/agl
Figura 2.35. Influência da relação água/aglomerante na perda de massa total após 5 ciclos deagressão pelo ácido fórmico
41
b) Resistência à tração na flexão
Através da análise dos dados de resistência à tração na flexão para os concretos
submetidos à ação do ácido fórmico, por regressão múltipla, verificou-se que os fatores
relação água/aglomerante e teor de adição de sílica ativa têm isoladamente um efeito
significativo sobre a resistência à tração na flexão. O efeito do tipo de cimento na resistência à
tração na flexão aparece em interações, conforme a tabela 2.29 e o modelo de comportamento
proposto.
Tabela 2.29. Análise de regressão múltipla para resistência à tração na flexão - ácido fórmico
PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T p
Constante 0,78 0,20 3,96 0,0016
aag -0,64 0,17 -3,68 0,0028
sa -0,49 0,17 -2,93 0,0117
sa2 0,49 0,26 1,89 0,0806
c*aag -0,49 0,17 -2,81 0,0146
c*sa 0,64 0,17 3,84 0,0021
O modelo de comportamento da resistência à tração na flexão de concretos
submetidos à ação do ácido fórmico, obtido através de regressão múltipla, é descrito na
equação a seguir:
sac64,0aagc49,0sa49,0sa49,0aag64,078,0rt 2 ×+×−+−−= ,
r2 = 0,75 (coeficiente de determinação),
onde: rt = resistência à tração na flexão (MPa);
c = tipo de cimento (CP V-ARI = -1 e CP II-F = 1);
aag = fator água/aglomerante (0,37 = -1; 0,59 = 0 e 0,81 = 1);
sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1);
t = ciclo ou tempo de exposição ( ciclo1 = -1; ciclo2 = -0,5; ciclo3 = 0;ciclo = 0,5 e ciclo5 = 1).
Os termos considerados no modelo proposto apresentam valores de ‘p’ menor do
que 0,10, informando que são estatisticamente significativos a um nível de confiança de 90%.
42
A tabela 2.30 apresenta a análise de variância do modelo proposto, cujo valor de
‘p’ menor do que 0,01 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente significativa a
um nível de confiança de 99%.
Tabela 2.30. Análise de variância para o modelo de regressão – resistênciaà tração ácido fómico.
Fonte SQ GDL MQ F p
Modelo 16,08 5 3,22 11,50 0,0002
Resíduos 3,64 13 0,28
Total 19,72 18
O valor do parâmetro r2 de 0,75 indica que o modelo explica 75% da
variabilidade da resistência à tração na flexão analisada para a agressão do ácido cítrico. O
valor de r2 também indica que 25% do fenômeno não é explicado pelo modelo, em função de
variáveis não estudadas no experimento.
As figuras 2.36 e 2.37 apresentam a resistência à tração na flexão para os
concretos que foram submetidos à ação do ácido fórmico.
-0,50
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
0,37 0,59 0,81
Relação a/agl
Res
istê
nci
a à
traç
ão n
a F
lexã
o (
Mp
a)
CP V-ARI 0%
CP V-ARI 9%
CP V-ARI 18%
CP II 0%
CP II 9%
CP II 18%
Figura 2.36. Resistência à tração na flexão para concretos submetidos àação do ácido fórmico.
43
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
0 3 6 9 12 15 18
Teor de sílica ativa (%)
Res
istê
nci
a à
traç
ão n
a fl
exão
(M
pa)
CP V-ARI- a/c 0,37
CP V-ARI- a/c 0,59
CP V-ARI- a/c 0,81
CP II- a/c 0,37
CP II- a/c 0,59
CP II- a/c 0,81
Figura 2.37. Resistência à tração na flexão para concretos submetidos ao ácido fórmico.
ÁCIDO LÁTICO
a) Perda de massa
Através da análise dos dados de perda de massa, por regressão múltipla,
verificou-se que os fatores tipo de cimento, relação água/aglomerante, teor de adição de sílica
ativa e número de ciclos de agressão apresentam isoladamente um efeito significativo sobre a
perda de massa. O efeito da sílica ativa também aparece conjugado ao efeito da relação
água/aglomerante, ao efeito do tipo de cimento e ao número de ciclos, conforme tabela 2.31 e
no modelo proposto, através das interações.
Tabela 2.31. Análise de regressão múltipla para a perda de massa - ácido lático.
PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T p
Constante -36,17 1,79 -20,22 0,0000
c 1,84 0,96 1,91 0,0588
aag 2,09 1,14 1,83 0,0705
sa 3,18 1,16 2,73 0,0075
t -45,44 1,23 -36,96 0,0000
aag2 -4,86 1,96 -2,97 0,0152
t2 -9,40 2,08 -4,52 0,0000
Aag × sa -5,75 1,37 -4,21 0,0001
as ×c -5,24 1,16 -4,51 0,0000
as × t 2,99 1,56 1,92 0,0582
44
O modelo de comportamento de perda de massa de concretos submetidos à ação
do ácido lático, obtido através de regressão múltipla, é descrito na equação a seguir:
t2,99sacas 24,5saaag 75,5 t40,9aag 86,4 t44,453,18saaag 09,2c 84,117,36pm 22 ×+×−×−−−−+++−= ,
r2 = 0,94 (coeficiente de determinação),
onde: pm = perda de massa (g);
c = tipo de cimento (CP V-ARI = -1 e CP II-F = 1);
aag = fator água/aglomerante (0,37 = -1; 0,59 = 0 e 0,81 = 1);
sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1);
t = ciclo ou tempo de exposição ( ciclo1 = -1; ciclo2 = -0,5; ciclo3 = 0;ciclo = 0,5 e ciclo5 = 1).
Os termos considerados no modelo proposto apresentam valores de ‘p’ menor do
que 0,10, informando que são estatisticamente significativos a um nível de confiança de 90%.
A tabela 2.32 apresenta a análise de variância do modelo proposto, cujo valor de
‘p’ menor do que 0,01 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente significativa a
um nível de confiança de 99%.
Tabela 2.32. Análise variância para o modelo de regressão – perda de massa ácido lático.
Fonte SQ GDL MQ F p
Modelo 109524,0 9 12169,3 161,05 0,0000
Resíduos 6800,46 90 75,56
Total 116324,0 99
O valor do parâmetro r2 de 0,94 indica que o modelo explica 94% da
variabilidade da perda de massa analisada para a agressão do ácido lático.
As figuras 2.38 a 2.40 apresentam a evolução da perda de massa, ao longo do
ciclo de agressão, para a relação água/aglomerante 0,37, 0,59 e 0,81, respectivamente,
variando-se o tipo de cimento e o teor de adição de sílica ativa.
45
A/Agl = 0,37
-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10
010
0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI 0%
CP V-ARI 9%
CP V-ARI 18%
CP II 0%
CP II 9%
CP II 18%
Figura 2.38. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,37 – ácido lático.
A/Agl = 0,59
-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10
010
0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI 0%
CP V-ARI 9%
CP V-ARI 18%
CP II 0%
CP II 9%
CP II 18%
Figura 2.39. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,59 – ácido lático.
46
A/Agl = 0,81
-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10
010
0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI 0%
CP V-ARI 9%
CP V-ARI 18%
CP II 0%
CP II 9%
CP II 18%
Figura 2.40 Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,81 – ácido lático.
As figuras 2.41 e 2.42 apresentam as curvas do modelo de perda de massa total
(ciclo final) para agressão em solução de ácido lático, variando-se a relação água/aglomerante
e o teor de sílica ativa, respectivamente.
-120
-110
-100
-90
-800,37 0,59 0,81
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI 0%
CP V-ARI 9%
CP V-ARI 18%
CP II-F 0%
CP II-F 9%
CP II-F 18%
Relação a/agl
Figura 2.41. Perda de massa total em função da relação água/aglomerante após 5 ciclos deagressão pelo ácido lático
47
-120
-110
-100
-90
-80
0 3 6 9 12 15 18Teor de sílica ativa (%)
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI - a/c 0,37
CP V-ARI - a/c 0,59
CP V-ARI - a/c 0,81
CP II-F - a/c 0,37
CP II-F - a/c 0,59
CP II-F - a/c 0,81
Figura 2.42. Influência do teor de sílica ativa na perda de massa total após 5 ciclos deagressão pelo ácido lático.
b) Resistência à tração na flexão
Através da análise dos dados de resistência à tração na flexão de concretos
submetidos à ação do ácido lático, por regressão múltipla, verificou-se que os fatores relação
água/aglomerante e tipo de cimento têm isoladamente um efeito significativo sobre a
resistência à tração na flexão. O efeito do teor de sílica ativa na resistência à tração na flexão
aparece na interação com a relação água/aglomerante, conforme pode ser observado na tabela
2.33 e na equação do modelo de comportamento proposto.
Tabela 2.33. Análise de regressão múltipla para resistência à tração na flexão - ácido lático.
PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T P
Constante 3,21 0,14 22,28 0,0000
aag -0,96 0,19 -5,16 0,0001
c -0,29 0,15 -1,98 0,0679
aag × sa -0,49 0,23 -2,13 0,0510
O modelo de comportamento de resistência à tração na flexão de concretos
submetidos à ação do ácido lático, obtido através de regressão múltipla, é descrito na equação
a seguir:
saaag49,0c29,0aag96,021,3rt ×−−−= ,r2 = 0,73 (coeficiente de determinação),
onde: rt = resistência à tração na flexão (MPa);
c = tipo de cimento (CP V-ARI = -1 e CP II-F = 1);
aag = fator água/aglomerante (0,37 = -1; 0,59 = 0 e 0,81 = 1);
sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1).
48
Os termos considerados no modelo proposto apresentam valores de ‘p’ menor do
que 0,10, informando que são estatisticamente significativos a um nível de confiança de 90%.
A tabela 2.34 apresenta a análise de variância do modelo proposto, cujo valor de
‘p’ menor do que 0,01 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente significativa a
um nível de confiança de 99%.
Tabela 2.34. Análise variância para o modelo de regressão – resistência à tração ácido lático.
Fonte SQ GDL MQ F p
Modelo 14,19 3 4,73 12,76 0,0003
Resíduos 5,19 14 0,37
Total 19,38 17
O valor do parâmetro r2 de 0,73 indica que o modelo explica 73% da
variabilidade da resistência à tração na flexão analisada para a agressão do ácido lático. O
valor de r2 também indica que 27% do fenômeno não é explicado pelo modelo, em função de
variáveis não estudadas no experimento.
As figuras 2.43 e 2.44 apresentam a resistência à tração na flexão para os
concretos que foram submetidos à ação do ácido lático.
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
0,37 0,59 0,81
Relação água/aglomerante
Res
istê
nci
a à
traç
ão n
a fl
exão
(M
Pa)
CP V-ARI 0
CP V-ARI 9
CP V-ARI 18
CP II 0
CP II 9
CP II 18
Figura 2.43. Resistência à tração na flexão para concretos submetidos à ação do ácido lático.
49
-4
-2
0
2
4
6
8
0 3 6 9 12 15 18
Teor de sílica ativa (%)
Res
istê
nci
a à
traç
ão n
a fl
exão
(M
pa)
CP V-ARI- a/c 0,37
CP V-ARI- a/c 0,59
CP V-ARI- a/c 0,81
CP II- a/c 0,37
CP II- a/c 0,59
CP II- a/c 0,81
Figura 2.44. Resistência à tração na flexão para concretos submetidos à ação do ácido lático.
ÁCIDO SULFÚRICO
a) Perda de massa
Através da análise dos dados de perda de massa de concretos submetidos à ação
do ácido sulfúrico, por regressão múltipla, verificou-se que os fatores relação
água/aglomerante e número de ciclos de agressão apresentam isoladamente um efeito
significativo sobre a perda de massa. O efeito do tipo de cimento aparece conjugado ao efeito
da relação água/aglomerante, através de interação, como mostra a tabela 2.35 e a equação do
modelo de comportamento proposto.
Tabela 2.35. Análise de regressão múltipla para a perda de massa - ácido lático
PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T p
Constante -53,95 32,10 -1,68 0,0962
1/aag -593,82 40,60 -13,30 0,0000
1/t 404,12 34,11 11,85 0,0000
1/aag2 140,13 14,34 9,77 0,0000
1/t2 -135,60 11,99 -11,31 0,0000
1/aag × 1/t 78,92 8,25 9,57 0,0000
C × 1/aag -4,15 1,75 -2,38 0,0193
50
O modelo de comportamento de perda de massa de concretos submetidos à ação
do ácido sulfúrico, obtido através de regressão múltipla, é descrito na equação a seguir:
pm t t aag t c aag= − − + − + × −53 95 539 82 404 12 135 60 78 92 4 152, , / , / , / , / ( ) , /aag +140,13/ aag2 ,
r2 = 0,94 (coeficiente de determinação),onde: pm = perda de massa (g);
c = tipo de cimento (CP V-ARI = -1 e CP II-F = 1);aag = fator água/aglomerante (0,37 = 0,5; 0,59 = 1,0 e 0,81 = 1,5);t = ciclo ou tempo de exposição ( ciclo1 = 0,5; ciclo2 = 0,83;ciclo3 = 1,0; ciclo4= 1,17 e ciclo5 = 15).
Os termos considerados no modelo proposto apresentam valores de ‘p’ menor do
que 0,10, informando que são estatisticamente significativos a um nível de confiança de 90%.
A tabela 2.36 apresenta a análise de variância do modelo proposto, cujo valor de
‘p’ menor do que 0,01 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente significativa a
um nível de confiança de 99%.
Tabela 2.36. Análise variância para o modelo de regressão – perda de massa ácido sulfúrico.
Fonte SQ GDL MQ F p
Modelo 663011,0 6 110502,0 244,2 0,0000
Resíduos 42076,1 93 452,4
Total 705087,0 99
O valor do parâmetro r2 de 0,94 indica que o modelo explica 94% da
variabilidade da perda de massa analisada para a agressão do ácido sulfúrico.
As figuras 2.45 a 2.47 apresentam a evolução da perda de massa, ao longo do
ciclo de agressão, para a relação água/aglomerante 0,37, 0,59 e 0,81, respectivamente,
variando-se o tipo de cimento e o teor de adição de sílica ativa.
51
A/Agl = 0,37
-280
-240
-200
-160
-120
-80
-40
0
40
0 1 2 3 4 5 6
Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI
CP II
Figura 2.45. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,37 – ácido sulfúrico.
A/Agl = 0,59
-280
-240
-200
-160
-120
-80
-40
0
40
0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI
CP II
Figura 2.46. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,59 – ácido sulfúrico.
A/Agl = 0,81
-280
-240
-200
-160
-120
-80
-40
0
40
0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI
CP II
Figura 2.47. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,81 – ácido sulfúrico.
52
A figura 2.48 apresenta as curvas do modelo de perda de massa total (ciclo final)
para agressão em solução de ácido sulfúrico, variando-se a relação água/aglomerante.
-280
-240
-200
-160
-120
-80
0,37 0,59 0,81
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI 0
CP V-ARI 9
CP V-ARI 18
CP II-F 0
CP II-F 9
CP II-F 18
Relação a/agl
Figura 2.48. Perda de massa total em função da relação água/aglomerante após 5 ciclos deagressão pelo ácido sulfúrico.
b) Resistência à tração na flexão
Através da análise dos dados de resistência à tração na flexão de concretos
submetidos à ação do ácido sulfúrico, por regressão múltipla, verificou-se que o efeito do teor
de adição de sílica ativa sobre a resistência à tração na flexão depende do efeito do tipo de
cimento, conforme pode ser observado na tabela 2.37 e na equação do modelo de
comportamento.
Tabela 2.37. Análise de regressão múltipla para resistência à tração naflexão - ácido sulfúrico
PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T p
Constante 2,30 0,20 11,51 0,0000
c × sa 0,47 0,27 1,69 0,1086
O modelo de comportamento de resistência à tração na flexão de concretos
submetidos à ação do ácido sulfúrico, obtido através de regressão múltipla, é descrito na
equação a seguir:
sac47,030,2rt ×−= ,r2 = 0,13 (coeficiente de determinação),
onde: rt = resistência à tração na flexão (MPa);
c = tipo de cimento (CP V-ARI = -1 e CP II-F = 1);
sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1)
53
Os termos considerados no modelo proposto apresentam valores de ‘p’ menor do
que 0,11, informando que são estatisticamente significativos a um nível de confiança de 89%.
A tabela 2.38 apresenta a análise de variância do modelo proposto, cujo valor de
‘p’ menor do que 0,11 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente significativa a
um nível de confiança de 89%.
Tabela 2.38. Análise variância para o modelo de regressão – resistência àtração ácido sulfúrico.
Fonte SQ GDL MQ F p
Modelo 2,23 1 2,23 2,85 0,1086
Resíduos 14,10 18 0,78
Total 16,33 19
O valor do parâmetro r2 de 0,13 indica que os parâmetros estudados, presentes no
modelo, explicam apenas 13% da variabilidade da resistência à tração na flexão analisada
para a agressão do ácido sulfúrico. O valor de r2 também indica que 87% do fenômeno não é
explicado pelo modelo, em função de variáveis não estudadas no experimento.
A figura 2.49 apresenta a resistência à tração na flexão para os concretos que
foram submetidos à ação do ácido sulfúrico.
0
1
2
3
4
0 3 6 9 12 15 18
Teor de sílica ativa (%)
Res
istê
nci
a à
traç
ão n
a fl
exão
(M
pa)
CP V-ARI
CP II-F
Figura 2.49. Resistência à tração na flexão para concretos submetidos àação do ácido sulfúrico.
54
REFRIGERANTE BASE COLA
a) Perda de massa
Através da análise dos resultados obtidos para perda de massa de concretos
submetidos à ação de refrigerante base cola, por regressão múltipla, verificou-se que os
fatores relação água/aglomerante, teor de adição de sílica ativa e número de ciclos de agressão
têm isoladamente um efeito significativo sobre a perda de massa. As interações indicam que
alguns fatores apresentam efeito combinado com outros fatores, por exemplo relação
água/aglomerante e teor de adição de sílica ativa, conforme apresentado na tabela 2.39 e no
modelo de comportamento proposto.
Tabela 2.39. Análise de regressão múltipla para a perda de massa – refrigerante base cola.
PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T p
Constante -7,47 0,20 38,00 0,0000
aag -0,99 0,12 -8,05 0,0000
t -5,38 0,13 -40,07 0,0000
sa2 0,54 0,21 2,61 0,0107
t2 -1,12 0,23 -4,93 0,0000
aag*sa -1,18 0,15 -7,99 0,0000
aag*t -1,11 0,17 -6,37 0,0000
O modelo de comportamento de perda de massa de concretos submetidos à ação
de refrigerante base cola, obtido através de regressão múltipla, é descrito na equação a seguir:
pm = -7,47 -0,99aag -5,38t + 0,54sa -2 2112 118 111, , ,t aag sa aag t− × − × ,
r2 = 0,95 (coeficiente de determinação),
onde: pm = perda de massa (g);
aag = fator água/aglomerante (0,37 = -1; 0,59 = 0 e 0,81 = 1);
sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1);
t = ciclo ou tempo de exposição ( ciclo1 = -1; ciclo2 = -0,5; ciclo3 = 0;ciclo = 0,5 e ciclo5 = 1).
Os termos considerados no modelo proposto apresentam valores de ‘p’ menor do
que 0,05, informando que são estatisticamente significativos a um nível de confiança de 95%.
A tabela 2.40 apresenta a análise de variância do modelo proposto, cujo valor de
‘p’ menor do que 0,01 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente significativa a
um nível de confiança de 99%.
55
Tabela 2.40. Análise variância para o modelo de regressão – perda demassa refrigerante base cola.
Fonte SQ GDL MQ F p
Modelo 1625,99 6 271,0 300,36 0,0000
Resíduos 83,91 93 0,90
Total 1709,9 99
O valor do parâmetro r2 de 0,95 indica que o modelo explica 95% da
variabilidade da perda de massa analisada para a agressão do refrigerante base cola. O valor
de r2 também indica que 5 % do fenômeno não é explicado pelo modelo, em função de
variáveis não controladas no experimento.
As figuras 2.50 a 2.52 apresentam a evolução da perda de massa, ao longo do
ciclo de agressão, para a relação água/aglomerante 0,37, 0,59 e 0,81, respectivamente,
variando-se o tipo de cimento e o teor de adição de sílica ativa.
A/Agl = 0,37
-15
-12
-9
-6
-3
0
0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g)
0%
9%
18%
Figura 2.50. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,37 – refrigerantebase cola.
56
A/Agl = 0,59
-15
-12
-9
-6
-3
0
0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g)
0%
9%
18%
Figura 2.51. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,59 – refrigerantebase cola.
A/Agl = 0,81
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g)
0%
9%
18%
Figura 2.52. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,81 – refrigerantebase cola.
As figuras 2.53 e 2.54 apresentam as curvas do modelo de perda de massa total
(ciclo final) para agressão em refrigerante base cola, variando-se a relação água/aglomerante e
o teor de sílica ativa, respectivamente.
57
-20
-15
-10
-5
0
0,37 0,59 0,81
Per
da
de
mas
sa (
g)
0
9
18
Relação a/agl
Figura 2.53. Influência da relação água/aglomerante na perda de massa por agressão derefrigerante base cola.
-25
-20
-15
-10
-5
0
0 3 6 9 12 15 18
Teor de sílica ativa (%)
Per
da
de
mas
sa (
g) - a/c 0,37
- a/c 0,59
- a/c 0,81
Figura 2.54. Influência do teor de adição de sílica ativa na perda de massa porrefrigerante base cola.
b) Resistência à tração na flexão
Através da análise dos dados de resistência à tração de concretos submetidos à
ação de refrigerante base cola, por regressão múltipla, verificou-se que o fator relação
água/aglomerante e o fator teor de adição de sílica ativa tem isoladamente um efeito
significativo sobre a resistência à tração na flexão. O efeito do tipo de cimento aparece
conjugado ao efeito da relação água/aglomerante, isto é, de acordo com a relação
água/aglomerante, o tipo de cimento apresenta um comportamento determinado na resistência
58
à tração de concretos expostos à ação agressiva do refrigerante base cola. A tabela 2.41 e o
modelo proposto indicam o comportamento de cada fator significativo para a propriedade
estudada.
Tabela 2.41. Análise de regressão múltipla para resistência à tração na flexão - refrigerantebase cola.
PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T p
Constante 1,85 0,44 4,16 0,0007
1/aag 2,21 0,30 7,41 0,0000
1/sa2 0,29 0,11 2,68 0,0164
c*1/aag -0,48 0,13 -3,83 0,0015
O modelo de comportamento de resistência à tração na flexão de concretos
submetidos à ação do refrigerante base cola, obtido através de regressão múltipla, é descrito
na equação a seguir:
aag/c48,0sa/29,0aag/21,285,1rt 2 −++= ,
r2 = 0,80 (coeficiente de determinação),
onde: rt = resistência à tração na flexão (MPa);
c = tipo de cimento (CP V-ARI = -1 e CP II-F = 1);
aag = fator água/aglomerante (0,37 = 0,5; 0,59 = 1,0 e 0,81 = 1,5);
sa = sílica ativa (0% = 0,5; 6% = 0,83; 9% = 1,0; 12% = 1,17 e18% = 1,5).
Os termos considerados no modelo proposto apresentam valores de ‘p’ menor do
que 0,05, informando que são estatisticamente significativos a um nível de confiança de 95%.
A tabela 2.42 apresenta a análise de variância do modelo proposto, cujo valor de
‘p’ menor do que 0,01 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente significativa a
um nível de confiança de 99%.
Tabela 2.42. Análise variância para o modelo de regressão – resistência à traçãorefrigerante base cola.
Fonte SQ GDL MQ F p
Modelo 30,62 3 10,21 20,73 0,0000
Resíduos 7,88 16 0,49
Total 38,49 19
59
O valor do parâmetro r2 de 0,80 indica que o modelo explica 80% da
variabilidade da resistência à tração na flexão analisada para a agressão refrigerante base cola.
O valor de r2 também indica que 20% do fenômeno não é explicado pelo modelo, em função
de variáveis não estudadas no experimento.
A figura 2.55 e 2.56 apresenta a resistência à tração na flexão para os concretos
que foram submetidos à ação do refrigerante base cola.
2,0
4,0
6,0
8,0
0 3 6 9 12 15 18
Teor de sílica ativa (%)
Res
istê
nci
a à
traç
ão n
a fl
exão
(M
pa)
CP V-ARI- a/c 0,37
CP V-ARI- a/c 0,59
CP V-ARI- a/c 0,81
CP II- a/c 0,37
CP II- a/c 0,59
CP II- a/c 0,81
Figura 2.55. Influência do teor de adição de sílica ativa na resitência à tração na flexão paraconcretos submetidos à ação do refrigerante base cola.
2
4
6
8
0,37 0,59 0,81
Relação a/agl
Res
istê
nci
a à
traç
ão n
a F
lexã
o (
Mp
a)
CP V-ARI 0%
CP V-ARI 9%
CP V-ARI 18%
CP II 0%
CP II 9%
CP II 18%
Figura 2.56. Influência da relação água/aglomerante na resitência à tração na flexão paraconcretos submetidos à ação do refrigerante base cola.
60
ÁGUA PURA
a) Perda de massa
Através da análise dos resultados de perda de massa de concretos submetidos à
ação de água pura, por regressão múltipla, verificou-se que os fatores tipo de cimento, relação
água/aglomerante, teor de adição de sílica ativa e número de ciclos de agressão têm
isoladamente um efeito significativo. Os valores da tabela 2.43 e a equação do modelo para
perda de massa indicam o efeito de cada fator.
Tabela 2.43. Análise de regressão múltipla para a perda de massa - água pura.
PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T p
Constante -3,82 0,17 -22,37 0,0000
c 0,57 0,09 6,61 0,0000
aag -1,40 0,11 -12,66 0,0000
t -0,46 0,11 -4,11 0,0001
sa2 0,52 0,19 2,80 0,0063
t2 0,43 0,19 2,26 0,0260
aag × sa 1,07 0,12 8,57 0,0000
aag × t -0,27 0,15 -1,84 0,0685
aag × c 0,96 0,11 8,73 0,0000
as × c -1,26 0,10 -12,23 0,0000
O modelo de comportamento para perda de massa de concretos submetidos à
ação de água pura, obtido através de regressão múltipla, é descrito na equação a seguir:
pm = -3,82 + 0,57c -1,40aag -0,46t + 0,52sa +2 20 43 1 07 0 27 0 96 126, , , , ,t aag sa aag t aag c sa c+ × − × + × − × ,
r2 = 0,88 (coeficiente de determinação),
onde: pm = perda de massa (g);
c = tipo de cimento (CP V-ARI = -1 e CP II-F = 1);
aag = fator água/aglomerante (0,37 = -1; 0,59 = 0 e 0,81 = 1);
sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1);
t = ciclo ou tempo de exposição ( ciclo1 = -1; ciclo2 = -0,5; ciclo3 = 0;ciclo = 0,5 e ciclo5 = 1).
Os termos considerados no modelo proposto apresentam valores de ‘p’ menor do
que 0,10, informando que são estatisticamente significativos a um nível de confiança de 90%.
A tabela 2.44 apresenta a análise de variância do modelo proposto, cujo valor de
‘p’ menor do que 0,01 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente significativa a
um nível de confiança de 99%.
61
Tabela 2.44. Análise variância para o modelo de regressão – perda de massa – água pura.
Fonte SQ GDL MQ F p
Modelo 428,51 9 47,61 74,95 0,0000
Resíduos 57,18 90 0,64
Total 485,7 99
O valor do parâmetro r2 de 0,88 indica que o modelo explica 88% da
variabilidade da perda de massa analisada para a agressão do ácido cítrico. O valor de r2
também indica que 12 % do fenômeno não é explicado pelo modelo, em função de variáveis
não controladas no experimento.
As figuras 2.57 a 2.59 apresentam a evolução da perda de massa, ao longo do
ciclo de agressão, para a relação água/aglomerante 0,37, 0,59 e 0,81, respectivamente,
variando-se o tipo de cimento e o teor de adição de sílica ativa.
A/Agl = 0,37
-10
-5
0
5
10
0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI 0%
CP V-ARI 9%
CP V-ARI 18%
CP II 0%
CP II 9%
CP II 18%
Figura 2.57. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,37 – água pura.
62
A/Agl = 0,59
-10
-5
0
5
10
0 1 2 3 4 5 6Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI 0%
CP V-ARI 9%
CP V-ARI 18%
CP II 0%
CP II 9%
CP II 18%
Figura 2.58. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,59 – água pura.
A/Agl = 0,81
-10
-5
0
5
10
0 1 2 3 4 5 6
Ciclos (14 dias)
Per
da
de
mas
sa (
g) CP V-ARI 0%
CP V-ARI 9%
CP V-ARI 18%
CP II 0%
CP II 9%
CP II 18%
Figura 2.59. Perda de massa ao longo dos ciclos para o fator a/agl 0,81 – água pura.
As figuras 2.60 e 2.61 apresentam as curvas do modelo de perda de massa total
(ciclo final) para agressão em água pura, variando-se a relação água/aglomerante e o teor de
sílica ativa, respectivamente.
63
-10
-5
0
5
0,37 0,59 0,81
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI 0
CP V-ARI 9
CP V-ARI 18
CP II-F 0
CP II-F 9
CP II-F 18
Relação a/agl
Figura 2.60. Influência da relação água/aglomerante na perda de massa total por agressãode água pura.
-10
-5
0
5
10
0 3 6 9 12 15 18
Teor de sílica ativa (%)
Per
da
de
mas
sa (
g)
CP V-ARI - a/c 0,37
CP V-ARI - a/c 0,59
CP V-ARI - a/c 0,81
CP II-F - a/c 0,37
CP II-F - a/c 0,59
CP II-F - a/c 0,81
Figura 2.61. Influência do teor de adição de sílica ativa na perda de massa total por agressãode água pura.
b) Resistência à tração na flexão
Através da análise dos dados de resistência à tração na flexão de concretos
submetidos à ação da água pura, por regressão múltipla, verificou-se que o fator relação
água/aglomerante e o fator teor de adição de sílica ativa tem isoladamente um efeito
significativo sobre a resistência à tração na flexão. O efeito do tipo de cimento aparece
64
conjugado ao efeito da relação água/aglomerante, conforme pode ser observado na tabela 2.45
e na equação do modelo estatístico do comportamento da resistência à tração na flexão.
Tabela 2.45. Análise de regressão múltipla para resistência à tração na flexão - água pura.
PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T p
Constante -6,29 3,05 -2,06 0,0596
1/aag 8,18 3,93 2,08 0,0580
1/sa 9,54 4,52 2,11 0,0548
1/aag2 -2,76 1,42 -1,94 0,0741
1/sa2 -3,24 1,64 -1,98 0,0693
c*1/aag -0,37 0,20 -1,84 0,0886
O modelo de comportamento de resistência à tração na flexão de concretos
submetidos à ação da água pura, obtido através de regressão múltipla, é descrito na equação a
seguir:
aag/c37,0sa/24,3aag/76,2sa/54,9aag/18,8629rt 22 −−−++−=
r2 = 0,59
onde: rt = resistência à tração na flexão (MPa)
c = tipo de cimento (CP V-ARI = -1 e CP II-F = 1);
aag = fator água/aglomerante (0,37 = -1; 0,59 = 0 e 0,81 = 1);
sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1).
Os termos considerados no modelo proposto apresentam valores de ‘p’ menor do
que 0,10, informando que são estatisticamente significativos a um nível de confiança de 90%.
A tabela 2.46 apresenta a análise de variância do modelo proposto, cujo valor de
‘p’ menor do que 0,05 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente significativa a
um nível de confiança de 95%.
Tabela 2.46. Análise variância para o modelo de regressão – resistência `atração na flexão – água pura.
Fonte SQ GDL MQ F p
Modelo 15,15 5 3,03 3,71 0,0262
Resíduos 10,61 13 0,82
Total 25,77 18
65
O valor do parâmetro r2 de 0,59 indica que o modelo explica 59% da
variabilidade da resistência à tração na flexão analisada para a agressão do ácido cítrico. O
valor de r2 também indica que 41% do fenômeno não é explicado pelo modelo, em função de
variáveis não estudadas no experimento.
As figuras 2.62 e 2.63 apresentam a resistência à tração na flexão para os
concretos que foram submetidos à ação da água pura.
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
0 3 6 9 12 15 18
Teor de sílica ativa (%)
Res
istê
nci
a à
traç
ão n
a fl
exão
(M
pa)
CP V-ARI- a/c 0,37
CP V-ARI- a/c 0,59
CP V-ARI- a/c 0,81
CP II- a/c 0,37
CP II- a/c 0,59
CP II- a/c 0,81
Figura 2.62. Influência do teor de adição de sílica ativa na resistência à tração na flexão paraconcretos submetidos à ação da água pura.
66
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
5,50
6,00
0,37 0,59 0,81Relação a/agl
Res
istê
nci
a à
traç
ão n
a F
lexã
o (
Mp
a)CP V-ARI 0%
CP V-ARI 9%
CP V-ARI 18%
CP II 0%
CP II 9%
CP II 18%
Figura 2.63. Influência da relação água/aglomerante na resistência à tração na flexão paraconcretos submetidos à ação da água pura.
CORPOS DE PROVA DE REFERÊNCIA
a) Resistência à tração na flexão
Através da análise dos dados de resistência à tração na flexão dos concretos de
referência, por regressão múltipla, verificou-se que os fatores relação água/aglomerante e o
teor de adição de sílica ativa têm um efeito significativo sobre a resistência à tração na flexão.
A tabela 2.47 e a equação do modelo de resistência à tração na flexão indicam o
comportamento de cada fator significativo para a propriedade estudada.
Tabela 2.47. Análise de regressão múltipla para resistência à tração na flexão – corpos deprova de referência.
PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T p
Constante 4,31 0,14 31,44 0,0000
1/aag -0,96 0,16 -6,08 0,0000
1/sa -0,41 0,18 -2,23 0,0321
67
O modelo de comportamento de resistência à tração na flexão dos concretos de
referência, obtido através de regressão múltipla, é descrito na equação a seguir:
sa41,0aag96,031,4rt −−=
r2 = 0,53
onde: rt = resistência à tração na flexão (MPa);
aag = fator água/aglomerante (0,37 = 0,5; 0,59 = 1 e 0,81 = 1,5);
sa = sílica ativa (0% = 0,5; 6% = 0,83; 9% = 1; 12% = 1,17 e 18% = 1,5);
Os termos considerados no modelo proposto apresentam valores de ‘p’ menor do
que 0,05, informando que são estatisticamente significativos a um nível de confiança de 95%.
A tabela 2.48 apresenta a análise de variância do modelo proposto, cujo valor de
‘p’ menor do que 0,01 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente significativa a
um nível de confiança de 99%.
Tabela 2.48. Análise variância para o modelo de regressão – resistência à tração na flexão –corpos de prova de referência.
Fonte SQ GDL MQ F p
Modelo 29,41 2 14,71 20,37 0,0000
Resíduos 25,99 36 0,72
Total 55,40 38
O valor do parâmetro r2 de 0,53 indica que o modelo explica 53% da
variabilidade da resistência à tração na flexão analisada para a agressão do ácido cítrico. O
valor de r2 também indica que 47% do fenômeno não é explicado pelo modelo, em função de
variáveis não controláveis no experimento.
As figuras 2.64 e 2.65 apresentam a influência da relação água aglomerante e do
teor de sílica ativa na resistência à tração na flexão para os concretos de referência.
68
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 3 6 9 12 15 18
Teor de sílica ativa (%)
Res
istê
nci
a à
traç
ão n
a fl
exão
(M
pa)
a/c 0,37
a/c 0,59
a/c 0,81
Figura 2.64. Influência do teor de adição de sílica ativa na resistência à tração na flexão paracorpos de prova de referência.
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
5,50
6,00
0,37 0,59 0,81
Relação a/agl
Res
istê
nci
a à
traç
ão n
a F
lexã
o (
Mp
a)
0%
9%
18%
Figura 2.65. Influência da relação água/aglomerante na resistência à tração na flexão paracorpos de prova de referência.
As figuras 2.66 a 2.72 mostram os corpos de prova de concreto após o ciclo final
de agressão pelas soluções utilizadas.
A análise dos resultados obtidos no programa experimental de agressão química
mostrou não ser suficiente para explicar a influência da adição de sílica ativa e dos tipos de
cimento estudados na perda de massa e resistência à tração na flexão. Os fenômenos que
regem a ação dos agentes químicos em compostos de cimento estão diretamente vinculados às
69
características da microestrutura e à composição química da pasta de cimento hidratada, o que
indica a necessidade de proceder análises mais aprofundadas para elucidar o comportamento
observado nos concretos estudados.
Desta forma, uma investigação mais complexa, como por exemplo, a análise dos
concretos por microscopia eletrônica, difração de raios-x, análises térmicas, entre outras, pode
corroborar para obtenção de respostas esclarecedoras no mecanismo de ação de soluções
agressivas no concreto.
Figura 2.66. Aspecto geral dos corpos de prova submetidos à ação do ácido acético.
70
Figura 2.67. Aspecto geral dos corpos de prova submetidos à ação do ácido cítrico.
Figura 2.68. Aspecto geral dos corpos de prova submetidos à ação do ácido fórmico.
71
Figura 2.69. Aspecto geral dos corpos de prova submetidos à ação do ácido lático.
Figura 2.70. Aspecto geral dos corpos de prova submetidos à ação do ácido sulfúrico.
72
Figura 2.71. Aspecto geral dos corpos de prova submetidos à ação de refrigerante base cola.
Figura 2.72. Aspecto geral dos corpos de prova submetidos à ação da água pura.
73
2.7. Resistência à Abrasão
2.7.1. Método
O ensaio de resistência à abrasão foi realizado conforme método da Fundação de
Ciência e Tecnologia - CIENTEC. Para a realização deste ensaio foram moldados corpos de
prova com dimensões de (4 x 4 x 5) cm para os traços estudados. A figura 2.73 mostra o
ensaio de abrasão em desenvolvimento.
Figura 2.73. Ensaio de abrasão.
74
2.7.2. Resultados
Os dados resultantes do ensaio de abrasão estão apresentados na tabela 2.49.Tabela 2.49. Resultados do ensaio de abrasão
a/agl sa % Cimento Desgaste(mm)
a/agl sa % Cimento Desgaste(mm)
a/agl sa % Cimento Desgaste(mm)
0,37 0 II 5,55 0,59 0 II 8,21 0,59 18 V 8,080,37 0 II 6,17 0,59 0 II 7,91 0,59 18 V 8,700,37 0 II 7,08 0,59 0 II 8,54 0,59 18 V 7,600,37 0 II 7,09 0,59 0 II 8,44 0,59 18 V 7,860,37 0 II 6,74 0,59 0 II 8,47 0,81 0 II 8,330,37 0 II 7,14 0,59 0 V 7,86 0,81 0 II 6,870,37 0 V 6,00 0,59 0 V 8,01 0,81 0 II 8,770,37 0 V 6,82 0,59 0 V 7,64 0,81 0 II 8,910,37 0 V 6,48 0,59 0 V 6,44 0,81 0 II 10,300,37 0 V 5,96 0,59 0 V 6,98 0,81 0 II 9,080,37 0 V 6,40 0,59 0 V 7,17 0,81 0 V 7,760,37 0 V 6,34 0,59 0 V 7,99 0,81 0 V 7,750,37 0 V 7,03 0,59 0 V 7,57 0,81 0 V 10,620,37 0 V 6,78 0,59 9 II 8,84 0,81 0 V 10,720,37 6 II 7,38 0,59 9 II 7,50 0,81 0 V 9,810,37 6 II 8,00 0,59 9 II 8,93 0,81 0 V 8,420,37 6 II 4,16 0,59 9 II 7,88 0,81 0 V 8,510,37 6 II 5,26 0,59 9 II 6,48 0,81 0 V 9,280,37 6 V 7,33 0,59 9 II 8,89 0,81 6 II 8,930,37 6 V 5,83 0,59 9 II 7,23 0,81 6 II 9,350,37 6 V 6,36 0,59 9 II 7,95 0,81 6 II 7,820,37 6 V 6,99 0,59 9 II 8,31 0,81 6 II 7,420,37 12 II 6,77 0,59 9 II 7,82 0,81 6 V 7,430,37 12 II 7,29 0,59 9 II 8,17 0,81 6 V 6,300,37 12 II 7,62 0,59 9 II 8,65 0,81 12 II 10,630,37 12 II 7,44 0,59 9 V 8,07 0,81 12 II 10,610,37 12 V 6,96 0,59 9 V 7,79 0,81 12 II 9,630,37 12 V 6,51 0,59 9 V 7,96 0,81 12 II 8,090,37 18 II 7,26 0,59 9 V 7,32 0,81 12 V 8,180,37 18 II 7,64 0,59 9 V 5,86 0,81 12 V 9,020,37 18 II 7,17 0,59 9 V 7,18 0,81 12 V 9,420,37 18 II 8,52 0,59 9 V 8,08 0,81 12 V 10,100,37 18 II 8,21 0,59 9 V 6,19 0,81 18 II 8,880,37 18 II 7,98 0,59 9 V 7,44 0,81 18 II 10,280,37 18 V 8,67 0,59 9 V 8,35 0,81 18 II 9,760,37 18 V 6,33 0,59 9 V 7,85 0,81 18 II 9,760,37 18 V 7,67 0,59 9 V 8,13 0,81 18 II 10,890,37 18 V 7,32 0,59 18 II 8,74 0,81 18 II 8,160,37 18 V 7,32 0,59 18 II 7,38 0,81 18 V 8,510,37 18 V 6,78 0,59 18 II 6,46 0,81 18 V 9,230,37 18 V 7,40 0,59 18 II 8,58 0,81 18 V 6,970,37 18 V 7,02 0,59 18 II 8,78 0,81 18 V 8,220,59 0 II 6,17 0,59 18 II 7,08 0,81 18 V 9,090,59 0 II 9,34 0,59 18 II 8,72 0,81 18 V 10,740,59 0 II 7,86 0,59 18 II 9,86 0,81 18 V 8,650,59 0 II 8,55 0,59 18 V 7,62 0,81 18 V 8,810,59 0 II 6,56 0,59 18 V 7,15
75
2.7.3. Análise e discussão dos resultados
Através da análise dos resultados do ensaio de abrasão, por regressão múltipla,
verificou-se que os fatores tipo de cimento, relação água/aglomerante e teor de sílica ativa
apresentam efeito significativo a resistência à abrasão, conforme pode ser observado na tabela
2.50 e na equação do modelo proposto de comportamento.
Tabela 2.50. Análise de regressão múltipla para a abrasão
PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T p
Constante 7,91 0,076 103,66 0,0000
c 0,18 0,076 2,30 0,0232
aag 1,01 0,098 10,26 0,0000
sa 0,29 0,095 3,05 0,0028
O modelo de comportamento da abrasão, obtido através de regressão múltipla, é
descrito na equação a seguir:
sa29,0aag01,1c18,091,7desgaste +++= ,
r2 = 0,47
onde: c = tipo de cimento (CP V-ARI = -1 e CP II-F = 1);
aag = fator água/aglomerante (0,37 = -1; 0,59 = 0 e 0,81 = 1)
sa = sílica ativa (0% = -1; 6% = -0,33; 9% = 0; 12% = 0,33 e 18% = 1)
Os termos considerados no modelo proposto apresentam valores de ‘p’ menor do
que 0,05, informando que são estatisticamente significativos a um nível de confiança de 95%.
A tabela 2.51 apresenta a análise de variância do modelo de abrasão proposto,
cujo valor de ‘p’ menor do que 0,01 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente
significativa a um nível de confiança de 99%.
Tabela 2.51. Análise variância para o modelo de regressão.
Fonte SQ GDL MQ F p
Modelo 98,34 3 32,78 40,28 0,0000
Resíduos 110,67 136 0,81
Total 209,01 139
76
O valor do parâmetro r2 de 0,47 indica que o modelo explica 47% da
variabilidade da medida de abrasão (desgaste em mm). Segundo o modelo, gerado a partir dos
resultados do ensaio de abrasão, 53% do comportamento dos dados de abrasão é explicado
por variáveis não controláveis (método de ensaio por exemplo).
As figuras 2.76 e 2.77 apresentam a influência da relação água/aglomerante, do
teor de sílica ativa e do tipo de cimento no desgaste (mm) medido no ensaio de abrasão.
5
6
7
8
9
10
0 6 9 12 18
Teor de Sílixa Ativa (%)
Des
gas
te (
mm
) CP V-ARI 0,37
CP V-ARI 0,59
CP V-ARI 0,81
CP II 0,37
CP II 0,59
CP II 0,81
Figura 2.76. Variação do desgaste com o teor de sílica ativa para as relaçõeságua/aglomerante e tipo de cimento analisados.
5
6
7
8
9
10
0,37 0,59 0,81
Relação Água/Aglomerante
Des
gat
e (m
m)
CP V-ARI 0% sa
CP V-ARI 9% sa
CP V-ARI 18% sa
CP II 0% sa
CP II 9% sa
CP II 18% sa
Figura 2.77. Variação do desgaste com a relação água/aglomerante para os teores de sílicaativa e tipo de cimento analisados.
77
3. DURABILIDADE CONFERIDA PELO CIMENTO ARI
Este estudo teve como objetivo comparar o cimento ARI produzido pela CCI
com outros tipos de cimento, com relação à durabilidade. Na seqüência são apresentados o
planejamento, o método e resultados do ensaio de absorção de água (Método Kelham) e do
ensaio de penetração de íons cloreto (ASTM C1202-91). Também são apresentados os
resultados de absorção de água e penetração de íons cloretos para concretos com adição de
sílica ativa.
3.1. Variáveis
O programa experimental analisou os seguintes fatores controláveis (variáveis):
• Relação a/ag (0,30; 0,35; 0,45; 0,60 e 0,80);
• Teor de adição de sílica ativa (0, 5, 10, 15 e 20%);
• Tipo de cimento (CP II-F; CP II-E; CP IV; CP V-ARI e CP V-ARI RS).
3.2. Planejamento dos experimentos
Os ensaios foram realizados através de um projeto estatístico fracionado, com
dois corpos de prova para cada traço ensaiado, conforme apresentado na tabela 3.1. Este tipo
de projeto permite verificar a influência das variáveis com a mesma representatividade de
projetos completos.
O teor de sílica ativa utilizado nesta pesquisa entrou na dosagem dos concretos
como adição e o ajuste de traço foi feito apenas para o cimento CP V ARI, empregando-se a
mesma dosagem para os demais tipos de cimento.
Tabela 3.1. Projeto fracionado dos experimentos.Tipo de cimento CP V-ARI CP II-E CP II-F CP ARI-RS
% sílica ativa 0 5 10 15 20 0 0 00,30 X
XXX
XX
XX
XX
XX
0,35 XX
XX
XX
XX
XX
0,45 XX
XX
XX
XX
XX
XX
0,60 XX
XX
XX
XX
XX
0,80 XX
XX
XX
XX
XX
XX
Cada “X” representa uma amostra retirada de uma betonada. Foram realizadas,
portanto, duas betonadas por traço, diminuindo a influência de um possível erro na etapa de
moldagem (o erro fica notado pela discrepância entre os dois resultados de cada betonada).
78
3.2. Materiais empregados
• Cimento: Portland de alta resistência inicial (CP V-ARI)
• Agregado Miúdo: areia regular, proveniente do leito do Rio Guaíba - Porto
Alegre/RS.
• Agregado Graúdo: de origem basáltica, britado, com diâmetro máximo
19 mm.
• Sílica Ativa: na forma de pó, originada de um mesmo lote de fabricação.
• Aditivo Superplastificante: A base de naftaleno sulfonado.
• Água: Proveniente da rede de abastecimento de água potável da
concessionária local.
3.4. Proporcionamento dos materiais
A obtenção dos traços, isto é, do proporcionamento dos materiais constituintes do
concreto, foi realizada com base no método de dosagem desenvolvido pelo IPT/EPUSP
(HELENE e TERZIAN, 1993), através da qual foi fixado um teor de argamassa de 46%. A
tabela 3.2 apresenta os traços de concreto utilizados nesta etapa da pesquisa.
Tabela 3.2. Proporcionamento dos materiais
Traço Relaçãoa/agl*
Adição de sílicaativa (%)
Cimento(g)
Areia(g)
Brita(g)
Água(g)
Sílicaativa (g)
Aditivo(g-%)
1:0,56:1,83 0,30 0 10.929 6.120 20.000 3.224 - 83,5-0,761:0,56:1,83 0,30 10 10.929 6.12 20.000 3.523 1.093 103-0,941:0,56:1,83 0,30 20 10.929 6.120 20.000 3.869 2.186 138-1,261:0,88:2,21 0,35 5 9.050 7.964 20.000 3.279 453 44,2-0,491:0,88:2,21 0,35 15 9.050 7.964 20.000 3.591 1.358 61,2-0,681:1,53:2,97 0,45 0 6.734 10.303 20.000 3.030 - -1:1,53:2,97 0,45 10 6.734 10.303 20.000 3.296 673 28,6-0,421:1,53:2,97 0,45 20 6.734 10.303 20.000 3.596 1.347 54,5-0,811:2,50:4,11 0,60 5 4.866 12.165 20.000 3.040 243 -1:2,50:4,11 0,60 15 4.866 12.165 20.000 3.358 730 8-0,161:3,80:5,63 0,80 0 3.552 13.499 20.000 2.842 - 23- 0,651:3,80:5,63 0,80 10 3.552 13.499 20.000 3.106 355 14,7-0,411:3,80:5,63 0,80 20 3.552 13.499 20.000 3.410 710 8-0,23
As tabelas 3.3, 3.4 e 3.5 apresentam, respectivamente, a quantidade de aditivo em
relação ao peso do cimento, o abatimento e teor de ar incorporado.
79
Tabela 3.3. Quantidade de aditivo em relação ao peso do cimento (%).
tipo de cimento CP V-ARI CP II-E CP II-F CP V-ARI RS% de sílica ativa 0 5 10 15 20 0 0 0
0,30 0,650,67
0,950,86
1,701,65
0,300,30
0,130,55
1,000,67
0,35 0,401,03
0,810,81
0,130,14
00
0,560,22
0,45 00
0,270,42
0,591,05
00
00
0,250
0,60 00
00,30
00
00
00,15
0,80 0,250,82
00,42
0,420,56
1,430,53
00
1,060,76
Tabela 3.4. Abatimento do tronco de cone (mm).
tipo de cimento CP V-ARI CP II-E CP II-F CP V-ARI RS% de sílica ativa 0 5 10 15 20 0 0 0
0,30 6264
6545
5067
6475
6741
9847
0,35 5550
5440
5070
8554
9548
0,45 6772
4566
5273
7070
80125
7251
0,60 5350
4955
103170
5554
70145
0,80 5045
4550
6292
7343
5054
11058
Tabela 3.5. Ensaio de teor de ar incorporado (%).
tipo de cimento CP V-ARI CP II-E CP II-F CP V-ARI RS% de sílica ativa 0 5 10 15 20 0 0 0
0,30 1,051,40
1,401,45
1,851,75
0,35 1,201,55
1,40−
1,25 1,25 1,30
0,45 1,65−
1,651,60
1,201,90
0,60 1,501,90
1,651,50
1,25 1,85 1,50
0,80 1,50−
2,301,45
1,301,40
3.5. Resistência à compressão
A tabela 3.6 apresenta os resultados do ensaio resistência a compressão na idade
de 28 dias e a tabela 3.7 apresenta os resultados do ensaio resistência a compressão na idade
de 180 dias.
80
Tabela 3.6. Ensaio de compressão simples na idade de 28 dias (MPa).
tipo de cimento CP V-ARI CP II-E CP II-F CP V-ARI RS% de sílica ativa 0 5 10 15 20 0 0 0
0,30 52,859,6
61,262,0
75,664,0
43,443,2
48,860,4
48,252,0
0,35 53,246,0
56,860,0
38,830,8
40,835,6
52,649,6
0,45 44,841,2
51,647,2
46,849,9
30,233,2
28,431,2
41,230,8
0,60 34,830,8
41,243,2
19,219,6
22,419,6
24,417,2
0,80 20,818,8
31,425,2
17,628,4
13,213,2
16,816,8
18,018,0
Tabela 3.7. Ensaio de compressão simples na idade de 180 dias (MPa).
tipo de cimento CP V-ARI CP II-E CP II-F CP V-ARI RS% de sílica ativa 0 5 10 15 20 0 0 0
0,30 68,071,6
77,269,2
82,471,6
-- 57,661,6
--
0,35 68,869,2
70,469,2
-- 51,652,0
--
0,45 46,849,2
60,860,0
57,666,4
-- 31,638,8
--
0,60 40,442,8
47,246,8
-- 25,223,2
--
0,80 31,624,8
28,031,6
38,832,4
-- 19,220,0
--
3.6. Absorção de água pelo concreto - Método Kelham
O ensaio de laboratório desenvolvido por KELHAM (1988) é baseado na
penetração de água em concreto não-saturado ao longo do tempo. O fenômeno baseias-se na
absorção de água pelo concreto por meio da sucção capilar. O ensaio apresenta como variável
de resposta a razão de penetração da água (absortividade) e a porosidade efetiva da amostra.
A seguir será apresentado o método experimental desenvolvido para absorção,
proposto por KELHAM (1988).
3.6.1. Método
O método de absorção de água por sucção capilar proposto por KELHAM (1988)
utiliza um sistema que possibilita monitorar o peso de um corpo de prova
(100 x 100 x 50 mm) de concreto (cp) submerso ao longo do tempo. O sistema (figura 3.1) foi
composto de uma caixa plástica contendo água deionizada e uma balança hidrostática com
uma das bandejas adaptadas para manter o corpo de prova totalmente submerso. Ao corpo de
prova foi acoplada uma tampa de PVC com um capilar de plástico incolor para garantir a
condição de manter uma face em contato com o ar (figura 3.2). As laterais do corpo de prova
81
foram seladas com resina epóxi e a face inferior permaneceu em contato com a água. Os
corpos de prova foram secos em estufa e imersos na água, monitorando-se o aumento de peso
ao longo do tempo com uma balança hidrostática.
Figura 3.1. Sistema para o ensaio de absorção.
CP = 100 x 100 x 50 mm
50
100
Tampa PVC
Tubo ∅ 5 mm
Revestimento impermeável(resina epóxi)
Espaçamentoentre tampa esuperfíciesuperior do cp = 2mm
Figura 3.2. Corpo de prova para o ensaio de absorção.
82
Os procedimentos de ensaio desenvolvidos para o ensaio de absorção de água
pelo concreto, seguindo o método KELHAM (1988), são descritos na seqüência:
• O corpo de prova para o ensaio de absorção foi obtido serrando-se uma fatia de
100 x 100 x 50 mm de um corpo de prova 100 x 100 x 300 mm com idade de 28
dias;
• A fatia serrada foi mantida ao ar durante 1 hora (no mínimo) para que perdesse
a água decorrente do processo de serragem. Em seguida foi pesada em balança
digital com 0,1 g de precisão;
• O corpo de prova foi colocado em estufa a temperatura de 110 ± 10 oC, sendo
pesado a cada 24 horas até a constância de massa (definida como uma mudança
de peso inferior a 0,1 %, sobre o peso menor, num período de 24 horas);
• Após atingir a constância de massa o corpo de prova foi retirado da estufa e
colocado em um recipiente fechado com sílica gel para que resfriasse até atingir
a temperatura ambiente;
• Depois de resfriado, as laterais do corpo de prova (faces de 50 x 100 mm)
foram seladas com resina epóxi e colocados novamente no recipiente com sílica
gel;
• A tampa do corpo de prova, constituída de uma placa de PVC com um tubo
plástico no centro (figura 3.2), foi acoplada na face superior com silicone;
• O corpo de prova na bandeja da balança hidrostática foi colocado em imersão,
monitorando-se a massa em períodos estipulados 5, 15 e 30 minutos, 1, 2 e 4
horas, por 5 dias;
• A balança hidrostática foi equilibrada com o auxílio de pesos de metal
calibrados e auxílio de areia em um recipiente nos períodos preestabelecidos,
para obter-se a massa em dado tempo t.
A massa no tempo t=0 não é medida pois não existe possibilidade de equilibrar a
balança num tempo muito curto. São necessários no mínimo 90 segundos para tal operação. A
massa inicial é calculada extrapolando-se a reta originada na medição dos pesos ao longo da
raiz quadrada do tempo (t1/2).
83
A porosidade efetiva foi encontrada a partir da medição das dimensões do
cp (A e h) e da diferença entre a massa saturada e a massa inicial.
3.6.2. Resultados obtidos
As figuras 3.3 a 3.7 apresentam os resultados de absorção para os fatores
água/aglomerante 0,30; 0,35; 0,45; 0,60 e 0,80 respectivamente.
Absorção de água - Método Kelham Fator a/ag = 0,30
y = 10,045x + 1,4742R
2 = 0,9944
y = 0,7184x + 52,514R
2 = 0,7431
y = 7,7719x + 3,9899R
2 = 0,9835
y = 2,5057x + 34,91R
2 = 0,7821
y = 6,3336x + 6,0399R
2 = 0,941
y = 1,7329x + 31,629R
2 = 0,3319
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tempo1/2(h1/2)
Águ
a abs
orvi
da (g
)
Sem ms
10 % de ms
20 % de ms
Figura 3.3. Resultados de absorção de água para a relação água/aglomerante 0,30.
84
Absorção de água - Método Kelham Fator a/ag = 0,35
y = 7,0398x + 0,8759R
2 = 0,999
y = 2,0472x + 39,333R
2 = 0,8909
y = 7,31x + 2,9102R
2 = 0,9956
y = 2,2739x + 37,619
R2 = 0,9851
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tempo1/2 (h1/2)
Águ
a abs
orvi
da (g
) 5 % de ms15 % de ms
Figura 3.4. Resultados de absorção de água para a relação água/aglomerante 0,35.
Absorção de água - Método Kelham Fator a/ag = 0,45
y = 12,662x + 1,3281R
2 = 0,9826
y = 0,5469x + 58,433R
2 = 0,6337
y = 8,6618x + 2,1348R
2 = 0,9662
y = 0,7329x + 62,354R
2 = 0,7445
y = 8,2087x + 3,1724R
2 = 0,9909
y = 2,1772x + 53,182R
2 = 0,9721
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tempo1/2 (h1/2)
Águ
a abs
orvi
da (g
)
Sem ms
10 % de ms20 % de ms
Figura 3.5. Resultados de absorção de água para a relação água/aglomerante 0,45.
85
Absorção de água - Método KelhamFator a/ag = 0,60
y = 11,901x + 0,7579
R2 = 0,9971
y = 0,8742x + 56,882
R2 = 0,2249
y = 10,22x + 1,0295R
2 = 0,9301
y = 0,6387x + 69,745
R2 = 0,2108
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tempo1/2 (h1/2)
Águ
a abs
orvi
da (g
)5 % de ms
15 % de ms
Figura 3.6. Resultados de absorção de água para a relação água/aglomerante 0,60.
Absorção de água - Método Kelham Fator a/ag = 0,80
y = 0,6779x + 55,41R
2 = 0,9789
y = 14,901x - 1,0125R
2 = 0,9939
y = 0,6816x + 63,197
R2 = 0,4955
y = 12,782x + 1,863R
2 = 0,9848
y = 0,8912x + 71,654R
2 = 0,4589
y = 19,515x + 1,1761R
2 = 0,9884
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tempo 1/2 (h1/2)
Águ
a abs
orvi
da (g
)
Sem ms
10 % de ms
20 % de ms
Figura 3.7. Resultados de absorção de água para a relação água/aglomerante 0,80.
86
3.6.3. Análise e discussão dos resultados
A análise estatística dos resultados de absorção obtidos pelo método de
KELHAM (1988) possibilitou modelar o comportamento dos concretos estudados para as
propriedades de absortividade1 e resistência capilar.
O modelo de comportamento para absortividade em concretos com adição de
sílica ativa apresentou um coeficiente de determinação r2 igual a 0,92, indicando que, para as
condições de ensaio estudadas, o modelo proposto explica 92% do comportamento de
absortividade dos concretos com adição de sílica ativa. Para os cimentos CP II-E, CP II-F e
CP V-ARI RS, os modelos de comportamento apresentaram, respectivamente, coeficiente de
determinação igual a 0,76; 0,75 e 0,88. A figura 3.8 apresenta as curvas dos modelos proposto
de absortividade de água para concretos com adição de sílica ativa e com diferentes tipos de
cimento. Estas curvas indicam um desempenho de absortividade superior dos concretos com
adição de sílica ativa quando comparados com concretos executados com outros tipos de
cimento. Também pode-se constatar que não existe uma diferença significativa entre as curvas
para concretos com 15% de adição e concretos com 20% de adição de sílica ativa, bem como
entre os concretos com cimento CP V- ARI sem adição e cimento CP V-ARI RS.
Influência do tipo de cimento e das adições de sílica ativa na absortividade dos concretos (idade: 28 dias)
R E2 = 0,76
RF2 = 0,75
RRS2 = 0,88
2
6
10
14
18
22
26
0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00
Relação a/ag
Ab
sort
ivid
ad
e -
S (
mm
/h1/2)
CP-V ARI sem S.A
CP-V ARI + 10% S.A
CP-V ARI + 20% S.A
CP-V ARI + 5% S.A
CP-V ARI + 15% S.A
S R S
SE
SF
RS A2 = 0,92
CP-II E
CP-II F
CP-V ARI RSCP-V ARI + 0% s.a.
CP-V ARI + 5% s.a.
CP V-ARI+10% s.a.CP V-ARI+15%s.a.
CP V-ARI+20%s.a.
Figura 3.8. Curvas dos modelos de comportamento para absortividade de concretos.
1 Absortividade, simplificadamente, é a razão de penetração de água no concreto em um determinado intervalo de tempo.
87
Para a propriedade de resistência capilar, o modelo de comportamento para os
concretos com adição de sílica ativa apresentou um coeficiente de determinação igual a 0,87,
indicando um bom ajuste para os dados de resistência capilar obtidos para este tipo de
concreto. Para concretos executados com cimento CP II-E o coeficiente de determinação do
modelo de comportamento foi de 0,73, com cimento CP II-F foi de 0,68 e para cimentos CP
V-ARI RS foi de 0,84. As curvas dos modelos de comportamento para resistência capilar dos
diferentes tipos de concretos estão apresentadas na figura 3.9. Assim como na absortividade,
para a propriedade de resistência capilar os concretos com adição de sílica ativa apresentam
um desempenho superior quando comparados aos concretos executados com os outros tipos
de cimento.
O desempenho superior dos concretos com adição de sílica ativa nestas duas
propriedades possivelmente está relacionado ao refinamento da matriz dos poros e a
interrupção na comunicação entre os mesmos, que ocorre em função das reações pozolânicas
e do efeito microfíler da sílica ativa, dificultando a passagem e o transporte de água pela
matriz hidratada.
Influência do teor de adição de sílica ativa na resistência capilar dos concretos
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
Relação a/ag
Res
istê
ncia
cap
ilar -
M (x
10
3)
CP-V ARI
CP-V ARI + 5% S.A
CP-V ARI + 10% S.A
CP-V ARI + 15% S.A
CP-V ARI + 20% S.A
CP-V ARI RS
CP-II F
CP-II E
CP-V ARI + 20% SA
CP-V ARI + 15% SA
CP-V ARI + 10% SA
CP-V ARI + 5% SA
CP-V ARI
CP-V ARI RS
CP-II FCP-II E
Figura 3.9. Curvas de modelo de comportamento para resistência capilar.
A figura 3.10 apresenta as curvas de correlação entre a abortividade e a
resistência à compressão para os concretos executados com diferentes tipos de cimento.
88
Concretos CP-II FS28 x fc28
S = 122,03 fc-0,5897
R2 = 0,79
4
8
12
16
20
24
28
10 20 30 40 50 60 70 80fc28 (MPa)
S2
8 (m
m/h
1/2)
Concretos CP-V ARI RSS28 x fc28
S = 55,939 fc-0,3829
R2 = 0,85
4
8
12
16
20
24
28
10 20 30 40 50 60 70 80fc28 (MPa)
S2
8 (
mm
/h1
/2)
(a) (b)
Concretos CP-II ES28 x fc28
S = 74,237 fc-0,3866
R2 = 0,66
4
8
12
16
20
24
28
10 20 30 40 50 60 70 80fc28 (MPa)
S2
8 (
mm
/h1
/2)
Concretos CP-V ARI +adições de SAS28 x fc28
S = 129,57 fc-0,7018
R2 = 0,77
4
8
12
16
20
24
28
10 20 30 40 50 60 70 80fc28 (MPa)
S2
8 (
mm
/h1
/2)
(c) (d)
Concretos CP-V ARIS28 x fc28
S = 153,63 fc-0,6851
R2 = 0,9157
4
8
12
16
20
24
28
10 20 30 40 50 60 70 80fc28 (MPa)
S2
8 (
mm
/h1
/2)
ConcretosS28 x fc28
S = 186,21 fc-0,7432
R2 = 0,66
4
8
12
16
20
24
28
10 20 30 40 50 60 70 80fc28 (MPa)
S2
8 (
mm
/h1
/2)
(e) (f)
Figura 3.10. Correlação entre absortividade e resistência à compressão aos 28 dias – (a) CP II-F;(b) CP V-ARI RS; (c) CP II-E; (d) CP V-ARI + sílica ativa; (e) CP V-ARI; (f) todos traços.
Os ensaios de absorção desenvolvidos neste programa experimental foram
conduzidos com base no método de KELHAM (1988). Contudo, uma vez que a ABNT
normaliza um método de ensaio para absorção de água em concretos (NBR 9779), concluiu-se
que seria conveniente comparar resultados obtidos pelo método aqui empregado e pelo
método da ABNT. A figura 3.11 apresenta curvas de resultados dos dois métodos, a partir das
quais pode-se concluir que os dados obtidos pelo método da ABNT não são precisos,
principalmente quando eleva-se a relação água/aglomerante.
89
Sensibilidade de ensaios frente a propriedade de absortividade:
Método NBR 9779 x Método Kelham
SKEL = 23,682 (a/c) 0,7588
R2 = 0,98
SNBR = 15,04(a/c)0,2751
R2 = 0,69
6
8
10
12
14
16
18
20
22
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9Relação a/c
Abs
ortiv
idad
e -
S
(mm
/h1
/2)
NBR 9779
Kelham
Figura 3.11. Comparação entre método de Kelham e método ABNT.
3.7. Penetração de íons Cloreto
3.7.1. Método
Para a simulação da penetração de cloreto nos corpos de prova de concreto foi
empregado o método da ASTM C1202-91 (1992). Este método de ensaio baseia-se em
princípio eletroquímico, utilizando-se duas células, uma contendo cloreto de sódio (NaCl) e
outra contendo hidróxido de sódio (NaOH). Gera-se uma diferença de potencial entre as duas
células, originando uma corrente que induz o transporte do íon cloreto, no sentido NaCl -
NaOH, através do corpo de prova colocado entre as duas células. A corrente passante é
registrada e transformada em carga total, a qual é relacionada com a capacidade do material
em resistir à penetração de íons cloreto.
3.7.2. Resultados obtidos
A tabela 3.8 e a figura 3.12 apresentam os resultados obtidos no ensaio de
penetração acelerada de íon cloreto para concretos com adição de sílica ativa.
90
Tabela 3.8. Resultados do ensaio de penetração acelerada de íon cloreto em concretos comsílica ativa – carga passante (Coulombs).
Sílica ativa (%)
Relaçãoágua/aglomerante 0 5 10 15 20
0,301701 271 173
0,35697 259
0,452950 756 891
532
0,6026012603
1302
0,8055094829
3082 1465
Penetração acelerada de íons cloreto
0400800
12001600200024002800320036004000440048005200
0,30 0,35 0,45 0,60 0,80
Relação água/aglomerante
Car
ga t
otal
(C
oulo
mbs
)
0% sa
5% sa
10% sa
15% sa
20% sa
Figura 3.12. Penetração de íons cloreto em concretos com adição de sílica ativa.
A tabela 3.9 e a figura 3.13 apresentam os resultados obtidos no ensaio de
penetração acelerada de íon cloreto para concretos com diferentes tipos de cimento.
91
Tabela 3.9. Resultados do ensaio de penetração acelerada de íon cloreto em concretos comdiferentes tipos de cimento – carga passante (Coulombs).
Tipo de Cimento
Relaçãoágua/aglomerante CP V-ARI CP II-E CP II-F CP V-ARI RS
0,301701 2327 2715 1589
0,352149 3033 1847
1994
0,452950 3376
37673477 1391
0,603734 5180
41013994
0,8055094829
7006 4302 3694
Penetração acelerada de íon cloreto
0400800
12001600200024002800320036004000440048005200
0,30 0,35 0,45 0,60 0,80
Relação água/aglomerante
Car
ga t
otal
(C
oulo
mbs
)
CP V-ARI
CP II-E
CP II-F
CP V-ARI RS
Figura 3.13. Penetração de íons cloreto em concretos de diferentes tipos de cimento.
3.7.3. Análise e discussão dos resultados
Deve-se salientar que os resultados aqui apresentados referem-se, na maioria dos
traços aos dados de apenas um corpo de prova, devendo-se ter cautela ao analisar estes dados,
principalmente para os concretos executados com os diferentes tipos de cimento.
Para os concretos com adição de sílica ativa, o desempenho em relação à
resistência de penetração de íons cloreto repete o comportamento de outros estudos já
realizados com argamassas e concretos com adição de sílica ativa, cujos resultados apontam
uma influência significativa destas adições pozolânicas na redução da carga total passante e,
conseqüentemente na penetração dos íons cloretos.
92
4. RESISTIVIDADE DE CONCRETOS COM ADIÇÃO DE SÍLICA ATIVA
4.1. Variáveis
As variáveis analisadas nos ensaios de resistividade e resistência à compressão
axial foram:
• relação água/aglomerante (0,5; 0,65 e 0,8);
• teor de adição de sílica ativa (0, 6 e 12%);
• idade (3, 7, 28 e 91 dias);
• fator tipo de ambiente (câmara úmida, câmara climatizada e submerso).
4.2. Planejamento
Para moldagem dos corpos de prova foram rodadas 3 betonadas de cada traço, de
forma aleatorizada. Para os ensaios de resistividade elétrica foram moldados 4 corpos de
prova de cada traço, cuja descrição e detalhamento está descrito no item 4.3. Para ensaios de
resistência à compressão axial foram moldados corpos de prova cilíndricos (3 por idade), com
dimensões 9,5x19 cm.
4.3. Materiais
Para moldagem dos corpos de prova foi usado cimento Portland de Alta
Resistência Inicial (CP V-ARI), agregado miúdo proveniente do leito do rio Guaiba (Porto
Alegre), dimensão máxima característica de 4,8 mm, graduação (zona) 3 (média) e agregado
graúdo de origem basáltica. As Tabelas 4.1 e 4.2 apresentam as características químicas e
físicas dos materiais utilizados.
Tabela 4.1. Características químicas e físicas do cimento e sílica ativa.
CP V-ARI Sílica ativa CP V- ARI Sílica ativaSiO2 (%) - 94,40 Resíduo # 0,075 mm - nd*Al2O3 (%) - 0,11 Resíduo # 0,045 mm 1,90 7,0Fe2O3 (%) - 0,07 Peso específico g/cm3 3,12 2,2CaO (%) - 0,20 Superf. Espec. m2/g 1,08 14,2MgO (%) 1,59 0,58 Resist. mec. 1 dia 24,7 MPa -SO3 (%) 3,09 - Resist. mec. 3 dias 36,7 MPa -não (%) - 0,18 Resist. mec. 7 dias 42,3 MPa -K2O (%) - - Resist. mec. 28 dias 47,7 MPa -Cal livre (%) 1,36 -Perda ao fogo (%) 2,35 2,01Resíduo insol.(%)
0,45 - nd*- não determinado
93
Tabela 4.2. - Características físicas dos agregados.
Agregado miúdo - NBR 7217/87 Agregado graúdo - NBR 7217/87Peneira
Abertura (mm)% Média
retida% Média retida
acumuladaPeneira
Abertura(mm)
% Médiaretida
% Média retidaacumulada
4,8 0,07 0,07 19,0 9,27 9,272,4 6,33 6,40 12,5 49,74 59,011,2 14,24 20,64 9,5 28,90 87,910,6 27,93 48,57 6,3 8,51 96,420,3 41,97 90,54 4,8 1,87 98,29
0,15 8,95 99,49 < 4,8 1,71 100,00< 0,15 0,51 100,00
4.4. Proporcionamento dos materiais
Na tabela 4.3 é apresentada a composição dos traços, obtidos através do método
IPT/EPUSP (HELENE e TERZIAN, 1992).
Tabela 4.3. Proporcionamento dos materiais.
Mistura Traço água/ Abatimento (mm)(em massa) aglomerante 0% de adição 6% de adição 12% de adição
1 1 : 1,70 : 3,17 0,50 (69) (80) (85) (70) (65) (80) (80) (85) (70)2 1 : 2,52 : 4,13 0,65 (140) (80) (95) (95) (100) (100) (75) (88) (80)3 1 : 3,33 : 5,08 0,80 (80) (50) (120) (110) (85) (120) (110) (85) (80)
4.5. Método de ensaio
As medidas de resistividade foram feitas pelo Método de Wenner (Método dos
quatro eletrodos), adaptado da norma ASTM G 57 para uso em concreto. O ensaio é realizado
aplicando-se uma diferença de potencial (5V, A.C, 10Hz) entre os eletrodos externos do corpo
de prova. É medida a corrente que atravessa o corpo de prova. Nos eletrodos internos é feita a
leitura da diferença de potencial. A figura 4.1 apresenta as dimensões e características dos
corpos de prova.
Figura 4.1. Esquema do corpo de prova utilizada para medida da resistividade elétrica pelométodo de Wenner.
94
Como eletrodos foram utilizados fios de cobre de 10 mm2. Uma vez que os
eletrodos foram imersos no concreto, para cálculo do valor da resistividade foi utilizada a
fórmula completa de Wenner, que leva em conta a profundidade do eletrodo (MEDEIROS
FILHO, 1979):
ρ = R k. e
ka
aa b
aa b
=+
+−
+
4
12
42
4 42 2 2 2
π
onde: ρρ = resistividade calculada do concreto, em ohm.cm;R = resistência medida pelo instrumento, em m.ohm;a = distância de separação entre os eletrodos, em cm;b = profundidade das hastes, em cm.
Os corpos de prova permaneceram nos moldes durante as primeiras 24 horas.
Após a desmoldagem foram colocados em câmara úmida até os 28 dias de idade. Uma vez
curados, foram transferidos para uma câmara climatizada (T= 23 oC ±2, UR= 65% ±5%) onde
permaneceram até a idade de 91 dias, quando então foram submersos (T= 23 oC ± 2) em água
potável.
4.6. Resultados e discussão
A figura 4.2 ilustra os resultados obtidos no ensaio de resistência à compressão
axial.
fc (
MP
a)
0
10
20
30
40
50
60
70
3 7 28 91 3 7 28 91 3 7 28 91
TEOR ADIÇÃO0%
6%
12%
a/agl = 0,5 a/agl = 0,65 a/agl = 0,8
IDADE (dias)
Figura 4.2. Interação dos fatores teor de adição, água/ aglomerante e idade para o ensaio deresistência à compressão axial.
95
Na tabela 4.4 é apresentado o grau de significância dos fatores teor de adição,
relação água/ aglomerante, idade e suas interações para o ensaio de resistência à compressão
axial.
Tabela 4.4. Análise de Variância para o ensaio de resistência à compressão axial.
Fonte GDL MQ Fcalc SignificânciaTeor de adição (A) 2 505,83 74,17 Significativo
Água/ aglomerante (B) 2 4412,96 647,05 SignificativoIdade (C) 3 2102,53 308,29 Significativo
AB 4 12,21 1,79 Não signif.AC 6 31,68 4,64 SignificativoBC 6 66,46 9,74 Significativo
ABC 12 5,29 0,77 Não signif.Erro 72 6,82
De acordo com a tabela 4.4 são significativos os fatores relação
água/aglomerante, idade, teor de adição e as interações água/aglomerante x idade (BC) e teor
de adição x idade (AC), nesta ordem. Observa-se na figura 4.2 que o efeito da adição se
evidencia ainda aos 3 dias idade, sendo seu efeito mais acentuado para concretos com
relações água/ aglomerante 0,65 e 0,8. Da mesma forma, pode ser constatado que o
comportamento dos concretos ensaiados diferem de acordo com a relação água/aglomerante e
idade, caracterizando a interação dos fatores identificadas através da análise estatística
(Tabela 3.1). Entretanto, a relação água/ aglomerante é, de forma inequívoca, o fator mais
importante para a resistência à compressão dos concretos aqui ensaiados.
Nas figuras 4.3 e 4.4 estão plotados os valores de resistividade elétrica obtidos
nos ensaios e na tabela 4.5 é apresentada a análise estatística dos resultados.
IDADE (dias)
RE
SIST
IVID
AD
E (
ohm
.cm
)
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
3 7 14 28 63 91 98 112 217
a/agl0,50
0,65
0,80
CÂMARA ÚMIDAT 23 oC - UR >95%
CÂMARA CLIMATIZADAT 23 oC - UR ~65%
SUBMERSO
Figura 4.3. Efeito da idade, relação água/aglomerante e ambiente de exposição naresistividade elétrica com adição de sílica ativa.
96
IDADE (dias)
RE
SIST
IVID
AD
E (o
hm.c
m)
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
180000
3 7 14 28 63 91 98 112 217
CÂMARA ÚMIDAT 23 oC - UR > 95%
CÂMARA CLIMATIZADA T 23 oC - UR ~65%
SUBMERSO T 23 oC
TEOR DE ADIÇÃO0 %
6%
12%
Figura 4.4. Efeito da idade, teor de adição de sílica ativa e ambiente de exposição naresistividade elétrica.
Tabela 4.5. Fatores significativos para a resistividade por ordem de importância.
Ambiente de exposiçãoCâmara úmida Câmara climatizada Submerso
idade (96,4)* teor adição (27,4)* teor adição (397,8)*teor adição (23,6)* idade (8,5)* a/ aglom. (143,4)*
t ad. x idade (17,6)* t ad. x a/agl (2,94)* t ad. x a/agl (45,0)*t ad. x a/agl (5,22)*
Nas figuras 4.3 e 4.4 verifica-se que a idade, o tipo de ambiente, o teor de adição
e a relação água/aglomerante são muito importantes para a resistividade elétrica do concreto.
Observa-se que quando em cura úmida, o efeito da relação água/aglomerante não é
significativo para a propriedade em estudo, enquanto tem efeito significativo o teor de adição
e, principalmente, a idade.
Quando os corpos de prova são expostos ao ambiente da câmara climatizada, a
relação água/aglomerante não é significativa (tabela 4.5), embora possa ser observado na
figura 4.3 que com o decorrer do tempo, nas condições analisadas, concretos com maior
relação água/aglomerante atingem maiores valores de resistividade elétrica. Uma vez que é
consenso na literatura que, quanto maior a relação água/aglomerante, maior a porosidade, este
efeito pode ser atribuído à maior perda de água para o ambiente pelos concretos de maior
relação água/ aglomerante, que por disporem de menor quantidade de eletrólito, tornam-se
mais resistivos.
Entretanto, quando os corpos de prova são submersos, a resistividade elétrica
comporta-se de acordo com o esperado, ou seja, concretos de menor relação água/aglomerante
tem maior valor de resistividade elétrica (figura 4.3). Observa-se também que concretos com
97
relação água/aglomerante 0,5 tem comportamento diferenciado em relação aos com 0,65 e
0,8, à semelhança do que se verifica nos ensaios de resistência à compressão. De acordo com
o esperado, a resistividade elétrica é maior nos concretos com adição (figura 4.4). Os
resultados obtidos estão coerentes com os apresentados por VENNESLAND e GJ∅RV,
(1983), que observaram que concretos sem adição e consumos de cimento de 100, 250 e 450
kg/m3 não tiveram valores diferenciados de resistividade elétrica. Entretanto, adições de 10 e
20% conferiram aos concretos incrementos de resistividade elétrica de até 18,5 vezes, sendo
a maior resistividade elétrica em concretos com maior teor de adição e cimento.
O desempenho de concretos com adição de sílica ativa em meio corrosivo foi
observado por pesquisadores como TORII et al. (1994) e RASHEEDUZZAFFAR et al.
(1992). RASHEEDUZZAFFAR et al. (1992) observaram que concretos com adição de sílica
ativa em teores de 10% apresentaram resultados de corrosão até 7,4 vezes superior a concretos
sem adição.
A partir do que foi observado nos experimentos, pode-se dizer que a sílica ativa,
além de proporcionar incremento de resistência mecânica, também confere ao concreto maior
resistividade elétrica, o que sugere que concretos com adição possam ter maior capacidade de
proteger a armadura contra a corrosão. Entretanto, observa-se que o desempenho satisfatório
do concreto é conferido pelo conjunto de suas propriedades físico-mecânicas e químicas e da
interação destas com o meio.
4.7. Considerações finais
• Nas condições analisadas, a adição de sílica ativa tem efeito significativo na
obtenção de concretos de maior resistência à compressão e resistividade elétrica;
• Como a utilização de sílica ativa como adição ao cimento tem efeito
favorável à resistividade elétrica do concreto, pode, consequentemente, ter efeito
benéfico contra o desenvolvimento da corrosão;
• As condições ambientais são fatores muito importantes para a resistividade
elétrica, de forma que os resultados obtidos em estruturas reais necessitam ser
analisados de forma criteriosa;
98
5. ENSAIOS ACELERADOS E ENSAIOS DE CAMPO
Para verificar a influência da adição da sílica ativa na corrosão da armadura e no
fenômeno da carbonatação do concreto, foi desenvolvimento um amplo programa
experimental que abrange ensaios acelerados de laboratório e ensaios de campo em ambientes
com diferentes graus de agressividade:
• zona de variação de maré - os corpos de prova para estudo da corrosão de
armaduras estão em exposição no porto marítimo da cidade de Rio Grande – RS;
• ambiente marinho - os corpos de prova para estudo da corrosão de armaduras
estão na Praia do Cassino, Rio Grande - RS, distantes aproximadamente 500 m
da beira-mar;
• ambiente urbano de agressividade média: os corpos de prova para o estudo da
corrosão e da carbonatação do concreto estão expostos no estacionamento da
Escola de Engenharia da UFRGS.
Os corpos de prova em ambiente agressivo natural permanecerão em exposição
até que apresentem degradação significativa, possibilitando que as medidas de corrosão da
armadura e de carbonatação possam ser correlacionadas com os resultados de ensaios de
corrosão e de carbonatação obtidos em laboratório. A figura 5.1 mostra os corpos de prova
expostos em ambiente urbano de agressividade média.
Figura 5.1. Corpos de prova em ambiente urbano.
99
Os materiais utilizados, o planejamento dos experimentos, o proporcionamento
dos materiais e as variáveis envolvidas no estudo da corrosão e da carbonatação seguem
aqueles estudados no item “Durabilidade conferida pelo cimento ARI (item 3).
Seguindo o planejamento descrito no item 3.2, a concretagem foi realizada em
dois blocos, retirando-se um exemplar de cada combinação de variáveis do bloco 1 e do
bloco2, obtendo-se dois corpos de prova para cada combinação (duas repetições). A tabela 5.1
apresenta o esquema da ordem aleatorizada de moldagem dos corpos de prova de concretos
com adição de sílica ativa para os ensaios de corrosão e carbonatação.
Tabela 5.1. Ordem de moldagem dos corpos de prova.
1o BLOCO 2o BLOCORelação água/aglomerante Relação água/aglomerante
Sílica ativa(%)
0,30 0,35 0,45 0,60 0,80 Sílica ativa(%)
0,30 0,35 0,45 0,60 0,80
0 1-1 6-1 1-2 0 6-4 1-3 5-45 2-1 2-2 5 5-3 7-310 7-1 3-2 5-2 10 4-4 6-3 2-315 5-1 3-1 15 3-4 3-320 4-2 6-2 4-1 20 4-3 2-4 1-4
Observação: O primeiro número de cada célula representa a ordem de moldagem e o segundo número o diada moldagem (1, 2, 3, 4).
5.1. Corrosão de armaduras
Para verificar em laboratório o comportamento da corrosão da armadura em
concretos com adição de sílica ativa está sendo utilizado o ensaio de potencial de eletrodo,
por ser um dos procedimentos mais utilizados para monitorar as estruturas de concreto
armado.
5.1.1. Método
Para verificar em laboratório o comportamento da corrosão da armadura em
concretos com adição de sílica ativa está sendo utilizado o ensaio de potencial de eletrodo,
por ser um dos procedimentos mais utilizados para monitorar as estruturas de concreto
armado.
O ensaio de potencial de eletrodo, também chamados de potencial eletroquímico,
ou mais especificamente de potencial de corrosão, é normalizado pela ASTM C876-91
"Standard Test Method for Half-Cell Potencials of Uncoated Reinforcing Steel in Concrete".
Trata-se de uma técnica não perturbativa, que consiste no registro da diferença de potencial
entre a armadura e um eletrodo de referência, que é colocado em contato com a superfície do
concreto.
100
Para o ensaio de potencial de eletrodo utiliza-se um multímetro de alta
impedância interna (≥ 10 M Ω) e um eletrodo de referência cobre/ sulfato de cobre (ESC),
conforme a figura 5.2. Um fluxo de elétrons da armadura em direção ao eletrodo de
referência, mais nobre e com potencial mais positivo, passa pelo multímetro de alta
impedância, que indica a intensidade da diferença de potencial entre as semi-células, quando o
circuito é fechado. Uma interface condutiva (esponja saturada em solução de detergente
0,5%) deve ser colocada entre o eletrodo de referência e a superfície do concreto para fechar o
circuito. Os resultados de potencial obtidos podem ser associados à probabilidade de corrosão.
Figura 5.2. Representação esquemática para a medida dos potenciais.
O ensaio de potencial de eletrodo é útil na identificação de áreas com risco de
corrosão e também de zonas passivas com pouca probabilidade de apresentar corrosão.
Através do seu emprego é possível detectar mudanças no estado superficial da armadura,
quando esta passa do estado passivo para o estado ativo de corrosão, pela modificação dos
valores de potencial com o tempo.
Os corpos de prova para o ensaio de potencial de eletrodo e perda de massa foram
moldados com dimensão 10 x 10 x 15 cm (figura 5.3) com barras de 12,5 mm de diâmetro,
com aço do tipo CA-50, cuja carepa de laminação foi previamente removida.
Figura 5.3. Geometria dos corpos de prova para o ensaio de potencial de eletrodo.
101
Após a concretagem, a cura dos corpos de prova foi realizada em câmara úmida
(umidade relativa = 95% e temperatura = 23o C) por 28 dias.
Para os concretos estudados foram moldados corpos de prova cilíndricos
10 x 20 cm para a realização do ensaio de resistência à compressão, conforme a
NBR 5739 (1980), com resultados apresentados no item 3.5. As barras de aço foram pesadas
antes da moldagem dos corpos de prova para realização da perda de massa, após a corrosão
acelerada por íons cloreto.
Aos 28 dias de idade os corpos de prova foram submetidos ao processo de
aceleração da corrosão da armadura, por íons cloreto, em sala climatizada com temperatura e
umidade relativa controladas (T=25o C e UR=70%), onde também são realizadas as medidas
de potencial de eletrodo. Para acelerar a corrosão os corpos de prova foram submetidos a
ciclos de imersão alternada (ciclos de molhagem e secagem) em solução agressiva de
NaCl 3,5%, tendando-se reproduzir a água do mar. Os corpos de prova permaneciam dois dias
em imersão na solução (figura 5.4) e cinco dias fora da solução, secando ao ar (figura 5.5).
Figura 5.4. Corpos de prova em imersão
102
Figura 5.5. Corpos de prova no ciclo de secagem.
As medidas do potencial foram realizadas após a retirada dos corpos de prova da
solução e após o período de secagem, seguindo-se as recomendações da
ASTM C876 (1991). A figura 5.6 mostra o esquema dos ciclos de agressão e a figura 5.7
mostra a realização da medida do potencial de eletrodo.
Figura 5.6. Ciclos de agressão.
103
Figura 5.7. Medida do potencial de eletrodo.
O processo de agressão e medida dos potenciais foram planejados para serem
realizados por um período mínimo de seis meses para garantir a ocorrência da despassivação
da armadura, possibilitando a comparação dos resultados de potencial obtidos em concretos
com diferentes relações água/aglomerante e diferentes teores de adição de sílica ativa.
Até o presente momento já foram realizados aproximadamente 160 dias de
agressão por íons cloreto, medindo-se os potenciais após a imersão na solução e após a
secagem.
Após o final do ciclos de agressão, os corpos de prova agredidos serão rompidos
e as barras de aço passarão por um processo de limpeza com uma solução composta de 500 ml
de ácido clorídrico, 3,5 g de hexametileno tetramina e água destilada para completar um litro,
seguindo-se as recomendações da “Standard Practice for preparing, Cleaning and Evaluating
Corrosion Test Specimens” – ASTM G1/88 (1989), para a determinação da perda de massa da
barra.
5.1.2. Resultados obtidos
As figuras 5.8 a 5.20, apresentadas na seqüência, mostram os resultados obtidos
no ensaio de potencial de eletrodo após 157 dias de agressão em solução NaCl 3,5%.
104
0,30 - 0
0
5 0
1 0 0
1 5 0
2 0 0
2 5 0
3 0 0
3 5 0
3 1 7 3 1 4 5 5 9 7 3 8 7 1 0 1 1 1 5 1 2 9 1 4 3 1 5 7
Tempo (dias)
Imersão secagem
Figura 5.8. Potencial de eletrodo – relação água/aglomerante 0,30 e 0% de sílica ativa.
0,30 - 10
0
100
200
300
400
500
600
3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157
Tempo (dias)
Pot
enci
al (
-mV
)
imersão secagem
Figura 5.9. Potencial de eletrodo – relação água/aglomerante 0,30 e 10% de sílica ativa.
0,30 - 20
0
100
200
300
400
500
3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157
Tempo (dias)
Pot
enci
al (
-mV
)
imersão secagem
Figura 5.10. Potencial de eletrodo – relação água/aglomerante 0,30 e 20% de sílica ativa.
105
0,35 - 5
0
100
200
300
400
3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157
Tempo (dias)
Pot
enci
al (
-mV
)
imersão secagem
Figura 5.11. Potencial de eletrodo – relação água/aglomerante 0,35 e 5% de sílica ativa.
0,35 -15
0
100
200
3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157
Tempo (dias)
Pot
enci
al (
-mV
)
imersão secagem
Figura 5.12. Potencial de eletrodo – relação água/aglomerante 0,35 e 15% de sílica ativa.
0,45 -0
0
100
200
300
400
500
3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157
Tempo (dias)
Pot
enci
al (
-mV
)
imersão secagem
Figura 5.13. Potencial de eletrodo – relação água/aglomerante 0,45 e 0% de sílica ativa.
106
0,45 -10
0
100
200
300
400
500
3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157
Tempo (dias)
Pot
enci
al (
-mV
)
imersão secagem
Figura 5.14. Potencial de eletrodo – relação água/aglomerante 0,45 e 10% de sílica ativa.
0,45 -20
0
100
200
300
3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157
Tempo (dias)
Pot
enci
al (
-mV
)
imersão secagem
Figura 5.15. Potencial de eletrodo – relação água/aglomerante 0,45 e 20% de sílica ativa.
0,60 -5
0
100
200
300
400
500
3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157
Tempo (dias)
Pot
enci
al (
-mV
)
imersão secagem
Figura 5.16. Potencial de eletrodo – relação água/aglomerante 0,60 e 5% de sílica ativa.
107
0,60 -15
0
100
200
300
400
3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157
Tempo (dias)
Pot
enci
al (
-mV
)
imersão secagem
Figura 5.17. Potencial de eletrodo – relação água/aglomerante 0,60 e 15% de sílica ativa.
0,80 -0
0
100
200
300
400
500
600
700
3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157
Tempo (dias)
Pot
enci
al (
-mV
)
imersão secagem
Figura 5.18. Potencial de eletrodo – relação água/aglomerante 0,80 e 0% de sílica ativa.
0,80 -10
0
100
200
300
400
500
600
3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157
Tempo (dias)
Pot
enci
al (
-mV
)
imersão secagem
Figura 5.19. Potencial de eletrodo – relação água/aglomerante 0,80 e 10% de sílica ativa.
108
0,80 -20
0
100
200
300
400
500
3 17 31 45 59 73 87 101 115 129 143 157
Tempo (dias)
Pot
enci
al (
-mV
)
imersão secagem
Figura 5.20. Potencial de eletrodo – relação água/aglomerante 0,80 e 20% de sílica ativa.
A tabela 5.2 e a figura 5.21 apresentam os valores de potencial de eletrodo
(potencial de corrosão) para o ciclo final de imersão em solução agressiva NaCl 3,5%.
Tabela 5.2. Resultados do potencial de eletrodo – ciclo final de agressão.
Teor de sílica ativa (%)RelaçãoÁgua/aglomerante 0 5 10 15 20
0,30 -0,247 -0,277 -0,228
-0,328 -0,133 -0,296
0,35 -0,272 -0,107
-0,163 -0,070
0,45 -0,311 -0,233 -0,130
-0,353 -0,277 -0,329
0,60 -0,383 -0,275
-0,400 -0,263
0,80 -0,630 -0,330 -0,447
-0,579 -0,603 -0,432
POTENCIAL DE ELETRODO
-0,800
-0,600
-0,400
-0,200
0,0000,30 0,35 0,45 0,60 0,80
Relação água/aglomerante
Eco
rr (
V)
0%
5%
10%
15%
20%
Figura 5.21. Potencial de eletrodo – ciclo final de agressão.
109
Os resultados do ensaio obtidos para corrosão das armaduras em concretos com
diversos tipos de cimento (CP II-E, CP II-F, CP V-ARI RS, CP V-ARI e CP IV), pelo método
do potencial de eletrodo, estão expostos na tabela 5.3 e na figura 5.22.
Tabela 5.3. Resultados para o ciclo final de corrosão de concretos com cimento CP II-E,CP II-F, CP IV, CP V-ARI e CP V-ARI RS.
Tipo de cimentoRelação a/agl CP II-E CP II-F CP IV CP V-ARI CP V-ARI RS
0,30 -195,7 -193,7 -139,5 -176,6 -139,50,35 -413,6 -360,4 -162,2 -173,3 -162,20,45 -541,6 -450,3 -279,6 -183,7 -279,60,60 -534,3 -587,9 -557,8 -486,2 -557,80,80 -643,8 -643,8 -612,8 -536,9 -612,8
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
0,30 0,35 0,45 0,60 0,80
Relação a/agl
Pote
ncia
l de
corr
osão
(m
V)
CP II-E
CP II-F
CP IV
CP V-ARI
CP V-ARI RS
Figura 5.22. Resultados de corrosão para concretos com cimento CP II-E,CP II-F, CP IV, CP V-ARI e CP V-ARI RS.
5.1.3. Análise e discussão dos resultados
A análise estatística dos resultados obtidos para concretos com adição de sílica
ativa, por regressão múltipla, indicou que os fatores relação água/aglomerante, teor de sílica
ativa e a interação entre estes possuem efeito significativo no potencial de corrosão para os
concretos estudados, conforme apresentado na tabela 5.4.
110
Tabela 5.4. Análise de regressão múltipla para o potencial de eletrodo – ciclo final.
PARÂMETRO COEFICIENTE ERRO T p
Constante -0,26 0,014 -18,64 0,0000
aag -0,14 0,009 -15,38 0,0000
sa 0,07 0,010 7,05 0,0000
aag*sa 0,03 0,011 2,27 0,0255
aag2 -0,05 0,017 -2,98 0,0037
sa2 0,08 0,016 -4,88 0,0000
O modelo de comportamento proposto para o potencial de eletrodo em concretos
com adição de sílica ativa e diferentes relações água/aglomerante, obtido através de regressão
múltipla, é descrito a seguir:
22 sa08,0aag05,0saaag03,0sa07,0aag14,026,0ecorr −−×++−−= ,
r2 = 0,78 (coeficiente de determinação),
onde: ecorr = potencial de eletrodo (Volts);
aag = fator água/aglomerante (0,30= -1; 0,35 = 0,8; 0,45 = -0,4; 0,60 = 0,2e 0,81 = 1)
sa = sílica ativa (0% = -1; 5% = -0,5; 10% = 0; 15% = 0,5 e 20% = 1)/
Os termos considerados no modelo proposto apresentam valores de ‘p’ menor do
que 0,05, informando que são estatisticamente significativos a um nível de confiança de 95%.
A tabela 5.5 apresenta a análise de variância do modelo proposto, cujo valor de
‘p’ menor do que 0,01 indica que a relação entre as variáveis é estatisticamente significativa a
um nível de confiança de 99%.
Tabela 5.5. Análise variância para o modelo de regressão – potencial de eletrodo.
Fonte SQ GDL MQ F p
Modelo 1,67 5 0,333 68,13 0,0000
Resíduos 0,48 98 0,005
Total 2,15 103
O valor do parâmetro r2 de 0,78 indica que o modelo proposto explica 78% da
variabilidade do potencial de eletrodo analisado. O valor de r2 também indica que 22% do
fenômeno não é explicado pelo modelo proposto, em função de variáveis não controláveis do
experimento. A figura 5.23 representa o modelo de potencial de eletrodo (ciclo final) para
agressão em solução NaCl 3,5%, variando-se a relação água/aglomerante e o teor de sílica
ativa.
111
Regressão - Potencial de EletrodoEcorr=-0,26-0,14aag+0,07sa+0,03aag*sa-0,05aag2-0,08sa2
-0,410
-0,390
-0,370
-0,350
-0,330
-0,310
-0,290
0,30 0,35 0,45 0,60 0,80
Relação água/aglomerante
Eco
rr (
V)
0%
5%
10%
15%
20%
Figura 5.23. Influência da relação água/aglomerante e do teor de sílica ativano potencial de eletrodo .
De acordo com os resultados obtidos no ensaio de potencial de eletrodo
verifica-se que concretos com adição de sílica ativa apresentaram um maior potencial de
eletrodo (menos negativo), o que pode significar uma menor facilidade de transferência de
carga elétrica entre a armadura e a solução contida nos poros do concreto e uma menor
probabilidade de ocorrência de corrosão. Também observa-se, como era esperado, que quanto
menor a relação água aglomerante, maior o potencial de eletrodo e melhor o comportamento
de corrosão.
O refinamento da estrutura de poros de concreto com adição de sílica ativa, a
conseqüente redução da taxa de íons cloreto e o aumento da resistividade elétrica são fatores
determinantes do melhor desempenho dos concretos com sílica ativa quanto ao problema de
corrosão das armaduras.
Deve-se salientar que o ensaio de potencial de eletrodo é uma medida de maior
ou menor facilidade de transferência de carga elétrica entre a armadura e o concreto, não
fornecendo dados quantitativos de corrosão. A técnica de potencial de eletrodo aponta dados
qualitativos do processo eletroquímico de corrosão, não sendo indicada para avaliar a cinética
da corrosão. Desta forma, a utilização de métodos eletroquímicos que forneçam dados
quantitativos de corrosão e informações sobre a densidade de corrente de corrosão pode
contribuir para esclarecer a influência da sílica ativa no fenômeno de corrosão das armaduras
de concreto.
112
5.2. Carbonatação
5.2.1. Método
Para realizar os estudos de carbonatação em laboratório em concretos com adição
de sílica ativa foi montada uma câmara de carbonatação acelerada, com concentração de CO2
controlada, conforme esquema apresentado na figura 5.24. A câmara foi montada em uma
sala com umidade e temperatura controladas, o que fornece um ambiente próprio ao
desenvolvimento das reações de carbonatação. Previamente à exposição ao ambiente rico em
CO2, os corpos de prova foram dispostos em uma câmara de sazonamento para atingirem uma
umidade ideal para que ocorra a carbonatação. O controle da perda de umidade é realizado
medindo-se a perda de massa do corpo de prova até uma constância de massa de 0,1%
(figura 5.25). Esta câmara tem o ambiente livre de CO2, visto que o ar que penetra na câmara
passa por uma solução de KOH, que precipita o CO2 na forma de carbonato.
COCO22
câmara
×h
manômetro de coluna bomba de ar
ventilador demicrocomputador
capilar de geladeiraVálvula
reguladorade pressão
válvula redutorade pressão
válvulasmilimétricas
ðñ
ð
ñ
Figura 5.24. Esquema da câmara de carbonatação acelerada.
113
Corpos deprova
Bomba devácuo
Solução KOH
Câmara deSazonamento
Figura 5.25. Câmara de sazonamento.
As figuras 5.26 e 5.27 mostram a câmara de carbonatação e a câmara de
sazonamento, respectivamento, e seus acessórios, montadas dentro da sala de ambiente
controlado.
Figura 5.26. Câmara de carbonatação.
114
Figura 5.27. Câmara de sazonamento.
Os corpos de prova (cp) de concreto foram moldados com dimensão de
100 × 100 × 300 mm. Aos 28 dias foi retirada de cada cp uma fatia de 50 mm, para proceder o
ensaio de absorção (item 3.5).
Para realizar os ensaios de carbonatação acelerada, foi empregado o segmento do
corpo de prova de 100 × 100 × 250 mm, do qual são retiradas cinco fatias, uma para cada
idade de exposição na câmara de carbonatação (7 dias; 28 dias; 56 dias; 84 dias e 112 dias).
As medidas de carbonatação foram realizadas com o emprego do indicador químico
fenolftaleína.
Nos estudos de carbonatação, o processo de cura deve evitar que os corpos de
prova carbonatem antes do período no qual os exemplares serão expostos a ambientes sujeitos
ao CO2. Para tanto, o melhor processo seria submeter os corpos de prova a uma cura
submersa.
Contudo, em função das demais propriedades estudadas neste projeto, cujos cp’s
não poderiam ser submetidos à cura submersa, os corpos de prova, após serem desmoldados,
foram recobertos com duas camadas de filme PVC (figura 5.28), a fim de não permitir a
existência de ar entre a superfície do cp e o plástico, e com mais dois sacos plásticos lacrados
com fita plástica. Depois de protegidos, os corpos de prova foram dispostos em câmara úmida
com umidade relativa de 90% e temperatura de 25ºC (figura 5.29).
115
Figura 5.28. Detalhe da proteção dos corpos de prova com filme PVC.
Figura 5.29. Corpos de prova protegidos com filme PVC dispostos na câmara úmida.
116
Após o período de cura, aos 28 dias, os corpos de prova de concreto foram
pesados e dispostos em câmara de sazonamento, conforme descrito anteriormente. Cabe
salientar que a câmara de sazonamento está localizada na mesma sala de ambiente controlado
onde está localizada a câmara de carbonatação, com umidade relativa de 70 ± 2% e
temperatura de 25 ± 1ºC.
5.2.2. Resultados obtidos
Os resultados de profundidade de carbonatação, medida com fenolftaleína, para
7 dias de exposição na câmara de carbonatação estão apresentados nas tabelas 5.6 e 5.7 e na
figura 5.30. Os resultados para 28 dias de exposição são apresentados nas tabelas 5.8 e 5.9,
bem como na figura 5.31.
117
Tabela 5.6. Profundidade de carbonatação para 7 dias de exposição – medidas das quatrofaces de exposição.
Grupo Relação a/agl %s.a./tipocimento
medida face 1(mm)
medida face 2(mm)
medida face 3(mm)
medida face 4(mm)
0,30 0% 0,00 0,00 0,00 0,000,35 5% 0,00 0,00 0,00 0,000,60 15% 0,00 0,00 0,00 0,000,80 20% 0,62 0,44 0,74 0,600,35 15% 0,00 0,00 0,00 0,000,45 0% 0,00 0,00 0,00 0,00
G1
0,30 10% 0,00 0,00 0,00 0,000,80 0% 4,92 5,10 4,92 0,000,60 5% 0,00 0,00 0,00 0,000,45 10% 0,00 0,00 0,00 0,000,30 20% 0,60 0,00 0,00 0,000,80 10% 0,00 0,00 0,00 0,00
G2
0,45 20% 0,00 0,00 0,00 0,000,45 0% 0,00 0,00 0,00 0,000,80 10% 0,00 0,00 0,00 0,000,60 15% 0,64 0,28 0,00 0,000,30 20% 0,00 0,00 0,00 0,000,35 5% 0,00 0,00 0,00 0,000,45 10% 0,00 0,00 0,00 0,00
G3
0,60 5% 0,00 0,00 0,00 0,000,80 20% 0,00 0,00 0,00 0,000,45 20% 0,00 0,00 0,00 0,000,35 15% 0,00 0,00 0,00 0,000,30 10% 0,00 0,00 0,00 0,000,80 0% 0,56 1,40 0,60 0,00
G4
0,30 0% 0,00 0,00 0,00 0,000,45 E 0,00 0,00 0,00 0,000,60 F 2,98 0,78 0,94 0,00G50,35 RS 0,00 0,00 0,00 0,00
G6 0,30 F 0,00 0,00 0,00 0,00G7 0,80 E 2,48 7,66 1,46 1,00
0,45 F 0,00 0,00 0,00 0,000,60 RS 0,00 0,00 0,00 0,00G80,30 E 0,00 0,00 0,00 0,000,80 F 1,40 0,72 2,44 1,000,35 E 0,00 0,00 0,00 0,00G90,45 RS 0,00 0,00 0,00 0,000,80 RS 1,60 0,68 0,00 0,00G100,35 F 0,00 0,00 0,00 0,000,30 RS 1,00 0,00 0,00 0,00G110,60 E 0,00 0,00 0,00 0,000,45 E 0,00 0,00 0,00 0,000,60 F 0,00 0,00 0,00 0,00G120,35 RS 0,00 0,00 0,00 0,00
G13 0,30 F 0,00 0,00 0,00 0,00G14 0,80 E 9,88 6,20 5,14 3,56
0,40 F 0,00 0,00 0,00 0,000,60 RS 0,00 0,00 0,00 0,00G150,30 E 0,00 0,00 0,00 0,880,80 F 1,10 0,86 0,00 0,000,35 E 0,88 0,48 0,00 0,00G160,45 RS 0,00 0,00 0,00 0,000,80 RS 0,00 0,00 0,00 0,00G170,35 F 0,00 0,00 0,00 0,000,30 RS 0,40 0,00 0,00 0,00G180,60 E 0,80 0,00 0,00 0,00
118
Tabela 5.7. Profundidade de carbonatação média para 7 dias de exposição, paracada corpo de prova.
Grupo Relaçãoágua/aglomerante
%s.a./tipocimento
Profundidade decarbonatação média (mm)
G1 0,80 20% 0,60G2 0,80 0% 3,74G2 0,30 20% 0,15G3 0,60 15% 0,23G4 0,80 0% 0,64G5 0,60 F 1,18G7 0,80 E 3,15G9 0,80 F 1,39G10 0,80 RS 0,57G11 0,30 RS 0,25G14 0,80 E 6,20G15 0,30 E 0,22G16 0,80 F 0,49G16 0,35 E 0,34G18 0,30 RS 0,10G18 0,60 E 0,20
Carbonatação média - 7 dias exposição
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
0,3 0,35 0,45 0,6 0,8
Relação água/aglomerante
Pro
fund
idad
e de
car
bona
taçã
o (m
m)
ARI+0%
ARI+15%
ARI+20%
CP II-E
CP II-F
ARI RS
AR
I RS
AR
I+20
%
CP
II-E
CP
II-E
AR
I+20
%
CP
II-F A
RI+
0%
AR
I+15
%
CP
II-F
AR
I RS
CP
II-E
CP
II-E
Figura 5.30. Carbonatação média para 7 dias de exposição.
119
Tabela 5.8. Profundidade de carbonatação para 28 dias de exposição – medidas das quatrofaces de exposição.
Grupo Relação a/agl %s.a./tipo cimento medida face 1(mm)
medida face 2(mm)
medida face 3(mm)
medida face 4(mm)
0,30 0% 0,00 0,00 0,00 0,000,35 5% 0,00 0,00 0,00 0,000,60 15% 1,34 0,94 1,36 1,760,80 20% 3,34 7,84 4,22 3,040,35 15% 0,00 0,00 0,00 0,000,45 0% 0,00 0,00 0,00 0,00
G1
0,30 10% 0,00 0,00 0,00 0,000,80 0% 7,46 7,96 7,12 0,000,60 5% 0,00 0,00 1,20 0,060,45 10% 0,00 0,00 0,00 0,000,30 20% 1,00 0,00 0,00 0,000,80 10% 1,44 1,16 1,14 1,44
G2
0,45 20% 0,00 0,00 0,00 0,000,45 0% 0,00 0,00 0,00 0,000,80 10% 1,38 1,40 3,02 0,980,60 15% 0,98 0,62 0,38 0,000,30 20% 0,00 0,00 0,00 0,000,35 5% 0,00 0,00 0,00 0,000,45 10% 0,00 0,00 0,00 0,00
G3
0,60 5% 0,00 0,00 0,00 0,680,80 20% 1,00 2,18 3,04 1,680,45 20% 0,00 0,00 0,00 0,000,35 15% 0,00 0,00 0,00 0,000,30 10% 0,00 0,00 0,00 0,000,80 0% 11,20 8,84 12,20 4,42
G4
0,30 0% 0,00 0,00 0,00 0,000,45 E 0,00 0,00 0,54 0,520,60 F 2,60 1,96 2,26 0,00G50,35 RS 0,00 0,00 0,40 0,78
G6 0,30 F 0,00 0,00 0,00 0,00G7 0,80 E 17,78 24,12 15,36 18,04
0,45 F 0,00 0,68 0,00 0,000,60 RS 0,00 0,00 0,64 0,00G80,30 E 0,00 0,00 0,00 0,000,80 F 3,56 2,00 1,86 2,860,35 E 0,00 0,00 0,00 0,00G90,45 RS 0,00 0,00 0,00 0,000,80 RS 6,18 0,00 8,12 4,38G100,35 F 0,00 0,00 0,00 0,000,30 RS 0,00 0,00 0,00 0,56G110,60 E 1,00 0,00 0,00 0,000,45 E 0,00 0,00 0,00 0,000,60 F 0,00 0,00 0,40 0,78G120,35 RS 0,00 0,00 0,46 0,00
G13 0,30 F 0,00 0,00 0,00 0,00G14 0,80 E 27,66 25,64 14,42 21,72
0,40 F 0,00 0,92 0,00 0,000,60 RS 1,38 2,28 6,48 1,82G150,30 E 0,00 0,00 0,00 0,000,80 F 6,80 2,96 0,00 3,560,35 E 0,00 0,00 0,00 0,00G160,45 RS 0,00 0,00 0,00 0,000,80 RS 3,98 3,78 1,72 0,00G170,35 F 0,00 0,00 0,00 0,000,30 RS 0,68 0,00 0,00 0,00G180,60 E 1,08 1,10 0,58 1,58
120
Tabela 5.9. Profundidade de carbonatação média para 28 dias de exposição, paracada corpo de prova.
Grupo Relaçãoágua/aglomerante
%s.a./tipocimento
Profundidade decarbonatação média (mm)
G1 0,60 15% 1,35G1 0,80 20% 4,61G2 0,80 0% 5,64G2 0,60 5% 0,32G2 0,30 20% 0,25G2 0,80 10% 1,30G3 0,80 10% 1,70G3 0,60 15% 0,50G3 0,60 5% 0,17G4 0,80 20% 1,98G4 0,80 0% 9,17G5 0,45 E 0,27G5 0,60 F 1,71G5 0,35 RS 0,30G7 0,80 E 18,83G8 0,45 F 0,17G8 0,60 RS 0,16G9 0,80 F 2,57G10 0,80 RS 3,58G11 0,30 RS 0,14G11 0,60 E 0,25G12 0,60 F 0,30G12 0,35 RS 0,12G14 0,80 E 22,36G15 0,40 F 0,23G15 0,60 RS 2,99G16 0,80 F 2,44G17 0,80 RS 2,37G18 0,30 RS 0,17G18 0,60 E 1,09
121
Carbonatação médias - 28 dias exposição
0
3
6
9
12
15
18
21
0,3 0,35 0,45 0,6 0,8
Relação água/aglomerante
Pro
fun
did
ade
de
carb
on
ataç
ão
(mm
)ARI+0%
ARI+5%
ARI+15%
ARI+20%
CP II-E
CP II-F
ARI RSA
RI R
S
CP
II-E
AR
I+20
%
CP
II-E
CP
II-E
CP
II-F
AR
I+5%
AR
I+20
%
CP
II-F
AR
I+0%
AR
I RS
AR
I+15
%
AR
I RS
CP
II-F
AR
I RS
Figura 5.31. Carbonatação média para 28 dias de exposição.
5.2.3. Análise e discussão dos resultados
O ensaio de carbonatação acelerada continua em desenvolvimento para as demais
idades de exposição. As análises realizadas até o presente momento são preliminares, uma vez
que alguns traços ainda não apresentaram carbonatação.
6. PARTICIPAÇÃO EM EVENTOS E PUBLICAÇÕES TÉCNICAS
Estudo de concretos com adição de sílica ativa frente ao ataque de agentes
agressivos para emprego em pisos especiais.
International Congress on High Performance Concrete – Florianópilis – SC –BR - 06/09.
Estudo do módulo de deformação de concretos de alta resistência com e sem
adição de sílica ativa.
International Congress on High Performance Concrete – Florianópilis – SC –BR - 06/09.
Potential for the use of silica fume in high performance concrete in Brasil.
Our World in Concrete and Structures – Singapura – 08/96.
122
Utilização do pó gerado na produçào de ligas de ferro-silício e silício metálico
em concretos
Workshop Reciclagem e reutilização de Resíduos como Materiais de ConstruçãoCivil – São paulo – SP – BR – 11/96.
Influência da sílica ativa na resistividade do concreto
Jornadas SAM 97 y Primer Taller nacional sobre Materiales para laConstrucción – Tandil – Argentina – 05/97.
Utilização de resíduos em concretos e argamassas - PALESTRA
I Congresso de Novas Tecnologias para a Construção Civil – Maceió – AL –BR - 06/97.
Estudo de durabilidade de concretos e argamassas com adição de sílica ativa
Workshop Durabilidade das Construções – São Leopoldo – RS – BR - 06/97.
Concreto de alto desempenho – PALESTRA/CURSO
Seminário Nacional de Engenharia Civil e Exposição de Produtos eEquipamentos – Florianópolis – SC – BR - 09/97.
Estudo da ação do ácido fórmico em concretos com adição de sílica ativa com
vistas ao emprego em ambiente industrial.
39ª Reunião Anual do IBRACON – São Paulo – SP – BR - 08/97.
Potencialidades da utilização da sílica ativa em concretos e argamassas –
PALESTRA TÉCNICO-COMERCIAL CCI.
39ª Reunião Anual do IBRACON – São Paulo – SP – BR - 08/97.
Avaliação de estruturas acabadas em concretos de alta resistência através da
extração de testemunhos de diferentes diâmetros.
39ª Reunião Anual do IBRACON – São Paulo – SP – BR - 08/97.
Efeito da adição de sílica ativa na resistividade elétrica de concretos
convencionais.
CONPAT97 – Porto Alegre – RS – BR - 10/97.
123
7. RESUMOS ENVIADOS-APROVADOS
Estudo da resistência à tração por compressão diametral de concretos de alta
resistência.
1er Congreso Internacional de Tecnología del Hormigón – Buenos Aires –Argentina – 06/98.
Estudo da penetração de íons cloreto em concreto com adições minerais.
1er Congreso Internacional de Tecnología del Hormigón – Buenos Aires –Argentina – 06/98.
Porosidad en hormigones con adición de sílica ativa.
1er Congreso Internacional de Tecnología del Hormigón – Buenos Aires –Argentina – 06/98.
Estudo do comportamento de concretos com adição de microssílica mediante
carbonatação acelerada.
1er Congreso Internacional de Tecnología del Hormigón – Buenos Aires –Argentina – 06/98.
Avaliação da corrosão da armadura em concreto com adição de microssílica.
1er Congreso Internacional de Tecnología del Hormigón – Buenos Aires –Argentina – 06/98.
Estudio del comportamiento de hormigones com adicion de microsilice mediante
la carbonatacion acelerada.
1er Symposium Naciol de Hormigón de alta Prestaciones – Madrid – España –02/98.
Estudio dela corrosión de armadura en hormigones de altas prestaciones com
adición de microsílice.
1er Symposium Naciol de Hormigón de alta Prestaciones – Madrid – España –02/98.
Absorción de agua en hormigones de alta performance com microsilice.
1er Symposium Naciol de Hormigón de alta Prestaciones – Madrid – España –02/98.
Evalución de la adición de microsilice en hormigones.
1er Symposium Naciol de Hormigón de alta Prestaciones – Madrid – España –02/98.
124
BIBLIOGRAFIA
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