CAD – CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO

Prof. Eng. Andrea Chociay

Introdução

• O concreto de alto desempenho, foi fruto da busca de um concreto mais resistente, compacto e trabalhável.

• Não se consegue um CAD somente com cimento, agregado miudo e graudo. É preciso uma metodologia de dosagem e aditivos

• Vem sendo estudado a 40 anos, mas somente a 20 sua utilização se torna viável.

• Não confundir com ARI, pois o CAD melhora o desempenho, durabilidade e a vida útil do concreto.

• Rompe a barreira dos 100MPa. No Brasil ja se atingiu 155 Mpa.

Utilização em altos edificios

Edificio A Noite – Rio de Janeiro com 103m

Edificio Martinelli – São Paulo com 106m

Vãos livres de laje reta

MASP – São Paulo

Recorde de bombeamento e volume de concreto

CENU – São Paulo com 158m

Maior módulo de Elasticidade empregado em obra

E-Tower – São Paulo com 162 m Redução na dimensão dos pilares

Módulo de Elasticidade : medida de rigidez de um material sólido.

Classificação do CAD

• Pela NBR 8953:2009, para ser considerado um concreto de auto desempenho, deve ter no minimo 50MPa.

• Pela classificação Amaral (CAD 97), o CAD é dividido em 4 categorias de resistência:

Bauxita calcinada é uma mistura impura de minerais de aluminio

Caracteristicas Básicas

• 1. Resistência: em todas as idades • 2. Compacidade: menos poroso • 3. Impermeabilidade: CC (25 a 30% de porosidade) CA (5% de porosidade) • 4. Durabilidade: menos fissuras • 5. Trabalhabilidade: consistente. Consistência é medida pelo abatimento de tronco de cone ou Slump

Características para ser considerado um CAD

• Uso de aditivo superplastificante (ex. Adment da Otto Baughmart) que reduz a taxa de agua/cimento em 12%

Características para ser considerado um CAD

• Adição de minerais no cimento (silica ativa e argila calcinada)

• Baixa relação a/c (maior resistência com menos agua) • Alta resistência inicial • Baixa porosidade • Consumo mais alto de aglomerante (cimento e aditivo) • Baixo consumo de agua • Agregados de boa qualidade • Fácil lançamento

Endurece em contato

com a água.

Aplicação

• Por mais que este concreto esteja se desenvolvendo nos ultimos 20 anos, seu custo de produção ainda é muito alto, cabendo ao uso: • Edificios altos

• Plataformas

• Pontes e viadutos

• Pisos industriais

• Pavimento rigido de rodovias

Resultados obtidos no emprego do CAD

• Redução na dimensão de peças estruturais

• Aumento de area util

• Maior velocidade de execução

• Redução do cronograma

• Aumento da durabilidade e vida útil

• Elevado modulo de elasticidade = pouca deformação

• Ausência de exsudação

• Redução no volume de concreto, forma e armadura

Características dos materiais componentes do CAD

• 1. Cimento: pode ser usado todos, principalmente o CP II E 32, CP III (escória de alto forno) e o CPV (ARI)

• 2. Agregado miudo: manter o mesmo cuidado. Controlar impurezas orgânicas e argilas. Areias são ideais.

• 3. Agregado graúdo: melhor os de menores dimensões. Britas de 10 e 15mm são ideais.

• 4. Água de Amassamento: isenta de teores prejudiciais. Potável e advinda do abastecimento público.

Características dos materiais componentes do CAD

• 5. Adição mineral: utilizada para preencher vazios entre grãos maiores, diminuindo o espaço da água. Mais utilizado é a Silica ativa.

• 6. Aditivo Plastificante: reduz a quantidade de agua mantendo a trabalhabilidade (aumentam o indice de consistência)

Dosagem de CAD

Consumo em 1 m³ de CAD

cimento

a. miudo

a. graudo

relação a/c

superplastificante

silica ativa

Cimento: 450 a 600 kg

A. miudo: 500 a 600 kg

A. graudo: 1000 a 1100 kg

Relacao A/C: 0,2 a 0,4

Superplastificante: 0,3 a 2%

Silica Ativa: 7 a 15%

Existem métodos específicos para dosar um concreto, de maneira a definir traços mais econômicos. Os métodos específicos mais conhecidos são: IPT/EPUSP: objetiva menor consumo de cimento Mehta/Aitcin: concretos de 60 a 120 Mpa Aitcin: concretos de 40 a 160 MPa

Cálculos de dosagem para CAD

• Método ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland)

É um método utilizado para concretos de consistência plástica e fluida

Fornece uma primeira aproximação da quantidade de materiais, depois obtem experimentalmente

Cálculos de dosagem para CAD

• Para o CAD, algumas considerações devem ser feitas:

Estima-se a resistência a compressão como para o CC, mas o desvio padrão é de 10% da resistência característica.

Utiliza-se de diagramas de dosagem para corrigir o traço.

Slump de pelo menos 120 mm

Teor de argamassa seca acima de 49%

Modulo de Elasticidade superior a 33GPa

Diagramas de dosagem

• Lei de Abrams

Concreto endurecido Relaciona a/c com a resistência do concreto Não considera os agregados

Diagramas de dosagem

Concreto endurecido

Diagrama de dosagem

• Lei de Inge Lyse

Concreto fresco

Relação entre consumo de cimento e relação a/c em massa (teor de agregados em relação ao cimento)

Diagrama de dosagem

Diagrama de dosagem

• Lei de Molinari

Consumo de cimento

Relação entre o consumo de cimento e o valor do traço seco (teor de agregados em relação ao cimento)

Diagrama de dosagem

Diagrama de dosagem

• Lembrando que:

Teor de agregados: m=a+p

a= agregado miudo

p= agregado graudo

Teor de argamassa seca: α = (1+a) / (1+a+p)

Traço: 1:a:p

Calculo de dosagem para CAD

• Método MEHTA & AITCIN (1990)

Método simplificado para concretos de 60 a 120 Mpa

Assume que os agregados escolhidos não limitam a resistência

Otimiza o Superplastificante

Agregados graudos de 10 e 15mm (brita 0)

Slump 200 e 250mm

Volume de agregado = 65% do volume de concreto

Volume de aglomerante = 35% do volume de concreto

Superplastificante = 1% da massa de aglomerante

Consumo de agua tabelado por resistências

Necessita de ensaios preliminares para determinar a massa específica dos materiais

Calculo de dosagem para CAD

• Tabelas utilizada no passo a passo de cálculo;

Passo 1 – Determine a resistência

Calculo de dosagem de CAD

Passo 2 – Determine o teor de água

Calculo de dosagem de CAD

Passo 3 – Escolha o aglomerante

Calculo de dosagem de CAD

Passo 4 – Escolha o teor do agregado

Calculo da dosagem de CAD

Passo 5 – Cálculo da massa da mistura

Calculo da dosagem de CAD

Passo 6 – Determine o teor de superplastificante

Passo 7 – Ajuste a umidade

Passo 8 – Ajuste a mistura experimental

Exercicio

• Fazer a dosagem de um CAD de 90MPa, pelo método MEHTA & AITICIN, considerando: Aditivo com densidade de 1,12 g/cm3

42% de sólidos

1% de consumo de superplastificante

Agregado miudo com umidade de 4,5%