Controle Usinas

8/19/2019 Controle Usinas

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CONCRETO DOSADO EM CENTRAL:PROPOSTA DE METODOLOGIA DE

CONTROLE DE QUALIDADE EIDENTIFICAÇÃO DAS CAUSAS DE

VARIABILIDADE NO PROCESSO DEPRODUÇÃO DE CONCRETO

Wilson Ricardo Leal da Silva

Dissertação de Mestrado

Universidade Federal de Santa CatarinaPrograma de Pós-Graduação em

Engenharia Civil


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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA C

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGE

CONCRETO DOSADO EM CENTRAL: PROPO

DOLOGIA DE CONTROLE DE QUALIDADE ÇÃO DAS CAUSAS DE VARIABILIDADE NOPRODUÇÃO DE CONCRETO


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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGE


DOLOGIA DE CONTROLE DE QUALIDADE ÇÃO DAS CAUSAS DE VARIABILIDADE NOPRODUÇÃO DE CONCRETO

Dissertação submde Federal de Sarequisito parcial grama de Pós-Gr

nharia Civil – PPdo Título de MesCivil


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DOLOGIA DE CONTROLE DE QUALIDADE ÇÃO DAS CAUSAS DE VARIABILIDADE NO

PRODUÇÃO DE CONCRETO

WILSON RICARDO LEAL DA SIL

Dissertação submde Federal de Sarequisito parcial grama de Pós-Grnharia Civil – PPdo Título de Mes

Civil

Prof. Dr a. Janaíde Cavalcante Rocha – Coordena

Prof. Dr. Luiz Roberto Prudêncio Jr. – Or

COMISSÃO EXAMINADORA

Prof. Dr . Geraldo Cechella Isaia– UF


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AGRADECIMENTOS

Em primeiro lugar agradeço à Deus.Agradeço aos meus pais Irimar e Dalva por sempre te

e incentivado meus estudos. Por toda a paciência, comprenho, meu muittíssimo obrigado.

Aos meus irmãos Willian, Suéllen e Marcos por to

nheirismo, pelos momentos de bagunça e silêncio, principvésperas de provas, em casa. Amo todos vocês e peço dmau humor em determinadas situações. Se dei broncas em mente não foi por mal.

Aos amigos do GTec, por todo o apoio ao longo domestrado e atividades em laboratório. Faz seis anos que

GTec e sei que o companherismo em nosso ambiente de trade motivação para todos.À UFSC, ao Programa de Pós-graduação em Enge

(PPGEC) e ao CNPq pelo incentivo à pesquisa e concessãomestrado.

Agradecimento especial ao amigo Tochetto e sua nam

muito obrigado. Vocês não têm idéia de como vocês me ajuAo grande amigo Denis Weidmann, sem sombra de poderia deixar de agradecer pelo companherismo, conveapoio profissional e pessoal. Quanto à chave do teu apartamissão para passar alguns dias de sossego... Muito obrigado

À Regina Prudêncio (Rê) e família, pelo carinho e a

tada não somente à minha pessoa, mas também aos integranAos engenheiros Sérgio e Cleiton, da empresa Engerem aberto as portas das centrais de Florianópolis e Curititando, assim, o desenvolvimento deste trabalho.

Às amigas Gabi e Pirolla, pelo apoio ao longo do


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SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS ................................................LISTA DE TABELAS ................................................LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ................LISTA DE EQUAÇÕES ............................................RESUMO ....................................................................

ABSTRACT ................................................................

1 INTRODUÇÃO ....................................................1.1 Considerações Iniciais ...........................................1.2 Objetivos ...............................................................1.3 Estrutura do trabalho .............................................

2 CONCRETO DOSADO EM CENTRAL .............2.1 Considerações preliminares ..................................2.2 Histórico do concreto dosado em central ..............2.3 Materiais empregados na produção de concreto ...2.3.1 Cimento ..............................................................

2.3.2 Agregados ..........................................................2.3.3 Aditivos ..............................................................2.4 Centrais de Concreto .............................................2.4.1 Classificação das centrais de concreto ...............2.4.1.1 Disposição da central ......................................2.4.1.1.1 Centrais verticais ..........................................

2.4.1.1.2 Centrais horizontais: ....................................2.4.1.1.3 Centrais mistas .............................................2.4.1.2 Controle de proporcionamento ........................2.4.1.2.1 Controle manual ...........................................2.4.1.2.2 Controle semi-automático ............................


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2.4.3.1.2 Caminhões betoneira ...............................................

3 PROPRIEDADES DO CONCRETO ..............................3.1 Considerações preliminares .............................................3.2 Propriedades do concreto no estado fresco ......................3.2.1 Trabalhabilidade ...........................................................3.2.2 Perda de trabalhabilidade ..............................................

3.2.2.1 Reamassamento com água: ........................................3.2.2.2 Reamassamento com aditivo: ....................................3.2.3 Segregação e exsudação ...............................................3.2.4 Massa específica ...........................................................3.2.5 Tempo de pega ..............................................................3.2.6 Temperatura do concreto ..............................................

3.3 Propriedades do concreto no estado endurecido ..............3.3.1 Resistência mecânica ....................................................

4 CONTROLE DE QUALIDADE E PRODUÇÃO DO CO...............................................................................

4.1 Considerações preliminares .............................................

4.2 Definição dos termos associados a controle de qualidade4.3 Distribuição dos resultados de resistência à compressão d...............................................................................

4.4 Métodos de análise de resultados .....................................4.4.1 Cartas de controle..........................................................4.4.1.1 Carta de valores individuais ......................................

4.4.1.2 Carta de média móvel ................................................4.4.1.3 Carta das máximas amplitudes ...................................4.4.1.4 Carta do coeficiente de variação das operações controle ..............................................................................4.4.2 Método da soma acumulada .........................................


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5.3.1.3 Relatório de saída ............................................

5.3.2 Modulo 1 – Curva de impressão da central ........5.3.2.1 Dados de entrada .............................................5.3.2.2 Processo de análise de resultados ....................5.3.2.2.1 Equações dos quadrantes – Curva de Impres5.3.2.2.2 Determinação das constantes que compõcurva de impressão ......................................................

5.3.2.2.3 Determinação do coeficiente de variação eda central .....................................................................5.3.2.2.4 Correção do consumo de cimento ................5.3.2.2.4.1 Concretos de uma mesma família..............5.3.2.2.4.2 Concretos isolados ....................................5.3.2.2.5 Relatório de saída .........................................

5.3.2.3 Módulo 2 – Variação do laboratório ...............5.3.2.3.1 Dados de entrada ..........................................5.3.2.3.2 Processo de análise de resultados .................5.3.2.3.3 Relatório de saída .........................................5.3.2.4 Módulo 3 – Variação de obra ..........................5.3.2.4.1 Dados de entrada ..........................................

5.3.2.4.2 Processo de análise de resultados .................5.3.2.4.3 Relatório de saída .........................................5.3.2.5 Módulo 4 – Variação dos motoristas ..............5.3.2.5.1 Dados de entrada ..........................................5.3.2.5.2 Processo de análise de resultados .................5.3.2.5.3 Relatório de saída .........................................

5.3.2.6 Módulo 5 – Teste de materiais ........................5.3.2.6.1 Dados de entrada ..........................................5.3.2.6.2 Processo de análise de resultados .................5.3.2.6.2.1 Estudo cruzado de aditivo / agregados ......5.3.2.6.3 Relatório de saída .........................................


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6.3 Análise 2 - Central de Florianópolis (FLN) .....................

6.3.1 Módulo de Identificação ...............................................6.3.2 Módulo 1 – Curva de Impressão ..................................6.3.3 Módulo 2 – Variação do laboratório ............................6.3.4 Módulo 3 – Variação das obras .....................................6.3.5 Módulo 4 – Variação dos motoristas ............................6.3.6 Considerações sobre a análise 2 ....................................

6.4 Análise 3 - Análise comparativa da resposta do program6.4.1 Considerações sobre a análise 3 ....................................

7 CONSIDERAÇÕES FINAIS ..........................................7.1 Conclusões .......................................................................7.2 Sugestões para trabalhos futuros .....................................

8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................

ANEXOS ...............................................................................ANEXO 1 ..............................................................................ANEXO 2 ..............................................................................

ANEXO 3 ..............................................................................ANEXO 4 ..............................................................................ANEXO 5 ..............................................................................ANEXO 6 ..............................................................................


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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Linha simplificada de produção do CDC. .Figura 2 – Centrais de Concreto (a) Modelo iniciaANDERSON R., 2004]; (b) Modelo atual [Cortesia EFigura 3 – Curvas de dosagem (28dias) – Areia Tiporio; Tipo B: composição de areia de britagem e aCaracterísticas do concreto: Slump=10±2 cm; BritaTeor de aditivo – 1,18% em relação à massa de cimenet al 2008]. ...................................................................Figura 4 – Estudo comparativo do desempenho temperatura de 25°C [SILVA et al, 2009]. .................Figura 5 – Classificação das centrais de concrdisposição. ...................................................................Figura 6 – Central Vertical ou de gravidade [STETTFigura 7 – Centrais de concreto horizontais: [LIEBHEER, 2009]; (b) móveis [KOSMATKA, 2003Figura 8 – Central “Tow go”: (a) balança; (b) correcaminhão betoneira [CSM, 2009]. ..............................Figura 9 – Central de Concreto com mistu[KOSMATKA,2003]...................................................Figura 10 – Classificação das centrais de concreto. ....Figura 11 – Caminhão betoneira: (a) caminhão beton

balão rotativo ; [MARTINS, 2005]; ...........................Figura 12 – Caminhão betoneira com diferentes tip

descarga pela parte posterior; (b) descarga p[SHAPIRA, 2008]; ......................................................Figura 13 – Caminhão betoneira com equipamentacoplados: (a) correia transportadora [LIEBHEER, 2concreto [STETTER 2009; SCHWING 2009]


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Figura 18 – Efeito da temperatura na taxa de perda de ab

concreto [RIXOM, 1999] .......................................................Figura 19 – Perda de abatimento de concretos produzidovolante [RAVINA, 1984]. .....................................................Figura 20 –Influência do uso de aditivo na perda de abconcreto [COLLEPARDI, 1998]. ..........................................Figura 21 – Variação da quantidade de água adicionada para

o abatimento inicial em função do tempo [Erdoğdu, 2005]. .Figura 22 – Variação da quantidade de aditivo adicrestabelecer o abatimento inicial em função do tempo [Erdo

...............................................................................Figura 23 – Efeito da reamassamento repetido co[Ramakrishnan, V., 1979 apud SOROKA, 2004] ..................

Figura 24 – Dosagens repetidas para manutenção do abatimmm [RAMACHANDRAN, 1998]. ........................................Figura 25 – Segregação e exsudação no concreto [DOMONEFigura 26 – Variação da resistência do concreto em uma

processo de adensamento completo [HOSHINO, 1989]. ......Figura 27 – Tempo de início e fim de pega para concreto

em diferentes temperaturas [Burg (1996) apud Kosmatka (2Figura 28 – Efeito da temperatura nas reações de hidratação(a) evolução de resistência [KOSMATKA, 2003]; (b) temperatura durante o enrijecimento e endurecimento 2004]. ..............................................................................Figura 29 – Impacto do clima quente nas propriedades

dosado em central durante o processo de transporte: (a) Temconcreto na central e em obra; (b) variação da temperaturadurante a etapa de transporte [NEGHEIMISH, 2008]. ..........Figura 30 – Resistência do concreto: (a) Influência da recimento; (b) influência do teor de ar incorporado e consum


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Figura 56 – Curvas de freqüência percentual acum

Comparação da curva geral da central com a curva reComparação da curva do laboratório com a curva referência.Figura 57 – Fluxograma do módulo 3 – Variação de obras. ..Figura 58 – Modelo do gráfico de perfil. ..............................Figura 59 – Modelo gráfico para determinação do perfil das Figura 60 – Fluxograma do módulo 4 – Variação dos motori

Figura 61 – Gráfico de perfil dos motoristas. ........................Figura 62 – Fluxograma do módulo 5 – Teste de materiais. ..Figura 63 – Fluxograma do Módulo 5 – Etapa de Teste de AFigura 64 – Fluxograma do Módulo 5 – Etapa de Teste de A

...............................................................................Figura 65 – Curva de impressão da central CTB. ..................

Figura 66 – Gráfico de perfil das obras: (a) f ck =15,0MPa; ((c) 25,0MPa; (d) 30,0MPa. ....................................................Figura 67 – Estimativa do gráfico de perfil das obras apósconsumo de cimento para o valor CRECOMENDADO: (a) f ck =120,0MPa; (c) 25,0MPa; (d) 30,0MPa. ...................................Figura 68 – Curva dos motoristas 2 e 18. ...............................

Figura 69 – Gráfico de perfil dos motoristas da centraf ck =15MPa ;(b) 20MPa;(c) 25MPa;(d) 30MPa. ....................Figura 70 – Estimativa do gráfico de perfil dos motoristaCTB após a correção do consumo de cimento parCRECOMENDADO: (a) f ck =15,0MPa; (b) 20,0MPa; (c)(d) 30,0MPa. ..........................................................................Figura 71 – Curva dos motoristas da central CTB agrupadas.Figura 72 – Curva dos motoristas 10, 13, 20 e 23. .................Figura 73 – Curva de impressão da central FLN. ..................Figura 74 – Gráfico de perfil da obras atendidas pela centf ck =25,0MPa; (b) 30,0MPa; (c) 35,0MPa; (d) 40,0MPa. .......


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Figura 79 – Comparação entre as curvas de impressã

e FLN. ....................................................................Figura 80 – Comparação entre as curvas dos laborCTB e FLN. ................................................................Figura A1 – Fluxograma completo do programa propFigura A2 – Mesa para índice de consistência – ....................................................................

Figura A3 – Determinação do diâmetro do espalham para índice de consistência. ........................................Figura A4 – Estudo comparativo de fluidez para difede duas areias [LODI, 2006]. ......................................Figura A5 – Espalhamentos iniciais e perda de fltempo de argamassas contendo diferentes aditivos. E

superplastificantes nas redosagens aos 60min. ...........Figura A6 – Teor de ar incorporado para diferentareia natural e areia de britagem [LODI, 2006]. .........Figura A7 – Ensaio para a determinação do tempo dargamassas: a) esquema do bloco de isopor - adiabático; b) detalhe do dataloger conectado ao com

de aquisição de dados [SILVA et al,2009b]. ...............Figura A8 – Variação do consumo de água do confunção da relação Flow 0, obtido nos ensaios emmódulo de finura do agregado miúdo total para mágua/cimento semelhantes. Argamassa com teor de pvolume [WEIDMANN, 2008]. ...................................Figura A9 – Curva dos motoristas da central CTB. ..Figura A10 – Curva dos motoristas da central FLN ...


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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Classificação dos aditivos segundo a NBR11768Tabela 2 – Método preferencial para pesagem do[CROMPTON, 2003] ............................................................Tabela 3 – Principais fontes de variação na resistência à[Adaptado de ACI214R-02] ...................................................

Tabela 4 – Fontes de variação na resistência à [DEWAR,J.D. & ANDERSON R., 2004]. ............................Tabela 5 – Efeito máximo de diferentes fontes no resistência à compressão do concreto [Adaptado de HELENTabela 6 – Coeficiente de variação do ensaio de rcompressão para diferentes tipos de capeamento e níveis de

...............................................................................Tabela 7 – Evolução do conceito de qualidade [HELENE,

...............................................................................Tabela 8 – Desvio-padrão de produção do concreto [NBR7

...............................................................................Tabela 9 – Classificação do controle de qualidade do

função do coeficiente de variação [ACI214R-02]..................Tabela 10 – Coeficiente de variação dentro do ensaio [NBR7...............................................................................

Tabela 11 – Resultados de resistência à compressão do condeterminada central [ACI214R-02]. ......................................Tabela 12 – Condições de contorno de produção. .................

Tabela 13 – Modelo da tabela matriz inicial de dados. ..........Tabela 14 – Variação de coeficiente de variação emsignificância adotada. ............................................................Tabela 15 – Modelo da tabela matriz base de dados. ...........Tabela 16 – Dados para a determinação da curva impressão


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Tabela 24 – Modelo de tabela dos dados de entrada d

(%). ....................................................................Tabela 25 – Tabela de valores de fcjMOT (MPa), sd(%) e NMOT-1. ...............................................................Tabela 26 – Modelo de tabela de zoneamento dos moTabela 27 – Condições de contorno de produção da ceTabela 28 – Composições dos concretos da família b

....................................................................Tabela 29 – Valores obtidos para o tratamento estatmatriz inicial da central CTB. .....................................Tabela 30 – Resumo da matriz base de dados da centrTabela 31 – Volume de concreto produzido na centra

período de amostragem. .............................................

Tabela 32 – Tabela com dados para determinaçãoCurva de impressão da central.....................................Tabela 33 – Coeficientes da curva de impressão da ceTabela 34 – Coeficientes de variação e resistências pCTB. ....................................................................Tabela 35 – Correção do consumo de cimento dos c

base da central CTB. ..................................................Tabela 36 – Composição do concreto isolado da centrTabela 37 – Resumo da matriz base de dados do ccentral CTB. ................................................................Tabela 38 – Coeficiente de correção do consumconcreto isolado da central CTB. ................................Tabela 39 – Correção do consumo de cimento do ccentral CTB .................................................................Tabela 40 – Comparação da curva geral da centrareferência. ....................................................................Tabela 41 – Comparação da curva do laboratório da c


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Tabela 47 – Tabela de Zoneamento dos motoristas da centra

Tabela 48 – Redução de custo mensal resultante das cdosagens indicadas para a central CTB. ................................Tabela 49 – Condições de contorno de produção da central FTabela 50 – Composição dos concretos da central FLN. .......Tabela 51 – Valores obtidos no tratamento estatístico da macentral FLN. ...........................................................................

Tabela 52 – Resumo da matriz base de dados da central FLNTabela 53 – Volume de concreto produzido na central FLN período de amostragem. ........................................................Tabela 54 – Dados para determinação do CVCENTRAL impressão da central. .............................................................Tabela 55 – Coeficientes da curva de impressão da central F

Tabela 56 – Coeficientes de variação e resistências potenciaFLN. ..............................................................................Tabela 57 – Correção do consumo de cimento dos concreto

base da central FLN. .............................................................Tabela 58 – Comparação da curva geral da central FLN referência. ..............................................................................

Tabela 59 – Comparação da curva do laboratório da centracurva referência. ....................................................................Tabela 60 – Valores de fck OBRA (MPa), fcjOBRA (MPa), sdCVOBRA (%) e NOBRA. ............................................................Tabela 61 – Tabela de zoneamento das obras. ......................Tabela 62 – Porcentagem acumulada de VPAR dos motoristFLN. ..............................................................................Tabela 63 – Valores de fcjMOT (MPa), sdMOT (MPa), C

NMOT-1. ..............................................................................Tabela 64 – Tabela de zoneamento dos motoristas da c ..............................................................................


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Tabela A4 – Traço e quantidade dos materi

comparativos em argamassa .......................................Tabela A5 – Módulo de finura composição. ...............Tabela A6 – Matriz Inicial de dados da central CTB. .Tabela A7 – Matriz base de dados para a central CTBTabela A8 – Determinação dos coeficientes da curvcentral CTB. ................................................................

Tabela A9 – Matriz inicial da central CTB – concretoTabela A10 – Matriz base de dados da central CTB ....................................................................Tabela A11 – Resultados de ensaios de resistência à 28 dias de exemplares moldados dentro do laborató

por equipe técnica experiente. ....................................

Tabela A12 – Valores de fcjPOTENCIAL da centrasegundo as diferentes obras. ........................................Tabela A13 – Valores de fcjPOTENCIAL da centrasegundo os diferentes motoristas (parte 1). .................Tabela A14 – Valores de fcjPOTENCIAL da centrasegundo os diferentes motoristas (parte 2). .................Tabela A15 – Valores de V

PARda central CTB ord

diferentes motoristas (parte 1). ....................................Tabela A16 – Valores de VPAR da central CTB orddiferentes motoristas (parte 2). ....................................Tabela A17 –Tempo de descarga dos concretos da mda central CTB. ...........................................................Tabela A18 – Matriz inicial de dados da central FLN.Tabela A19 – Matriz base de dados da central FLN. ..Tabela A20 – Determinação dos coeficientes da curcentral FLN. ................................................................Tabela A21 – Resultados de ensaios de resistência à


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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas.ACI – American Concrete Institute.ASTM – American Society for Testing Materials.BS – British Standard.CDC – Concreto Dosado em Central.

CP IV RS – Cimento Portland Pozolânico Resistente à SulfaCTB – Central de Concreto na Cidade de Curitiba.C-S-H – Silicato de cálcio hidratado.C3A – Aluminato tricálcico: 3CaO.Al2O3. EPUSP – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.EUA – Estados Unidos da América.

FLN – Central de Concreto na Cidade de Florianópolis.GTec – Grupo de Tecnologia em Materiais e ComponentCimento Portland.IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológica do Estado de São PIPI – Imposto sobre produtos industrializados.ISS – Imposto sobre serviço de qualquer natureza.

ITERS – Instituto Tecnológico de Estado do Rio Grande do NBR – Norma Brasileira. NM – Norma Mercosul. NRMCA – National Ready MIxed Concrete Association.PBQP-H – Programa Brasileiro de Qualidade e Produtividatat.SE – Sistema Especialista.UCC – Usina Central de Concreto S/A.UFSC – Univerisidade Federal de Santa Catarina.

α – valor de significância.


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CC,RECOMENDADO – Consumo de cimento recomendado

CVCENTRAL – Coeficiente de variação da central.CVestatístico,fckn – Coeficiente de variação estatístico padeterminado valor de f ck .CVIDEAL – Coeficiente de variação igual à 8,0%.CVMOT – coeficiente de variação dos resultados de f cjtorista e mesmo f ck .

CVOBRA – coeficiente de variação dos resultados deobra e mesmo f ck. f cj – resistência de dosagem.f cj,CENTRAL – valor de f cj em função do CVCENTRAL. fcjCPn – resistência à compressão obtida para o corpo-f cj,estatístico – valor de f cj médio obtido com o tratam

dados.f cj,médio – resistência média dos valores de fcjPOTENCIde dados.fcjMOT – valor de resistência média dos valores de mesmo motorista e mesmo f ck .fcjOBRA – valor de resistência dado pela média dos v

ALde uma mesma obra e mesmo f

ck .

fcjPOTENCIAL – máximo valor de resistência do par de f ck – resistência característica à compressão.fck OBRA – valor de resistência característica do concrefck MOT – valor de resistência característica do concretIfcj – limites de resistência de dosagem.Ifcj,inf – limite inferior de resistência de dosagem.Ifcj,sup – limite superior de resistência de dosagem.

NOBRA – número de exemplares moldados e ensaiadminada obra e valor de f ck .

NMOT-1 – número de exemplares moldados e ensaiad


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LISTA DE EQUAÇÕES

Eq. 1 ................................................................................Eq. 2 ................................................................................Eq. 3 ................................................................................Eq. 4 ................................................................................Eq. 5 ................................................................................

Eq. 6 ................................................................................Eq. 7 ................................................................................Eq. 8 ................................................................................Eq. 9 ................................................................................Eq. 10 ................................................................................Eq. 11 ................................................................................

Eq. 12 ................................................................................Eq. 13 ................................................................................Eq. 14 ................................................................................Eq. 15 ...............................................................................Eq. 16 ...............................................................................Eq. 17 ...............................................................................

Eq. 18 ...............................................................................Eq. 19 ................................................................................Eq. 20 ................................................................................Eq. 21 ................................................................................Eq. 22 ................................................................................Eq. 23 ................................................................................Eq. 24 ................................................................................Eq. 25 ................................................................................Eq. 26 ................................................................................Eq. 27 ................................................................................Eq. 28 ................................................................................


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RESUMO

O concreto dosado em central (CDC) consiste em todo o ccentral misturadora, transportado e misturado em caminhõesno estado plástico, a um determinado consumidor. Desde suaCDC tem crescido consideravelmente indicando, assim, o stermos de custo-benefício. Identicamente ao concreto conveCDC é realizada mediante a definição de uma resistência de

da resistência característica do concreto e de um determinado compatível com processo de produção deste. Em outras palvariabilidade do processo, maior será a resistência de dosagqüentemente, maior será o custo de produção do concreto deaumento do consumo de cimento para um mesmo valor de reLogo, nota-se que a redução da variabilidade do processo decorresponde à um fator contribuinte na redução dos custos d

métodos utilizados pelas centrais para o controle de produçdado ao uso das cartas de controle e do método de soma adiferenças entre os métodos, ambos têm por base o acompanesboçadas pelos resultados de resistência à compressão do coa identificação dos pontos críticos de variabilidade da central mesmo contribuindo para a observação da necessidade de cormétodos citados não fornecem subsídios para que o técnico re

intervenha de forma a reduzir a variabilidade do processo e, bua para a eventual redução de custos de produção. Além dcarência de subsídios mencionada anteriormente torna a qua produção extremamente dependente da experiência técnica dotral. Diante do exposto, o presente trabalho tem por objetivometodologia alternativa de controle de qualidade de produçãologia busca contribuir não apenas na definição de correções

bém auxiliar na identificação das principais fontes de variabindicar as intervenções que se fazem necessárias. O métodoavaliação dos seguintes itens: variabilidade do processo de plaboratório da central, controle tecnológico realizado pela equ pelas obras atendidas por esta, e desempenho dos materiais u

i fi iê i d d l i


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ABSTRACT

Ready Mixed Concrete (RMC) can be defined as a concrete manufavery to a defined purchaser’s particular needs in a fresh state. Since itthe use of RMC has been increasing considerably, demonstrating itcost-benefit perspective. As with conventional concrete, the RMC don the determination of a required average strength, which depends ocompressive strength and the standard deviation compatible with

process. In other words, the increase of the process variability leads toof the required average strength. As a result, the production cost of greater due to the additional cement content needed to produce consame specified compressive strength. Therefore reducing the variabilsidered as an important way to reduce the production cost of RMC. Atrol procedures applied by RMC companies, emphasis can be givencontrol charts and cumulative sum charts since they are the most frRegardless the differences between these two procedures, both are bshown by compressive strength test results to determine whether the is, or is not, necessary. However, neither of the two procedures can prtion about the overall process variability or the critical points of thshould be corrected immediately in order to reduce the variation Moreover, this lack of information leads the RMC production procextremely dependent on the skills of the chief technician responsible fview of that, the main purpose of this research study is to proposequality control methodology for RMC plants. This methodology aimsdetermination of the changes needed in the concrete dosages and to prtion about the critical process variability points and suggests interventechnician might take to reduce the process variability. The proposeis based on the evaluation of the following items: overall process variof the RMC plant laboratory, technical control procedures conductemanufacturer and the user, and performance of the materials used

concrete. In order to determine the effectiveness of the proposed meRMC plants with similar features were evaluated. In addition, the rwith respect to the corrections in the concrete dosages were comparsions made by the responsible plant chief technician. Finally, the me posed in this work provides a satisfactory way to determine the ini


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1 INTRODUÇÃO

1.1

Considerações IniciaisO concreto dosado em central (CDC) consiste

carregado em central, transportado e misturado em ce entregue, no estado plástico, a um determinado conzação nas obras em geral é crescente e indica suce

termos de custo-benefício. Dentre uma série de vantauso do CDC destaca-se a racionalização do procesmento da produtividade, redução do custo total da ob

É importante observar que a produção do CDversas fontes de variabilidade que afetam não apenado produto, mas também o custo de produção. Des

importância do controle de qualidade no processo dcreto. No passado, o controle de produção do conc

luxo e as centrais pouco se preocupavam com a redeterminados casos, o controle de qualidade era confde aceitação do concreto em obra.

Atualmente, o que se observa é que o controlena indústria do concreto quanto em outros processoresponde a uma questão de sobrevivência para as deve-se não somente à redução de custos, mas tambmento de uma relação de confiança entre consumidorantia de qualidade do serviço prestado.

Destaca-se, ainda, que o advento da certificaçconstrução, mediante o uso do selo PBQP-H, contrmente para o aumento do controle de qualidade do coobra. Logo, o maior rigor no controle tecnológico resultou em maior controle por parte das centrais de c


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madas de ações por parte dos técnicos responsáveis pela ce

creto. A realização do controle de qualidade é necessária, priedades do concreto no estado fresco e no estado endurecapresentarem uma variabilidade natural, são influenciadas pde fatores. Neste caso, destaque pode ser dado a imprecisõminação da umidade dos agregados, falta de aferição dos e

utilizados em laboratório, variação da temperatura e umidAlém disso, destaca-se a existência de variação de granulode material puverulento dos agregados. Tal variação resultcação do consumo de água necessário para o uma dada trabAssim sendo, nota-se a necessidade de correções no consu

para ajuste do abatimento antes da descarga do concreto emA adição de água para correção do abatimento, ne

apenas em função do exposto no parágrafo anterior, mas tamà elevadas temperaturas e do tempo de transporte da centraaté a obra, corresponde a uma técnica comumente adotada pde concreto no Brasil e permitida pela NBR7212:1984. Aágua limite a ser adicionada é prevista em estudos de dosaesta não venha a ser ultrapassada, as chances de obter um conforme é reduzida. Contudo, a falta de controle neste pro

bilita que uma quantidade indiscriminada de água possa ser que, por sua vez, resulta no aumento da relação água/cimeqüente redução da resistência à compressão. Além disso, nmento da variabilidade dos resultados. Logo, pode-se indcontrole de abatimento como uma das principais fontes de no processo. Porém este fato não descarta a necessidade dedemais fontes de variabilidades citadas no parágrafo anterio

Os resultados obtidos para os concretos produzidosuma determinada variabilidade que será tão maior quanto


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em Outubro de 2009, que gerou bastante polêmica na

de culpado para a questão exposta.Apesar da realização do controle de qualidad NBR7212 ser considerada suficiente para determinaçdo processo, isto é, do desvio-padrão da central, a adsiva deste controle não permite identificar as fonte

bem como definir quais medidas deveriam ser tomad

mesma. Destaca-se ainda, que a NBR7211:1984 permficação das centrais em diferentes níveis de variabapresenta diretrizes que permitam a mudança de nívminada central.

Visando analisar os resultados da central e dedesta é necessária a utilização de métodos de análicampo e laboratório. Tais métodos permitem identifsignificativas do valor de resistência média e variabil

Dentre os métodos de análise de resultados mindústria do concreto destaque pode ser dado às cartmétodo de soma acumulada. Tais métodos são eficição de variações da qualidade do processo, porémmesma eficiência quando se trata da identificação dções e consequente orientação quanto à tomada de de

É importante destacar que, além dos métodsistemas automatizados dotados de processos compuzam análise múltipla de variáveis. Estes métodos têmtanto na identificação de variações quanto nas possContudo, destaca-se que os mesmos são de elevadoção, não apenas do sistema computacional em si, mada quantidade de variáveis controladas.

Atualmente, a interpretação dos dados nas cenrealizada pelos técnicos responsáveis pela central. Ta


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car quais das etapas do processo de produção foi responsáv

ção da qualidade do concreto. Em situação oposta, a observares de resistência características muito acima do esperado pto produzido leva o técnico a proceder a redução do consumto como intervenção imediata.

Assim sendo, observa-se que a análise de resultadosé dada de forma passiva, ou seja, a realização de interve

apenas quando as variações associadas ao atendimento ou tência característica são observadas. Além disso, na grandecasos, a observação de tal variação tem por resultado apenaou redução do consumo de cimento ao invés da busca do protaca-se ainda que a correção do consumo de cimento é dadum processo de tentativa e erro sendo, por isso, extremamdente da experiência técnica do técnico responsável.

Soma-se a passividade da análise de resultados, a fatimento na implantação de laboratórios de controle em cadausência destes dificulta a realização de estudos de dosagemam ser úteis para otimização das composições de concret

Neste caso, a figura do técnico da central é prejudicada, se ponsável apenas pela análise de dados e modificação de cimento visando resolver problemas imediatos.

Dessa forma, observa-se que a produção de concretoapresenta deficiências associadas principalmente à análiseausência de condições para estudos de dosagem. Tais deficitam em um processo de produção de elevado custo decorredo consumo de cimento requerido para cobrir tanto a elevadade, quanto a carência de estudos de dosagem.

Assim sendo, acredita-se que a presença de uma equada de trabalho, isto é, instalações de laboratório apropriadimento padronizado de análise de resultados venham a co


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cando a necessidade da modificação dos materiais u

ção, e resulte na redução de custos variáveis da centra1.2 Objetivos

O presente trabalho tem como objetivo prinmento de um método de análise de resultados que pção da variabilidade no processo de produção do CDnada central e correção, em função do nível de varia

das dosagens praticadas. Além disso, que permita detapas do processo correspondem aos pontos críticoscom base nestes, propor as intervenções necessáriasa tomada de decisão por parte dos técnicos das centra

Como objetivos específicos, destacam-se:• Definir uma metodologia de coleta, tratamento

se de dados.• Aprimoramento do método de determinação

processo de produção das centrais de concreto;• Desenvolver um método de correção de dosagveis de variabilidade observados na central de con• Propor uma metodologia de verificação da qua

rio da central de concreto;• Elaborar uma proposta de análise de dados qudade de treinamento da equipe técnica responsáde corpos-de-prova de concreto e realização dos e• Propor de um método de otimização dos mater

produção do CDC através de estudos de aditivos e

1.3 Estrutura do trabalhoEste trabalho está dividido em sete capítulos

meiro foi apresentada a necessidade e existência de dtrole de qualidade na produção do CDC dando dest


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tas e discutidas as variáveis consideradas para a definição d

gia, bem como o método de análise dos resultados. No caapresentados e analisados os resultados obtidos mediante ometodologia proposta na avaliação de duas centrais de cfim, no capítulo 7, são apresentadas as considerações finaidações para trabalhos futuros.


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2 CONCRETO DOSADO EM CENTRAL

2.1

Considerações preliminaresDe acordo com a norma brasileira NBR7212

ser definido como: “...concreto dosado, misturado emcionário ou caminhão betoneira, transportado por camoutro tipo de equipamento, dotado ou não de agitaçã

tes do início de pega do concreto, em local e tempoque se processem as operações subseqüentes à entobtenção de um concreto endurecido com as propried

O sucesso da utilização do CDC na construconcreto produzido no canteiro de obras pode ser como [ABESC,2007, PRUDÊNCIO,2008]:

•

redução de desperdícios de materiais utilizadconcreto no canteiro de obras;• racionalização do número de operários na obrredução de encargos sociais e trabalhistas;• redução no controle de insumos, permitindo de estoque e melhor aproveitamento do canteiro d

•

maior agilidade e produtividade da equipe de da possibilidade de entrega de grandes volumes de• redução do custo total da obra.

Em se tratando de um serviço prestado à um midor, é de extrema importância que seja realizado odade do processo de produção do CDC, uma vez que

te pode ser comprometido por uma série de fatores, falta de controle de abatimento, falta de precisão nodos materiais, carência técnica na execução dos procdagem e transporte dos corpos-de-prova, entre outros

De modo a facilitar o entendimento das propri


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2.2 Histórico do concreto dosado em centralO inicio da utilização do concreto foi dada no per

[DEWAR,J.D. & ANDERSON R., 2004]. Entretanto, a pos produção e fornecimento deste como CDC só foi discutid1872 quando o engenheiro civil George Deacon apresentocomentário: “Se o concreto fosse fornecido no canteiro dum produto pronto para aplicação isso seria, sem dúvida, de

tagem.” [CROMPTON, S. 2003; BIASIOLI, F., 1999]. Apdéia ser discutida a partir de 1872, somente em 1903, na Alo CDC foi patenteado.

Dewar, J.D. & Anderson R (2004) e Crompton, S. sentam relatos que indicam que o concreto fora empregadora vez sob a forma de CDC nos Estados Unidos, na cidade

em 1913. Todavia, o crescimento do emprego do CDC só servado a partir dos anos 30 com os incentivos do governoque impulsionaram o setor da construção civil, e o advento

betoneira, patenteado em 1916 por Stephen Stephanian. Noterior à este, e ainda observado em países em desenvolvimetendência de produção de concreto no canteiro de obra [C

2003; SYVERSON, C.,2008]. Na Europa, o emprego do CDC apresentou crescente

partir de 1930, sendo uma das primeiras centrais da região pelo engenheiro Kjeld O. Ammentorp situadas em Bedfont

d l R d Mi d C L d Alé

Figura 1 – Linha simplificada de produção do CDC.


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ção permitiu redução do espaço físico ocupado pela

quente inclusão destas nas proximidades dos centros Como elementos chave para a massificaçãoCDC, Syverson, C. (2008) identifica itens associadológica, sendo eles:

1) automatização dos sistemas de mistura e pesag2) aumento da capacidade dos caminhões betonei3) advento dos aditivos plastificantes e superplas

tros tipos;4) preocupação com a logística nos serviços pres5) advento do concreto bombeado.

Os itens citados acima, somados aos encargocessidade de inserção das centrais de concreto nas gdem ser considerados como imprescindíveis na modas centrais de concreto.

(a) (bFigura 2 – Centrais de Concreto (a) Modelo inicial [DEDERSON R., 2004]; (b) Modelo atual [Cortesia E

No Brasil, as primeiras centrais de produção dpor volta dos anos 50 uma vez que este período foi


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que outras empresas enxergassem os benefícios do CDC e i

centrais de concreto em outras localidades do Brasil [ABESEm 1978, impulsionado pela realização de obras de como a Usina Hidrelétrica de Itaipú, e incentivos imobiliáriindústrias cimenteiras e concreteiras apresentou crescimento100% e foi marcado pela fundação da Associação Brasileirsas de Serviços de Concretagem – ABESC – que tem por mover o desenvolvimento e o aperfeiçoamento tecnológicum setor específico devidamente normalizado e com confidica definida [ABESC, 2009].

Com a crise do petróleo nos anos 80, o setor da conapresentou uma fase de estagnação. Todavia, o aumento dfiscais gerados pelo Programa de Aceleração do Crescimtêm impulsionado o setor e permitido crescimento do mesmos anos. Em 2008 foi observado um crescimento do crédinal e população ocupada na construção o que, por sua vcrescimento de 8,0% no setor da construção civil [AsBEA, 2

Assim sendo, nota-se que a evolução histórica do CDna busca da produção e entrega de um produto e serviço consumidor. O fato da maioria das construções fazer uso doo sucesso do mesmo em termos de qualidade, prestação custo-benefício [DEWAR,J.D. & ANDERSON R., 2004].

2.3 Materiais empregados na produção de concretoO concreto é um material composto que apresenta

que combinam as características dos materiais que o com

sendo, o conhecimento das propr iedades destes torna-se de portância para que uma dosagem1

Dentre os principais materiais empregados na producreto destaca se: cimento adições agregados (graúdos e m

adequada seja realizada lhor entendimento das propriedades do concreto.


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pois a variação das propriedades e proporcionamento

vel por uma considerável variação de resultados quinsumos como água e adições.

2.3.1 Cimento

O Cimento Portland é definido como um aglo

De modo geral, as características de perda de ção do concreto são regidas por reações de hidrataçãobservar que a hidratação do cimento depende, dentrfinura do cimento, relação água/cimento e tempera

fatores afetam a velocidade das reações, grau de hidraconseqüentemente as propriedades da pasta de cimeHARA, 2005].

produzido pela moagem de clínqueres constituídos silicatos de cálcio hidráulicos e uma pequena quan

mais formas de sulfato de cálcio [ASTM C 150MONTEIRO, 2008].

Além disso, o processo de produção do cimedeterminada variabilidade, sendo esta inerente a dvariam desde a composição mineralógica das matéri

bustíveis utilizados nos fornos-rotativos. Estas variaçmelhor ou pior desempenho do concreto produzido eforma detalhada no capítulo 3.

2.3.2 Agregados

Considerando que os agregados ocupam cercavolume de concreto, estes podem ser considerados cujas principais funções estão relacionadas à formaçgranular que garante sustentação e redução dos espa

preenchidos pela pasta de cimento, ou seja, enchimEntretanto, esta definição não é considerada adequad


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4,75mm. Já os agregados graúdos são constituídos por grão

didos entre as peneiras de malha 75mm e 4,75mm [NBR721Além da classificação apresentada, dá-se destaque ções que consideram a origem dos agregados e massa espeQuanto à origem, os agregados podem ser classificados

britados, artificiais e reciclados. Quanto à massa específicados leves e pesados [MEHTA & MONTEIRO, 2008; SBRI2005].

Em se tratando de agregados empregados na produçdestaque especial pode ser dado aos agregados de britagaqueles obtidos por processo de cominuição, geralmente brque possam se adequar ao uso como agregados para concret

NETO, 2005]. Sua utilização vem sendo incentivada devidoção com as questões ambientais e elevado custo dos agregaSoma-se à estes fatores, as vantagens associadas à manutendade e baixa contaminação.

Dentre os procedimentos empregados no beneficiagregados miúdos de britagem destaque pode ser dado parmento do pó-de-pedra com aplicação de peneiramento parafração mais grosseira (granilha), utilização de sistemas ma

para remoção de parte do material pulverulento e emprego do tipo VSI3

De modo a elucidar os benefícios gerados pelo uso

de britagem na produção do CDC, a

para obtenção de grãos mais esféricos e arredo procedimentos estão sendo amplamente utilizados e têm rmelhoras significativas no desempenho dos agregados utilizdução de CDC.

Figura 3 apresenta a cugem de concretos produzidos com diferentes tipos de agrega

Na Figura 3, destaca-se que o agregado Tipo B trata-se de sição de areia fina de duna e areia de britagem em proporçã


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Figura 3 - Curvas de dosagem (28dias) – Areia Tipo ATipo B: composição de areia de britagem e areia fina de duconcreto: Slump=10±2 cm; Brita 1; αVOL=55,2%; Teor de

relação à massa de cimento) [SILVA, W.R., et

2.3.3 Aditivos

Os aditivos podem ser definidos como produtem pequena quantidade a concretos de cimento Palgumas de suas propriedades, no sentido de adequácondições [NBR11768:1992].

No que tange aos custos, Neville (1997) destamuito baratos, os aditivos não representam um custfirmação baseia-se no fato de que o emprego dos adem reduções indiretas, como por exemplo, custos mdensamento do concreto melhoria na durabilidade e


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RO, 2008]. Considerando apenas o setor de CDC, estes va

mam-se e muito dos 100%, pois raramente encontram-seconcreto que não fazem uso de aditivos. No que tange a classificação, a NBR11768:1992 clas

tivos para concreto e argamassa em nove tipos, sendo caddiscriminado na Tabela 1.

Tabela 1 – Classificação dos aditivos segundo a NBR1176

Sigla Tipo Sigla Tipo Sigla P Plastificantes PR

Plastificantesretardadores;

SP Super

R Retardadores PAPlastificantesaceleradores;

SPRSuper

re

A Aceleradores IARIncorporadores

de ar;SPA

Super

a

Esta norma diferencia os aditivos plastificantes dos cantes, levando em consideração a redução potencial de águ

pelo emprego do aditivo. No caso dos plastificantes a redude água deve ser de 6,0%. Já para os superplastificantes, es

ser de 12%.Apesar de não ser considerado como um tipo espe

BR11768:1992, é importante destacar a existência dos aditcionais, pois estes, juntamente com os plastificantes e suptes, são atualmente os aditivos mais empregados na produç

Nos itens que seguem, são apresentadas informações relati

cipais tipos de aditivos empregados na produção do CDC.• Plastificantes: denominados redutores de água, os adficantes têm baixo custo e apresentam capacidade de redde água da ordem de 6,0% a 12,0%. A dosagem dos adit

i d 0 2% 0 6% l ã à


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plastificantes em baixas dosagens e superplastifisagens (até 1,2% em relação à massa de cimental, 2006; SOUZA et al, 2006].). Cabe ressaltar qdo limite superior causam retardos consideráveis de pega.

No que tange aos custos dos aditivos, destacacionais têm custo ligeiramente superior ao dos aditiinferior aos aditivos superplastificantes, o que represfício para as centrais de concreto.

Em relação ao desempenho dos aditivos pla plastificantes, estudos desenvolvidos por Silva et al (fixada a consistência inicial, os aditivos plastificanlignosulfonato – apresentam perda de fluidez conside

parados com os de segunda geração – base química boxilato – (Figura 4). Cabe destacar que os estudos fargamassa, todavia podem ser extrapolados para conc

Guimarães (2005) e Rixom (1999) indicam asendo a manutenção de consistência de aproximad

para os aditivos de primeira geração e de 30 à 60 segunda geração. Em ambos os casos, a perda de ab

ras produzidas com aditivo é superior à mistura sem aEm se tratando de CDC, o controle e/ou ma

mento por um período prolongado deveria ser realizcarga do concreto por meio do uso de aditivos [RA2002]. Contudo, a utilização destes resulta em aum

produção, pois exige a contratação de profissionais e

vezes, adaptação de equipamentos nos caminhões bde concreto. Este aumento do custo pode ser consempecilho para o uso de aditivos para correção de atrais de concreto no Brasil. Além disso, destaca-se a


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Figura 4 – Estudo comparativo do desempenho de aditivos parade 25°C [SILVA et al, 2009].

2.4

Centrais de ConcretoUma central de concreto trata-se de um conjunto de

equipamentos necessários para o desenvolvimento das etapção de concreto, isto é, armazenamento, manuseio, propodos materiais constituintes, homogeneização da mistura, lançamento do concreto. Além da produção do concreto, a

brangem serviços de administração, vendas, faturamentologística, controle de qualidade, assessoria técnica, treinamfeiçoamento profissional [MARTINS, 2005].

As centrais de concreto apresentam os mais variadostalações podendo ser classificadas de acordo com diverdentre eles destacam-se: disposição da central, controle d

namento e mistura de concreto [NRMCA,2009; LOBO, C NOR, R.D.,2006; CROMPTON, 2003; KOSMATKA,2TINS,2005].

2.4.1 Classificação das centrais de concreto


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além dos apresentados por Martins (2005), para clatrais, sendo eles: móveis, semi-permanentes e perman

Acredita-se que as classificações apresentadautores sejam complementares, uma vez que, as cedisposições podem ser subdivididas em permanentese móveis. Assim sendo, o autor propõe a classifiquanto a sua disposição, conforme o esquema apresen

Figura 5 – Classificação das centrais de concreto quant

2.4.1.1.1 Centrais verticaisÉ considerado o modelo de central mais tradi

unidades mais robustas caracterizadas pela simplicidtos na linha de produção [NRMCA, 2009; MARTIN

plicidade se reflete na reduzida motorização e consdesgaste de equipamentos. A estocagem do cimentodos agregados em caixas, sendo o transporte deste correias transportadoras o que permite a redução do

pado pela central.Apesar do menor espaço físico ocupado e uso

ficados, as centrais verticais apresentam baixa mobmento, ou seja, tratam-se de unidades permi-permanentes, sendo recomendadas para obras demercados definitivos [MARTINS, 2005].

As centrais verticais (Figura 6) são também


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Figura 6 – Central Vertical ou de gravidade [STETTER,

2.4.1.1.2 Centrais horizontais:As centrais horizontais (Figura 7) são unidades carac

uma maior quantidade de acionamentos motorizados, princ

que tange ao transporte de agregados, que é dado por meitransportadoras, e maior complexidade de transmissão padosadora.

As unidades móveis (Figura 7 b) são compostas por ucom caixa individual de estoque de materiais. Com exceçãoágua e aditivos, os materiais são transportados para o mistur

sistema de correias. Posteriormente, são adicionados a águadá-se a mistura do concreto.


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exemplo, acionamento das correias transportadoras, balançaentre outros.

Como exemplo típico de central de controle manualas centrais do tipo “Tow go”, também denominada “To gotrais apresentam uma balança para a pesagem cumulativa d(Figura 8a) que é alimentada diretamente por uma pá cartransferência dos materiais para o caminhão é feita por um(balanceiro) que fica encarregado de abrir uma comporta naor desta balança acionando diretamente a correia transportad

processo de mistura é realizado por caminhão betoneira (Fig

(a) (b)Figura 8 – Central “Tow go”: (a) balança; (b) correia transportanhão betoneira [CSM, 2009].

2.4.1.2.2 Controle semi-automáticoConsiste no sistema que necessita ser acionado por

e, uma vez acionado, pausa automaticamente quando finaliz

citar como exemplo o acionamento da pesagem de cimento pode ser provido de travas de segurança com o objetivo dcarga de material quando finalizada a etapa de pesagem assim, a confiabilidade do sistema [LOBO & GAYNOR, 20


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computador. A partir deste ponto o computador realisendo que o balanceiro só irá interferir no processo gum problema com a carga.

Os avanços tecnológicos na área de programares, principalmente quanto ao desenvolvimento de reface com os equipamentos, têm auxiliado para o dnovos modelos de controle. Tais modelos permitem i

problemas de pesagem ao longo do processo de prordem de adição dos insumos, o tempo de mistura d

peratura no misturador [KOSMAKTA, 2003; DELIG No que diz respeito aos custos associados a i

cas, apesar de serem inicialmente elevados, LoboR.D.(2006) indicam a existência de uma tendência dnos últimos anos.

Apesar do considerável custo inicial, é imporutilização dos sistemas automáticos permite maior prdo concreto o que resulta em uma produção mais hoqüentemente, em uma menor variabilidade de resulgarante maior facilidade na etapa de controle de quauma vez que tais sistemas possuem banco de dados q

sados de forma mais fácil para eventuais verificaçõesUma das vantagens dos processos automatizad

manutenção periódica dos mesmos, está associada à cionamento dos materiais. Neste caso, destaque pod

porcionamento do aditivo e umidade dos agregados uQuanto ao proporcionamento de aditivos, este

adicionados no caminhão betoneira com medidas de por exemplo, baldes plásticos. Todavia, tal prática éções de quantidade de aditivo adicionado e resultam

possível variação das propriedades do concreto. N


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saio e, caso associado a correção de abatimento 7

Entretanto, é importante destacar que tais equipamser constantemente calibrados, especialmente para a primeconcreto de um determinado dia de produção. Tal afirma

base a experiência prática que permite afirmar que o valo para um determinado abatimento, pode variar de um dia par

com adição permite redução substancial na variabilidade dos resultados.

No tocante ao controle de umidade dos agregados, atomatizadas mais modernas utilizam sistemas de capacitoretem a determinação e correção da umidade para cada cargarealizada. Nas centrais menos equipadas, a determinação realizada uma ou duas vezes ao longo do dia, é dada com batras retiradas da pilha de agregados. Esta medida pode serarriscada, pois o teor de umidade do agregado varia ao lon

da pilha e, caso os depósitos de agregados não sejam aduniformizados, erros na determinação da umidade podem otribuir para a variabilidade do processo.

É importante destacar que a correção de umidade dosde elevada importância, pois, caso efetuada de forma inaderesultar em variações nas propriedades do concreto conform

tido no item 3.3.1. 2.4.1.3 Mistura do concreto

A classificação das centrais quanto à mistura do concom base no tipo de equipamento de mistura e processo de zado. Neste caso, as centrais podem ser classificadas comosadora e central dosadora misturadora [MARTINS,2005]. dosadoras misturadoras o processo é realizado total ou parcequipamento estacionário. Já nas centrais dosadoras a mistcaminhão betoneira.

A possibilidade de diferentes tipos de produção perm


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Compreende as centrais que realizam o procmisturador estacionário que descarrega o concrettransporte, neste caso, caminhões-betoneira e caminlante, que conduzem o concreto à obra.

Tais centrais permitem maior capacidade de pdo processo de mistura, pois apresentam procedimetrabalham, na maioria das vezes, com sistema de ccaso, a entrega do concreto é feita sem a realizaçãoapenas redosados com uso de aditivos. A utilização dtribui para a eliminção da necessidade de motoristas ficados, pois o caminhão betoneira atua apenas com

porte e não mistura, e garantia de aumento da vida em função do menor desgaste [LOBO & GAYNOR,

Uma vez que as propriedades do concreto no e

fluenciadas pela temperatura ambiente, conforme scapítulo 3, em países com o Brasil e outros de clima tropical, a utilização da carga pronta torna-se um devadas temperaturas experimentadas ao longo do anona-se necessária a redosagem do concreto com adiçãtivo.

Em países de clima mais ameno ao longo do de alguns países da Europa, estima-se que quase 10CDC é realizado pelo processo de mistura na centra

NOR, 2006].Além das vantagens citadas anteriormente, pod

a possibilidade de transporte de maiores volumes de

nhão betoneira. Segundo a ASTM C 94, a capacidacaminhão betoneira é de 80% do volume do balão q

produzido completamente em central misturadora e mais casos. Cabe lembrar o percurso realizado e li


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tos sobre serviço (ISS8) e sobre produto (IPI9

), ao passo qudosadoras pagam apenas ISS.

Figura 9 – Central de Concreto com misturador estacionário [KA,2003].

A produção total do concreto nos misturadores estambém denominada como mistura via úmida [CROMPTOainda, processo como mistura completa em equipamento

[NBR7212:1984]. Tal processo pode ser realizado atravémisturadores que têm ação por efeito de queda (gravitacionçado ou combinação de ações.

Em função da elevada eficiência de mistura10

Atualmente, o misturador de eixo inclinado é o maiscentrais dosadoras misturadoras de concreto. Entretanto, estsentado grande interesse nos misturadores de eixo inclinado

, os mieixo vertical forçado eram os mais populares nas centrais Todavia, este tipo de misturador tem sido pouco utilizado emcustos adicionais de manutenção que decorre do elevado

pás misturadoras.


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2.4.1.4.2 Concreto parcialmente misturado na centCompreende as centrais que realizam uma pa

mistura em misturador estacionário e outra em camin ponsáveis pela finalização do processo de mistura ecreto até a obra. Este processo é também denominúmida [CROMPTON, 2003].

A utilização deste procedimento visa aumentútil dos misturadores e reduzir o tempo de ciclo de m

procede-se com a produção de uma argamassa nos mnários e posterior adição dos agregados graúdos, jungamassa, no caminhão betoneira [CROMPTON, 200

NOR, 2006].A necessidade de redução de custos de manut

do processo de produção pode fazer com que uma

com misturador estacionário possa trabalhar ora comcom mistura parcial do concreto. Em ambos os casosdo conceito de carga pronta de modo que redosagens

Cabe destacar que a NBR7212:1984 considerrado parcialmente na central aqueles produzidos em e não em misturador estacionário. Logo, o concreto

mente em misturador estacionário deve ser considerama, na mesma categoria do item 2.4.1.4.1.

2.4.1.5

Central Dosadora

2.4.1.5.1 Concreto misturado em caminhão betone Nas centrais dosadoras, o concreto é complem

caminhão betoneira. Os materiais são adicionados emte no caminhão e então misturados. É importante develocidade de rotação e volume de mistura utilizadosespecificações dos equipamentos ou conforme indica[MARTINS 2005; KOSMATKA 2003]


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Assim sendo, o concreto produzido em caminhão beser dividido em dois tipos: misturado no pátio da central, oriza o sistema de carga pronta discutido anteriormente, ou obra. Neste caso, deve-se garantir controle adequado da qágua adicionada na obra de modo que o valor especificado seja ultrapassado.

Quando comparadas com as centrais misturadoras, assadoras apresentam vantagens associada a necessidade de m

físico e maior volume de produção. Todavia, o processo apresenta menor homogêneidade em função da falta de conao tempo de mistura e eficiência do caminhão betoneira. Cmente, observa-se uma maior variabilidade de resultados.

O uso de caminhões betoneira para mistura e transpométodo mais empregado para a produção de concreto no Br

tro lado, nos EUA a maioria das unidades de CDC faz usnhões betoneira apenas para o transporte do concreto prevturado na central [MEHTA & MONTEIRO, 2008].

2.4.2 Escolha do tipo de central

Na Figura 10 é apresentado um resumo da classifica

trais segundo os diversos critérios apresentados.


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apontar o melhor ou pior tipo de central de concreto, destas está também associado a diversos fatores exteconsiderados de modo à oferecer melhor rentabilifinanceira. Os critérios de escolha de uma central levar em consideração fatores como [CROMPTONKA, 2003]:

• Espaço físico disponível;• quantidade de concreto a ser produzido, ou sedemanda pontual ou atendimento ao mercado con• demanda de concreto da região consumidora;• distância de transporte;• custos de aquisição de equipamentos e manute

Além dos critérios citados, é importante destaas centrais dosadoras misturadoras são consideradasnecem produto, ao passo que as centrais dosadoras foserviço. Sendo as tarifas sobre produtos superiores àsços, nota-se um maior número de centrais dosadordosadoras misturadoras.

Assim sendo, além dos fatores citados anteriotributárias também devem ser levadas em consideraçdo tipo de central a ser utilizada.

2.4.3 Equipamentos de transporte e descarga do CD

Nos itens que seguem, são apresentados os prquipamentos utilizados para transporte da central pardo CDC em obra.

2.4.3.1

Equipamentos de transporte

2.4.3.1.1 Caminhões basculantesOs caminhões do tipo basculante são utilizado

doras misturadoras onde o concreto é totalmente pro


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2.4.3.1.2 Caminhões betoneiraO caminhão betoneira é o principal equipamento de

CDC. Este tipo de caminhão é provido de um balão rotatiinclinado (Figura 11a). No interior deste (Figura 11b) há uminas, que contornam o balão em uma configuração helicodo da cabine do motorista (parte anterior do caminhão) paradescarga do concreto (parte posterior). Tal configuração pconcreto seja misturado quando o balão gira em um sentisando a tendência de segregação no transporte, e descarrega

balão gira no sentido contrário [NRMCA, 2009; DEWARDERSON R., 2004].

(a)

Figura 11 – Caminhão betoneira: (a) caminhão betoneira; (b) introtativo ; [MARTINS, 2005];

Geralmente a descarga do concreto no caminhão betlizada na parte posterior do mesmo, todavia a descarga do

parte anterior, próximo à cabine do motorista também é RMCA,2009; SHAPIRA, 2008].

De acordo com Shapira, A. (2008), os caminhões bdescarga pela parte anterior, em função formato mais alonge da configuração do caminhão, apresentam uma série dcomo por exemplo: acesso a trechos mais estreitos e facilida


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(a)

Figura 12 – Caminhão betoneira com diferentes tipos de d pela parte posterior; (b) descarga pela parte anterior [S

(a) (b

Figura 13 – Caminhão betoneira com equipamentos de la(a) correia transportadora [LIEBHEER, 2009]; (b) bombaTER, 2009; SCHWING,2009]


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3 PROPRIEDADES DO CONCRETO

3.1

Considerações preliminaresImediatamente após a mistura do concreto, es

ses distintas: estado fresco, pega e estado endurecidoto no estado fresco tenha apenas caráter transitório, cle (1997), é importante lembrar que as propriedadesser controladas, pois são de extrema importância pa

no estado endurecido.De acordo com Mehta & Monteiro (2008), o

ser definido como o período ao longo do qual o concsistência plástica. Apesar da inexistência de um consção do estado plástico do concreto, o presente autor co período ao longo do qual o concreto pode ser adequ

ado, ou seja, misturado, lançado e adensado na estrutetapa, o concreto é caracterizado principalmente porhomogeneidade de mistura.

A sucessiva perda de plasticidade e desenvolvcia, associada à evolução das reações de hidratação cio a fase de pega e posterior endurecimento. Nesta ú

creto é caracterizado por sua resistência mecânica, prdo solicitado à esforços de compressão.

No CDC, é importante que o concreto atenda cificações quanto às propriedades no estado frescomodo geral, a compra deste é realizada mediante a emensão máxima do agregado graúdo, consistência e

pressão. Contudo, existe uma série de propriedadesvantes no âmbito do CDC, que também devem sercomo, a perda de trabalhabilidade, segregação, exsucífica do concreto, tempo de início de pega e tempera


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dimento das fontes de variabilidade observadas no processodo CDC e serão utilizadas como base para o programa

apresentado no Capítulo 5.

3.2 Propriedades do concreto no estado fresco

3.2.1 Trabalhabilidade

De acordo com a ASTM C125-03, define-se trabalhmo a energia necessária para manipular o concreto fresc

considerável de homogeneidade. O ACI, por sua vez, definlidade como facilidade e homogeneidade com que o concretmanipulado desde a etapa de mistura a acabamento final [A

Neville (1997) apud Granville (1947) apresenta ummais quantitativa do termo trabalhabilidade e descreve a metrabalho necessário para garantir máxima compactação do c

serva-se que essa definição considera apenas a etapa de adeconcreto e não as etapas de mistura, transporte e acabamendos nas definições apresentadas inicialmente.

Independente dos termos e definição utilizada, nota- balhabilidade é relativa à aplicação desejada ao concretmesmo concreto pode ser considerado trabalhável para ser

por exemplo, em fôrmas com baixa densidade de armaduralhável para ser empregado em fôrmas de alta densidade de a

Diante do exposto, no presente trabalho, a trabalhaconsiderada como a facilidade de manuseio do concreto emfresco, ou seja, lançamento, adensamento e acabamento, ede sua homogeneidade.

Uma vez que o concreto necessita de uma determinade e, ao mesmo tempo, homogeneidade para que seja considlhável, nota-se que a trabalhabilidade trata-se de uma propr

posta. De acordo com Mehta & Monteiro (2008), a trabalh


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da qualidade do concreto. Fatores como teor de ar incorporatura de mistura e tempo de transporte também devem se con

Figura 14 – Relação entre o ensaio de abatimento e slump-flow DOMONE, 2008].

Apesar das críticas realizadas quanto à influência

neste caso, o motorista do caminhão betoneira, nos resultadde abatimento, Popovics (1994) apresenta resultados de uvariabilidade deste ensaio e comprova que o operador, adtreinado, apresenta uma pequena interferência (cerca de 8,comparado com o efeito da variação das propriedades dos composição do concreto (cerca de 86,1 %). A parcela resta

de variação é atribuída a erros aleatórios de amostragem. Taindicam que o ensaio de abatimento pode ter o efeito do opzido, quando este for treinado adequadamente e conscientcessidade de realização do ensaio como prática de controle do concreto.

A importância da trabalhabilidade do concreto está

ligada ao desempenho observado em seu estado endurecidaplicados com uma trabalhabilidade adequada permitem mais eficiente e conseqüentemente que o concreto atinja su

potencial em função da redução dos vazios no seu interior1997]

à fl ã d d id à d i


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à flexão do concreto devido à presença de vazios resmento inadequado.

(a) Figura 15 – Importância da trabalhabilidade adequada no

do adensamento inadequado na resistência à compressão [Nefeito do adensamento inadequado no módulo de elastici

flexão [KOSMATKA, 2003].Além da quantidade de ar aprisionado, fatore

de água, consumo e tipo de cimento, propriedades doaditivos e adição, afetam a trabalhabilidade inicial dTA & MONTEIRO, 2008; NEVILLE, 1997; GUAïtcin (2000) ressalta que, no ponto de vista da reo

tais fatores podem ser divididos em dois grupos: aqueesqueleto dos agregados e ao comportamento reológmento.

No que tange ao esqueleto dos agregados, oque podem ser citados são a relação agregado/cimennulométrica e forma dos agregados. Além destes, des

entre as frações de agregado graúdo e agregado miúdcomo composição de agregados miúdos naturais com

Neville (1997) destaca que a influência dostrabalhabilidade diminui com o aumento do teor de

E t t d d i t d i fi b


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Em se tratando de cimentos de maior finura, observada fluidez da mistura e aumento de coesão, para uma mes

de água, em função do aumento da superfície específica do cConforme citado no item 2.3.3, estima-se que qu

100% do concreto produzido em central faz uso de pelo mde aditivo. Soma-se à estes o uso de adições na produção dsim sendo, a influência destes materiais na trabalhabilidaconcreto deve ser considerada.

Quanto às adições, no caso das pozolanas, GuimarMehta (2008) indicam que a utilização destas apresenta redução da exsudação e aumento da fluidez do concreto. adições inertes, como é o caso do fíler, a mesma tendência é

No que tange aos aditivos, para uma demanda de ága incorporação de aditivos redutores de água, seja este pla

superplastificante, contribui para o aumento da fluidez domesma afirmação pode ser feita para os aditivos incorporaContudo, Neville (1997) destaca que a incorporação de aaumento de trabalhabilidade mais significativo para mistur

pouco trabalháveis. Na Figura 16, é apresentada a reduçãode água devido à incorporação de ar.

Figura 16 – Redução da demanda de água devido à incorporaçãVILLE 1997]

água e o aumento de temperatura para concretos com


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água e o aumento de temperatura para concretos com bilidade.

Figura 17 – Relação entre demanda de água e o aumentoconcretos com a mesma trabalhabilidade [KOSMA

Em se tratando de centrais de concreto, este ef

derado uma vez que a produção de concreto, nestsubmetida a diferentes condições climáticas ao lonsendo, pode-se observar variações de trabalhabilidaexista necessariamente variação no proporcionamentais utilizados.

Como as propriedades dos agregados e ma

também afetam a trabalhabilidade inicial do concreto portância que as centrais realizem verificação destes eventuais variações de produção. Uma vez identificefetuar correções na composição dos concretos prodconvenientes nas propriedades do concreto, ou aindacom os fornecedores de modo a obter material de qua

Em vista da necessidade de transporte do CDCé de extrema importância que a trabalhabilidade inilongo deste item, possa ser obtida não apenas após ato, mas sim mantida durante o maior intervalo de

dos anteriormente somados ao efeito de adsorção dos aditiv


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dos anteriormente somados ao efeito de adsorção dos aditivsequente redução de seu efeito dispersivo, na superfície

hidratados [MEHTA & MONTEIRO, 2008; NEVILLE, 199A perda de trabalhabilidade do concreto é de extrema

para as centrais de concreto, pois o processo de produção doum determinado intervalo de tempo devido à necessidade da central à obra. A determinação desta pode ser dada atrazação do ensaio de abatimento em intervalos de tempo após

concreto. Recomendações para a realização deste ensaio podficadas na NBR10342:1992. É importante destacar que, pade dosagem do CDC, torna-se interessante simular as condiçtais as quais o concreto estará exposto durante a produção,acabamento de modo a obter resultados mais representativonecessidade de correções não previstas [GUIMARÃES, 2

tens que seguem, são apresentados os principais fatores q perda de trabalhabilidade do concreto.

Consumo e tipo de cimento:

Concretos com maior consumo de cimento ou o usode maior finura apresentam maior velocidade de reação e, mente, um enrijecimento mais rápido é observado [CO

1998]. Além disso, Mehta & Monteiro (2008) destacam qcom maior quantidade de C3A e álcalis apresentam maior tde trabalhabilidade devido formação de maior quantidade dC-S-H.

Desgaste e umidade dos agregados:

Agregados com maior tendência de fragmentação de

to de atrito gerado durante o processo de mistura tendem aquantidade não prevista de partículas finas. Estas, por sua

ponsáveis pelo aumento do consumo de água livre e conmento da perda de abatimento do concreto [DEWAR J D

hidratação [MEHTA & MONTEIRO 2008; DEWA


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hidratação [MEHTA & MONTEIRO, 2008; DEWASON R., 2004].

Condições ambientais:

Ambientes de baixa temperatura tendem a redureações, conseqüentemente, observa-se uma menorabatimento. Além da temperatura, é importante coambiente, uma vez que a perda de trabalhabilidade invernada pela evaporação da água. Assim sendo, ammidade contribuem para reduzir a taxa de perda de trtemperaturas elevadas e baixas umidades, ocorre efe

posto anteriormente (Figura 18).

Figura 18 – Efeito da temperatura na taxa de perda de ab[RIXOM, 1999]

Além de resultar no aumento da taxa de perdaroka (1998) e Kosmatka (2003) destacam que tempedas são responsáveis pelo aumento da demanda de á

ma trabalhabilidade (Figura 17). Esta influência indicuidados na redosagem da quantidade de água paralhabilidade desejada, uma vez que a adição de quantde afetar as propriedades do concreto no estado en

perdem trabalhabilidade em menor taxa quando comparado


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perdem trabalhabilidade em menor taxa quando comparadovolumes.

Emprego de adições:

Segundo Aïtcin (2000), o emprego de cinzas volantesolução para a redução da perda de trabalhabilidade. Tais

presentam reações mais lentas que os compostos do cimenteste efeito, a possibilidade de redução do consumo de cimequente enrijecimento mais lento do concreto. Todavia, Rindica que a redução da perda de abatimento não pode ser exredução do consumo de cimento, uma vez que ensaios ondeuma parcela do cimento por areia fina não resultaram emtaxa de perda de abatimento (Figura 19).

Em publicação posterior, Ravina (1995) indica que odução da taxa de perda de abatimento pode estar associado

cálcio e sulfato na superfície da cinza volante. Tal efeito redtração inicial de íons em solução e prolonga o período dehidratação do cimento.

Figura 19 – Perda de abatimento de concretos produzidos com c[RAVINA, 1984].


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Figura 20 –Influência do uso de aditivo na perda de aba[COLLEPARDI, 1998].

Como medidas preventivas para controle da pdo concreto, Mehta & Monteiro (2008) destacam: eli

durante o transporte, verificação da compatibilidademanutenção da temperatura do concreto por meio materiais constituintes16

Em se tratando do CDC, diversos autores des pal forma de correção da perda da trabalhabilidade qtransporte é dada através do processo de reamassam

Tal processo consiste na adição de água e remistura do que o abatimento especificado para descarga deobtido [SOROKA, 2004]. Cabe destacar que, apesar

NBR7212:1984, o reamassamento também pode ser de aditivos. A seguir são apresentadas as diferençareamassamento existentes.

.

3.2.2.1

Reamassamento com água

O reamassamento com adição de água pode seneiras: adição de água e cimento para manutenção d

t d ã d li it d á di i

resultados de resistência à compressão não conformes é e


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p baixa.

Entretanto, uma vez que a demanda de água para um balhabilidade varia de acordo com as condições do ambiente tempo decorrido após a mistura (Figura 21), a prática dmento com água resulta em uma maior variação na relaçãmento, mesmo que dentro do limite de água especificado, eaumento da variabilidade dos resultados de resistência à com

Figura 21 – Variação da quantidade de água adicionada para re

abatimento inicial em função do tempo [Erdoğdu, 200Soma-se à este, a falta de controle observada em d

obras. Nestas, observa-se a adição abusiva de água de modolançamento e adensamento do concreto. Caso esta adição ntada na nota fiscal, a central de concreto tenderá a observar dispersão de resultados.

3.2.2.2

Reamassamento com aditivoConforme apresentado anteriormente, o emprego de

dutores de água resulta no aumento da taxa de perda de trabTodavia o uso deste para correção da trabalhabilidade perd

lizado no reamassamento do concreto aumenta com


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peratura.

No que tange ao tempo decorrido após a misaumento do teor de aditivo necessário para obtençãocial para maiores tempos (Figura 22).

Figura 22 – Variação da quantidade de aditivo adicionadabatimento inicial em função do tempo [Erdoğ

A Figura 23 apresenta o comportamento do azado para reamassamento do concreto em diversas etque o desempenho dos aditivos na promoção de traba

cada redosagem realizada. Além disso, pode-se obs perda de trabalhabilidade é acentuada com avan[RAMAKRISHNAN, V., 1979 apud SOROKA, 20

pode ser corrigida com o aumento do teor de aditivoção de superdosagens deve ser realizada com cautelatos de segregação, exsudação e retardo do tempo de i

evitados.É importante observar que, caso o aditivo venem intervalos de tempo mais curtos e constantes, esteresultados satisfatórios (Figura 24) [RAMACHAND


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Figura 23 – Efeito da reamassamento repetido com aditivos [RaV., 1979 apud SOROKA, 2004]

Figura 24 – Dosagens repetidas para manutenção do abatimento[RAMACHANDRAN, 1998].

Independente do desempenho dos aditivos na promotenção da trabalhabilidade, a utilização destes no reamassamte manutenção da relação água / cimento e consequente redubilid d d lt d d i tê i à ã O f

compressão, pode-se afirmar que o reamassamento


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senta, em médio-longo prazo, considerável economia

água. 3.2.3 Segregação e exsudação

A segregação e a exsudação do concreto conuniformidade da distribuição dos materiais que o cotratam-se de tendências naturais no concreto, princip

etapas de transporte, lançamento e adensamento, em entre as massas específicas dos seus materiais consti2008; GUIMARÃES, 2005].

A segregação dá-se por movimentação descedos na pasta de cimento, ou ainda, por tendência da separar dos agregados, quando esta não apresenta cosustentar os mesmos. Já a exsudação é causada pelotação das partículas sólidas do concreto e simultâne

para a superfície. Na Figura 25

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