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Prof. Ronaldo A Medeiros-JuniorProf. José de Almendra Freitas Jr.
MÉTODOS DE DOSAGEM DE CONCRETOS DE ALTA RESISTÊNCIA e
ALTO DESEMPENHOCAD / CAR
Materiais de Construção III(TC-034)
Ministério da EducaçãoUniversidade Federal do ParanáSetor de TecnologiaDepartamento de Construção Civil
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CAD/CAR:
� Mais duráveis e mais resistentes;
� Dosados por métodos específicos;
� Aplicar métodos para concretos comuns
chega-se a consumos de cimento absurdos
..…800 …900 Kg/m3;
Ronaldo A Medeiros-Junior
BurjDubai
José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção IIIDosagem de CAR/CAD Ronaldo A Medeiros-JuniorConcreto convencional não atendia requisitos Concreto convencional não atendia requisitos
mais desafiadoresmais desafiadores
Introdução
•Esbeltas•Duráveis
•Seguras
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IntroduçãoNovas misturas em Novas misturas em
laboratóriolaboratório
Ronaldo A Medeiros-Junior•Aditivos
•Adições•Fibras
•Técnicas de execução•Cura térmica
•Controle tecnológico
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Introdução
Ronaldo A Medeiros-JuniorDesafio: Desafio: tornar uma opção cada vez mais viável tornar uma opção cada vez mais viável
(economicamente) (economicamente) �� atravessar barreira do mercadoatravessar barreira do mercado
CAD
Programa de manutenção Projeto
Arquitetônico
Projeto estrutural
Controles de qualidade
Construção propriamente dita
Construção de Alto Desempenho
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CONCEITOS
CARCARCADCAD
Ronaldo A Medeiros-Junior•80 MPa
•Slump 20 mm
•Pilar de grande densidade de armaduras
Alta resistência, porém baixa trabalhabilidade = prováveis falhas de concretagem
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CONCEITOS
CARCARCConcreto de oncreto de AAlta lta RResistênciaesistência• alta resistência
(NBR-8953, fck > 50 MPa)
CADCADCConcreto de oncreto de AAlto lto DDesempenhoesempenho
• alta durabilidade (ensaios específicos)
• alta resistência
Ronaldo A Medeiros-Junior
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CONCEITOS
CADCAD
Concreto que atenda uma combinação especial entre
desempenho e requisitos de uniformidade que geralmente não
são atingidos rotineiramente com o uso de componentes
convencionais e práticas normais de mistura, lançamento e cura
(ACI, 1998).
Ronaldo A Medeiros-Junior
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Estruturas duráveis
•Resistem com segurança às solicitações externas na sua combinação mais desfavorável, porém com desempenho
de serviço acima do mínimo.
Ronaldo A Medeiros-JuniorNBR 6118 � Estabelece um desempenho mínimo que deve ser seguido, representado a partir do conceito de Estado Limite de Serviço (ELS), como a especificação de limites de aberturas de
fissuras, de deformações excessivas, entre outros.
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CAD/CAR – características básicas da composição
Ronaldo A Medeiros-Junior• Baixa relação água/aglomerante;• Alto consumo de aglomerante (cimento + adições);• Baixo quantidade total de água por m3;• Necessidade de aditivos superplastificantes (SP);• Trabalhabilidade governada pelo SP, não pela água;• Frequente uso de adições minerais ao cimento: (sílica ativa, argila calcinada ou metacaulim)• Otimização da granulometria (aumento da compacidade) e agregados de boa qualidade.
Densificar o concreto
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Vazios na pasta endurecida:
São de extrema importância
Maior quantidade de vazios e maiores
diâmetros médios:
� > porosidade
� > permeabilidade
� < resistências mecânica
� < resistência química
� > retração
� > fluência
FASE 2 – VAZIOS E POROS
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FASE 2 – VAZIOS E POROS
� Espaço interlamelar no C-S-H;
� Vazios capilares;
� Vazios de ar incorporado;
� Vazios de ar aprisionado;
Onde estão?
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FASE 2 – VAZIOS E POROS
Espaço interlamelar no C-S-H 1 a 4 nm
Vazios capilares 0,01 a 1 µm
Ar incorporado 0,05 a 1 mm
Ar aprisionado 0,5 a 5 mm
1 nm � 10-9 m
Que tamanho?
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FASE 2 – VAZIOS E POROS
Intervalos dimensionais dos sólidos e poros na pasta endurecida
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CAD/CAR – características básicas da composição
Ronaldo A Medeiros-JuniorOnde ocorre preferencialmente a ruptura no concreto
Concreto 1 Concreto 2
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A ZT é a interface entre o agregado e a pasta Espessura de aproximadamente 1/20 mm
É o “elo” mais frágil do concreto
As rupturas em concretos comuns iniciam na zona de transição
A ZONA DE TRANSIÇÃO:
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A ZONA DE TRANSIÇÃO:
Baixa resistência mecânica da ZT:
Concentração de “etringita” - cristais grandes, porosos c/ baixa resistência mecânica
Filme de água - aumenta a/c (exsudação interna)
Os cristais de hidróxido de cálcio se posicionam paralelamente à superfície do agregado, favorecendo a existência de planos de clivagem.
(Paulon, V.; 1991)
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18(Mehta e Monteiro, 1994)
A ZONA DE TRANSIÇÃO:
agregado
Zona de transição Pasta de Cimento
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Zona de Transição
(Mehta e Monteiro,2006)
A ZONA DE TRANSIÇÃO:
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Corante azul indicando a maior porosidade da zona de transição no entorno dos grãos dos agregados graúdos.
www.cmc-concrete.com
A ZONA DE TRANSIÇÃO:
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Exsudação é a tendência da água de amassamento vir à superfície do concreto recém lançado, devido ao sua densidade (1g/cm3) ser menor que a dos agregados
(≈2,4g/cm3) e a do cimento (≈ 3,1g/cm3).
Fenômeno faz com que o fator a/c da superfície fique enorme, reduzindo a resistência mecânica na região.
A ZONA DE TRANSIÇÃO: Exsudação interna
(Granato, Basf)
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22(Mehta e Monteiro,2006)
A ZONA DE TRANSIÇÃO: Exsudação interna
Exsudação interna é a não visível.
É a água que ao subir fica presa sob os agregados e vergalhões
de aço.
A exsudação interna prejudica a aderência da pasta de cimento aos agregados e
vergalhões de aço.
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(José Freitas Jr.)
A ZONA DE TRANSIÇÃO:
Exsudação interna
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24Silia Fume Association
Exsudação internaA ZONA DE TRANSIÇÃO:
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A ZONA DE TRANSIÇÃO:
Concreto convencional Concreto de alta resistência - CAR
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CAD/CAR – características básicas da composição
Ronaldo A Medeiros-Junior• Apresenta maior porosidade � (exsudação da água/efeito parede)• Maior relação a/ag na ZT• Orientação preferencial dos cristais (disposição aproximadamente ordenada)• Diminuição das forças de adesão com o agregadoTamanho do agregado graúdo?
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Superfície Específica = áreas dos grãos
Área dos grãos: soma das áreas de todos os grãos contidos em uma unidade de massa.
Ronaldo A Medeiros-Junior
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Superfície específica :
Ronaldo A Medeiros-Junior
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CAD/CAR – características básicas da composição
Ronaldo A Medeiros-Junior• Apresenta maior porosidade � (exsudação da água/efeito parede)• Maior relação a/ag na ZT• Orientação preferencial dos cristais (disposição aproximadamente ordenada)• Diminuição das forças de adesão com o agregadoTamanho do agregado graúdo?
Estabelece a espessura da ZT, porque quanto menormenor o tamanho do grão, maior área deverá ser molhada e, para a mesma quantidade de água,
menor será a sua espessura
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CAD/CAR – características básicas da composição
Ronaldo A Medeiros-JuniorPara que o concreto atue como material composto homogêneo, em que as três fases tenham aproximadamente o mesmo comportamento resistente, énecessário que a resistência da ZT, assim como do agregado, seja da mesma ordem de grandeza. A resistência da pasta pode ser controlada pela relação a/c
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CAD/CAR – características básicas da composição
Ronaldo A Medeiros-Junior
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Diminuir relação a/Diminuir relação a/Diminuir relação a/Diminuir relação a/agagagag
• Aditivos superplastificantes;• Adições (reduzem a água da mistura, diminuemexsudação).
CAD/CAR – propriedadesRonaldo A Medeiros-Junior
Diminuir porosidade da pastaDiminuir porosidade da pastaDiminuir porosidade da pastaDiminuir porosidade da pasta
• Adições (melhoram a ZT (efeito filer), contribuem com ahidratação do CP, reagem com Ca(OH)2 (cristal mais frágil)e produzem C-S-H).
Seleção adequada dos agregadosSeleção adequada dos agregadosSeleção adequada dos agregadosSeleção adequada dos agregados
• Limitar dimensão máxima;• Distribuição granulométrica;• Forma mais arredondada possível.
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MICROESTRUTURA DO CAD/CARFASE AGREGADO • Rocha com alta resistência;• Lamelaridade prejudica;
FASE PASTA MATRIZ• Baixas relações A/A minimizam vazios;• Sílica ativa, mais C-S-H e efeito microfiler;
ZONA DE TRANSIÇÃO• Baixas relações A/A e a SA melhoram ZT.
(Aïtcin, 2000)
Ronaldo A Medeiros-Junior
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Pontos positivos
• Resistência à compressão por custo, peso e volume;• Diminuição peças estruturais, mais espaços livres;• Redução do peso das estruturas;• Redução deformações imediatas;• Redução fluência;• Aumento durabilidade, menor permeabilidade;• Redução volume de concreto necessário;• Maior rapidez de execução.
Alta ResistênciaE-Tower - fck 125 MPa (42 andares, 162 m)
IncorporadoraMunir Abbud
CAD/CAR – propriedadesRonaldo A Medeiros-Junior
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Pontos negativos
• Dificuldade de aplicação - maior coesão - sílica ativa;- perda de abatimento;
• Controle de qualidade mais apurado;• Necessidade de cura controlada, devido ao baixo consumo de água;• Alto calor de hidratação - consumos cimento até > 500 kg/m3;• Retração - autógena – água solidifica ao hidratar o cimento;
- por secagem - saída da água dos vazios capilares;
Controle de temperatura
CONCREBRAS
CAD/CAR – propriedades
Termopares inseridos
no concreto e aparelho de medição
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HISTÓRICO DO CAD/CAR
Final anos 70 – superplastificante possibilitou reduçãoágua/aglomerante com trabalhabilidade
Anos 80 – sílica ativa, aumento de resistência
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HISTÓRICO DO CAD/CAR
EDIFÍCIO LOCAL ANO fck (MPa)
Water Tower Place Chicago 1975 62
Grand Arche de la Défense Paris 1988 65
Two Union Square Seattle 1989 115
One Wacker Place Chicago 1990 80
225 W. Wacker Drive Chicago 1989 96
Petronas Towers Kuala Lumpur 1998 80
Taipei 101 (megacolunas) Taipei , China Nacion. 2005 70
Burj Dubai Dubai 2008 80
Park City Musashi Kosugi Kanagawa - Japão 2007 150
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HISTÓRICO DO CAD/CAR NO BRASIL
Anos 90 – inibidor de hidratação, aumenta tempo de eficiência dos SP
EDIFÍCIO LOCAL ANO fck (MPa)
Evolution Towers Curitiba 2000 60
Palácio da Justiça Curitiba 2005 50
Museu Oscar Niemeyer Curitiba 1968 40
Museu Oscar Niemeyer Curitiba 2000 35 aos 7 dias
Cent. Empresarial Antártica Ponta Grossa 2008 90
Suarez Trade Salvador 1993 60
Cent. Empresarial Nações Unidas São Paulo 1995 60
Ponte sobre o Rio Maranhão Goiás 1997 50
e-Tower São Paulo 2003 125
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Instituto de Educação, 1968(Atual M.O.N.) fck 40 MPa
CAD/CAR em Curitiba
Museu Oscar Niemeyer, 2000 fck 35 MPa aos 7 dias
CAR para possibilitar protensão no prazo
CESBE
CESBE
(J. A. Freitas Neto)
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CAR em Curitiba
Evolution Towers 2000fck 60 MPa
Pilares do Corporativo com fck 60 MPaCAR para aumenta vãos internos
Irmãos Thá S/A
Irmãos Thá S/A
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CAD/CAR em Curitiba
Palácio da Justiça, 2005.
Estrutura inteira emfck 50 MPa
Para se alcançar uma maior durabilidade.
Engenharia e Construção
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CAD/CAR no Paraná
Centro Empresarial Antártica - Ponta Grossa , 2008 (em construção) Pilares fck 90 MPa - Recorde brasileiro
CAR para melhorar as garagens
(Christófolli, Jorge L.)(Vicente Babur Ltda)
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Estruturas mais leves, peças estruturais menores: 1/3 das aplicações
Burj Califa Burj Califa (Dubai)(Dubai)
Evolution Towers Evolution Towers CuritibaCuritiba
Principais aplicações do CAD/CAR:
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Principais aplicações do CAD/CAR:
Estruturas mais duráveis: 2/3 das aplicações
PONTE ESTAIADASOBRE O RIO NEGRO
PONTE ESTAIADAOTAVIO FRIAS DE OLIVEIRA
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Elementos estruturais de flexão: VIGAS E LAJES
Peças expostas a esforços de flexão:
Flexão = compressão e tração na mesmo peça.
Concreto somente suporta esforços de compressão.
Esforços de tração são suportados pelas armaduras.
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Elementos estruturais de flexão: VIGAS E LAJES
Corte A-A’
armaduras inferiores
armaduras superiores
Compressão: suportada pelo concreto e pelas armaduras superiores
Tração: suportada pelas armaduras inferiores
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Elementos estruturais de compressão: PILARESCargas predominantes de compressão, que são
suportadas pelas armaduras e o concreto.
←←←←←←←← ConcretoConcreto
←←←←←←←← ArmadurasArmaduras
CargasCargas
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Uso de CAD/CAR nos elementos estruturais :
Pilares: Elementos estruturais de compressão, concreto colabora muito com a resistência da peça.
Uso de CAD/CAR é claramente vantajoso do ponto de vista técnico e possivelmente do ponto de
vista econômico.
Vigas e lajes: Elementos estruturais de flexão, o concreto colabora para a resistência da peça... Mas o
aço tem grande importância.Uso de CAD/CAR não é tão claramente vantajoso,
nem do ponto de vista técnico ou do econômico.
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Blocos de coroamento:
Para absorver a carga dos pilares em CAD/CAR, os blocos das fundações devem ter sua camada superior (altura das esperas das armaduras) em
concreto com o mesmo fck do pilar.
C30
CAD C60
Evolution Towerspilares em CAD C60
Cuidados com calor de hidratação (uso de
gelo?) e evitar junta fria entre os concretos
diferentes.
Uso de CAD/CAR nos elementos estruturais :
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Projeto estrutural:
� Diagrama tensão/deformação tende ao diagrama triangular;
DIFERENÇAS ENTRE OS CONCRETOS CONVENCIONAIS E O CAD / CAR
(T. F
. AG
UIR
RE
e P
. BA
RB
OS
A)
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Produção em usinas:
� Controle rigorosíssimo da umidade nos agregados e nos aditivos;
� Agregados selecionados criteriosamente
� Sequência na betoneira: agregados, aglomerantes (CP + SA), 80% da água. Mistura 5 minutos. Saldo da água com a aditivos SP e inibidor (evita absorção do SP pelos grãos dos agregados)
� Caminhões betoneiras com 60% da capacidade para melhor mistura e minimizar problemas com a aderência do concreto ao balão;
DIFERENÇAS ENTRE OS CONCRETOS CONVENCIONAIS E O CAD / CAR
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Execução da obra:� Formas e concretagens mais caprichadas;
�Cuidados para não misturar concretos com diferentes resistências
�Altíssimas resistências 100 MPa concretos bem coesos
(dificuldades de transporte, bombeamento??);� Alto consumo de cimento gera maior calor de hidratação;
� Concreto com gelo em peças volumosas;� Maior necessidade de cuidados com a cura;
� Eventuais “bicheiras” são mais difíceis de corrigir.
DIFERENÇAS ENTRE OS CONCRETOS CONVENCIONAIS E O CAD / CAR
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MATERIAIS
CONSTITUINTES
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MATERIAIS CONSTITUINTES CIMENTO
• Mais puro possível (adições de melhor qualidade serão
colocadas posteriormente);
• Brasil - CP V ARI ou CP V ARI RS (C3S e C2S)
ENSAIOS FÍSICOS - CP V-ARI - ItambéValores médios
(10/2004)
Blaine (cm²/g) 4.516
Tempo de início de pega (min) 144
Tempo de fim de pega (min) 180
Massa Específica (g/cm3) 3,14
Resistência à compressão 1 dia (MPa) 25,00
Resistência à compressão 3 dias (MPa) 35,6
Resistência à compressão 7 dias (MPa) 42,0
Resistência à compressão 28 dias (MPa) 49,6
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MATERIAIS CONSTITUINTES AGREGADOS
• Dimensão máxima limitada
Tendência de falhas na microestrutura do agregado e maior Tendência de falhas na microestrutura do agregado e maior Tendência de falhas na microestrutura do agregado e maior Tendência de falhas na microestrutura do agregado e maior retenção de água de exsudação, provocando maior ZTretenção de água de exsudação, provocando maior ZTretenção de água de exsudação, provocando maior ZTretenção de água de exsudação, provocando maior ZT
Demandam maior quantidade de água de amassamentoDemandam maior quantidade de água de amassamentoDemandam maior quantidade de água de amassamentoDemandam maior quantidade de água de amassamento
Ronaldo A Medeiros-Junior
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MATERIAIS CONSTITUINTES
AGREGADOS MIÚDOS• Seleção é importante (não pode ser o elo fraco);• Empacotamento – menor volume de vazios possível• Grãos arredondados, s/ impurezas e s/ muitos finos;
• Preferencialmente areia natural;• Em maiores fck – mistura com areia de quartzo.
Areia Natural
(Freitas Jr, J. A.)
Areia de Quartzo
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MATERIAIS CONSTITUINTES
AGREGADOS GRAÚDOS• Seleção é importante (não pode ser o elo fraco);• Rocha com resistência superior ao fck pretendido;• Preferencialmente grãos não lamelares ou agulhas;• Britas no 1 ou 2 (12 – 25 mm).
Brita no 1
(Freitas Jr, J. A.)Grão de brita de granito
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AGREGADO
Classificação:
�Normais (cúbicos, esféricos ou tetraédricos): todas as dimensões aproximadamente iguais
�Lamelares: há grande variação na ordem de grandeza das dimensões
Forma ou geometria
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AGREGADO
Maiores superfícies de interface(superfícies preferenciais de ruptura)
Forma ou geometria
�Esféricas: melhores características�Lamelares: < trabalhabilidade; �portanto, > consumo de cimento
Ronaldo A Medeiros-JuniorGrãos lamelares
Maior quantidade de vazios
Maior consumo de pasta de cimento
Aumenta retraçãoAumenta calor ....
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MATERIAIS CONSTITUINTES ADIÇÃO MINERAL – Sílica Ativa (Metacaulim, SCA)
• Adição ou substituição de parte do cimento;• Aumenta resistência mecânica (C-S-H) e durabilidade;• Afeta trabalhabilidade (reatividade química), diminui a
segregação e exsudação;• Reduz retração, porosidade e permeabilidade;
Superfície Específica 20.000 m2/kg
Massa Específica 2,22 g/cm3
Formato da partícula Esférico
Diâmetro médio 0,2 µm
Teor de SiO2 Min. 85%
Equivalente alcalino em Na2O Max. 0,5%
Sílica Ativa SILMIX ®
Ronaldo A Medeiros-Junior
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MATERIAIS CONSTITUINTES
ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE
• Sem SP, impraticável A/A < 0,4 (muito coeso, pouca trabalhabilidade);• Compatibilidade com o cimento é vital.• 2a geração – naftalênicos/lignosulfonados – perda abatim.± 45 min.;
• 3a geração – éter carboxílico modificado – alto custo (cadeias longas);
Ronaldo A Medeiros-JuniorBase química Policarboxilatos
Aspecto e cor Líquido viscoso marrom
Densidade 1,067 a 1,107 g/cm3
pH 5 a 7
Teor de sólidos 28,5 a 31,5%
Viscosidade 95 a 160 cps
SP base éter carboxílico modificado
GLENIUM 51 ®
Prof. Marcelo Medeiros
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Departamento de Construção Civil
Universidade Federal do Paraná
- Aditivo Superplastificante (Tipo SP): Possibilita a redução daquantidade de água de amassamento para produzir um concreto comdeterminada consistência.
Aditivos Aditivos -- tipostipos
Quando uma pequena quantidade de água é adicionada ao
cimento, sem a presença de tensoativos, não se obtém um
sistema bem disperso, primeiro porque a água possui tensãosuperficial elevada e segundo porque as partículas de cimentotendem a formar flocos e se aglomerarem.
Mecanismo sem Mecanismo sem tensoativotensoativo
Ronaldo A Medeiros-Junior
Prof. Marcelo Medeiros
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Universidade Federal do Paraná
Superplastificantes (Redutores de água)
1. Possuem substâncias químicas.
2. Melhoram a deformabilidade dos concretos frescos, reduzindo aformação dos flóculos provocados pelas forças de Van der Waal.Esse efeito é consequência da mudança da carga elétrica ocorrida nasuperfície das partículas de cimento que passam a se repelireletrostáticamente. Com isso, reduzem o coeficiente de atritodinâmico entre a fase líquida e os materiais sólidos em suspensão.
3. Esta redução resulta na plasticidade.
Ronaldo A Medeiros-Junior
Prof. Marcelo Medeiros
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Superplastificantes (Redutores de água)
4. Certas substâncias tensoativas são as responsáveis pela ação detais aditivos. Elas reduzem a tensão superficial da água, fazendo comque as moléculas de água tenham menor coesão e, portanto,capacidade de aumentar sua superfície de contato (maiormolhabilidade).
5. Aumentando a dispersão dos finos e acelerando a formação do gelde cimento, estes aditivos reduzem o esforço de cisalhamentonecessário para movimentar e deslizar as partículas ao se lançar eadensar a mistura. O efeito dispersante expõe maior superfície docimento em contato com a água, resultando em melhor hidratação. Aadesão entre a pasta de finos e os agregados também aumentaevitando a segregação.
Ronaldo A Medeiros-Junior
Prof. Marcelo Medeiros
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Universidade Federal do Paraná
Efeito de aditivos superplastificantes (outra forma de tensoativo)
Aditivos Superplastificantes:
+
- +
++--
-
--
- -
-
+
++
+
+++
+
++
- -
-
--
--
-
-+
+
++
+
++
+-
- --+
-
-++
++
++
+
+++
+
+
+-
-
-
- -
- - -
+-
-
- --
-
-
- -
-
--
-
--
-
-+
+
+
-
-
Sem aditivo Com aditivoFormado por moléculas hidrófilas
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Finalidade: Aumentar a plasticidade por diminuir o atrito entre os grãos de cimento e agregados.
Aditivos Superplastificantes:
Ronaldo A Medeiros-JuniorInteração dos SP com o cimento é complicada (ponto de
saturação do aditivo – Cone de Marsh)
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MATERIAIS CONSTITUINTES COMPATIBILIDADE AGLOMERANTES-ADITIVO SP• Ensaio com o funil de Marsh para determinação ponto de
saturação do aditivo SP (otimiza consumo do SP);
• Mede o tempo que pastas, (cimento, sílica ativa e água), com diferentes teores de aditivo SP, levam para preencher um litro.
(Freitas Jr, J. A.)(Freitas Jr, J. A.)
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MATERIAIS CONSTITUINTES
COMPATIBILIDADE CIMENTO e ADITIVO SPAtravés deste teste encontra-se a combinação mais adequada dos aglomerantes com o aditivo SP, que serve como referência para o
% de aditivo a ser usado nos concretos de alta resistência.
(Fre
itas
Jr,
J. A
.)Teores de sólidos do aditivo 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,8 e 1,0%
Tempos de 5, 30 e 60 minutos.
Ensaio de fluidez da pasta, com o cone de Marsh.
Teor de sólidos do aditivo SP é o % da massa de sólidos em relação
a massa total do SP, o resto é água e deve ser computado na
relação A/A.
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MATERIAIS CONSTITUINTES
ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE
1. Evitar utilizar a capacidade máxima do caminhão betoneira (garantir uma boa mistura).
2. Adicionar e misturar o aditivo no canteiro de obras (evitar tempo de trânsito) – consistência mínima 40 mm do concreto no caminhão.
3. Aplicação simultânea com inibidores de hidratação para maior tempo de eficiência.
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MATERIAIS CONSTITUINTES
ADITIVO INIBIDOR DE HIDRATAÇÃONão é obrigatório para a produção de CAR/CAD mas facilita
muito a sua aplicação.Tem a finalidade de aumentar o tempo de eficiência do aditivo SP, possibilitando a ocorrência do início de pega
após duas horas da mistura.
(Concrebras)
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MÉTODOS DE DOSAGEM
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Finalidade: Construir um diagrama de dosagem dos concretos, especificamente para materiais selecionados.
MÉTODOS DE DOSAGEM
Para ajustar parábolas do 2º grau, precisa-se de 3 pontos. O ideal, para
melhor precisão 5 ou 6 pontos, ajusta-se parábolas do 2º grau pelo método do
mínimo erro quadrático.
Definições preliminares para as metodologias
tratadas:• Os agregados não limitam
a resistência • DMC da brita
• Abatimento desejado (usual 80 a 140 mm).
•% de Sílica Ativa
Exemplo de diagrama para o
método do IPT/EPUSP modificado
Aglomerantes
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MÉTODOS DE DOSAGEM ESPECÍFICOS PARA CAR / CAD
•• Método MEHTA/AÏTCINMétodo MEHTA/AÏTCIN(MEHTA & AÏTCIN 1990)
•• Método AÏTCINMétodo AÏTCIN(AÏTCIN 2000)
•• Método IPT/EPUSP modificadoMétodo IPT/EPUSP modificado(CREMONINI et al., 2001)
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MÉTODOS DE DOSAGEM ESPECÍFICOS PARA CAR / CAD
•• Método MEHTA/AÏTCINMétodo MEHTA/AÏTCIN(MEHTA & AÏTCIN 1990)
•• Método AÏTCINMétodo AÏTCIN(AÏTCIN 2000)
•• Método IPT/EPUSP modificadoMétodo IPT/EPUSP modificado(CREMONINI et al., 2001)
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MÉTODO MEHTA/AÏTCIN
Características:
• Projetado para resistências de 60 a 120 MPa;
• Otimiza o aditivo SP;
• Segue conjunto de tabelas com valoresdeterminados por uma série grande de ensaios;
• Consumo de água tabelado por resistências;
• Volume da pasta é sempre 35% do total;
• Volume dos agregados 65%;
• Necessita ensaios preliminares para determinar amassa específica (ME) dos materiais;
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MÉTODO MEHTA/AÏTCIN
Montagem do diagrama de dosagem:Para se montar o diagrama por esta metodologia,
utiliza-se das suas faixas de resistências previstas, fixa-se os pontos (3 a 6) com estimativas iniciais de
resistências.Se calcula, os quantitativos dos materiais por meio das tabelas do método tabelas do método e se produz os concretos ajustando a quantidade de SP para atingir o abatimento desejado.Depois se corrige a relação A/A com a água contida nos
eventuais acréscimos do SP.Após a ruptura dos CPs à compressão é possível
montar o diagrama.
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MÉTODO MEHTA/AÏTCIN
Resistência Resistência Média prevista (MPa)
Consumo máximo de água (litros/m3)
*A1 (extrapolação) 50 190A 65 175
B 75 160C 90 145D 105 135
E 120 120
Seqüência de passos:a) Intervalos de resistências: 65, 75, 90, 105 e 120 MPa,
(extrapolação para 50 MPa);* Extrapolação faixa A1 – cimentos CP V produzem resultados melhores
que os cimentos estudados para a criação do método.
Consumo de águab) Estima consumos de água entre 120 e 190 litros/m3, conforme
a resistência prevista;
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c) O método parte do princípio: ( 35% pasta / 65% agregados) Volume total pasta é 0,35 m3/m3, subtrai-se volume da água e 2% de volume de ar incorporado;
d) Volumes de cimento e sílica ativa, conhecendo suas M.E. e %Sílica Ativa (SA). Considerando aqui SA em 8% (faixa atual de 5a 10%) da massa total de aglomerante;
0 Água (m3/m3)
Ar (m3/m3)
Total de material cimentício (m3/m3)
CP + SA (m3/m3)(8% da massa)
A1 0,1900 0,020 0,1400 0,1248 + 0,0152AA 0,17500,1750 0,0200,020 0,15500,1550 0,1381 + 0,01690,1381 + 0,0169
B 0,1600 0,020 0,1700 0,1515 + 0,0185C 0,1450 0,020 0,1850 0,1649 + 0,0201D 0,1350 0,020 0,1950 0,1738 + 0,0212
E 0,1200 0,020 0,2100 0,1871 + 0,0229CP- cimento Portland e SA – sílica ativa
Consumos de cimento e sílica-ativaMÉTODO MEHTA/AÏTCIN
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Consumos de cimento CPe sílica-ativa SA
MÉTODO MEHTA/AÏTCINEx. para o Traço A:Ex. para o Traço A:
VolCP + VolSA = 155 litros MECP= 3,14 g/cm3
MESA = 2,22 g/cm3MSA = 0,08 x (MCP + MSA)
Volume = Massa / ME
MSA= 0,08 x MCP + 0,08 x MSA
MSA=(0,08/0,92) x MCP
MCP / 3,143,14 + MSA / 2,222,22 = 155
MCP / 3,143,14 + (0,08/0,92) x MCP / 2,222,22 = 155
MCP = 155 / 0,358 = 433,4433,4 kg
VolCP =434 / 3,143,14= 138,1138,1 litros litros VolSA = 155 - 138,1= 16,9 litros16,9 litros
MSA = (0,08/ 0,92) x 433,4 = 37,737,7 kg
Ensaios preliminares:
Ronaldo A Medeiros-JuniorME = Massa Específica M = Massa do material
(MSA = 8% da massa total de aglomerantes)
MCP / MECP + MSA / MESA = 155 litros
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0 Água (m3/m3)
Ar (m3/m3)
Total de material cimentício (m3/m3)
CP + SA (m3/m3)(8% da massa)
A1 0,1900 0,020 0,1400 0,1248 + 0,0152AA 0,17500,1750 0,0200,020 0,15500,1550 0,1381 + 0,01690,1381 + 0,0169B 0,1600 0,020 0,1700 0,1515 + 0,0185
C 0,1450 0,020 0,1850 0,1649 + 0,0201D 0,1350 0,020 0,1950 0,1738 + 0,0212
E 0,1200 0,020 0,2100 0,1871 + 0,0229CP- cimento Portland e SA – sílica ativa
Consumos de cimento e sílica-ativaMÉTODO MEHTA/AÏTCIN
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MÉTODO MEHTA/AÏTCIN
e) Volume total agregados 0,65 m3/m3; Tabela empírica com relações de agregados miúdos egraúdos. De acordo com a resistência, pelo decréscimo noconsumo de água e aumento de consumo do SP, aumenta oconsumo de agregados graúdos;
Nível de resistência Relação volumétrica dos agregados miúdos : graúdos
A1(extrapolação) 2,05 : 2,95
AA 2,00 : 3,002,00 : 3,00
B 1,95 : 3,05
C 1,90 : 3,10
D 1,85 : 3,15
E 1,80 : 3,20
Traço dos agregados
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Consumos dos agregadosMÉTODO MEHTA/AÏTCINEx. para o Traço AEx. para o Traço A: Relação volumétrica areia/brita = 2 : 3
Volume total agregados 0,65 m3/m3
MEAreia SSS= 2,65 g/cm3
MEBrita SSS = 2,67 g/cm3MBrita = 0,390 x 2,672,67 = 1,041 tf1,041 tf
VolAreia = 0,650 x 2/5 = 0,26 m3
MAreia = 0,26 x 2,652,65 = 0,689 tf0,689 tf
VolBrita = 0,650 x 3/5 = 0,390 m3
Massa = ME x volume
ME = Massa Específica M = Massa do material
Ronaldo A Medeiros-Juniorg/cm3 = tf/m3
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MÉTODO MEHTA/AÏTCIN
f) Define-se consumos em massas com as ME de cada um;(agregados no estado saturado com superfície seca)
Nível CP(Kg)
SA(Kg)8%
TotalÁgua (Kg)
AgregadoGraúdo
(Kg)
AgregadoMiúdo (Kg)
MassaTotal (Kg)
Rel.A/A
A1 392 34 190 1.024 706 2.347 0,45
AA 434434 3838 175175 1.0411.041 689689 2.378 0,37 0,37
B 476 41 160 1.059 672 2.409 0,31
C 518 45 145 1.076 655 2.439 0,26
D 546 47 135 1.093 637 2.460 0,23
E 587 51 120 1.111 620 2.491 0,19
Dosagem dos materiais pelas Massas Especificas
Ex. Traço AEx. Traço A: Rel. A/A = 175 / ( 434 + 38) = 0,370,37
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MÉTODO MEHTA/AÏTCIN
g) Dosagem inicial de SP pelo resultado do ensaio do cone deMarsh;
Ronaldo A Medeiros-JuniorEnsaio de fluidez da pasta,
com o cone de Marsh.
COMPATIBILIDADE CIMENTO e ADITIVO SPAtravés deste teste encontra-se a combinação mais adequada dos
aglomerantes com o aditivo SP, que serve como referência para a % de aditivo a ser usado nos concretos de alta resistência.
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MÉTODO MEHTA/AÏTCIN
g) Dosagem inicial de SP pelo resultado do ensaio do cone deMarsh;
Ajusta-se, por tentativas, a quantidade de SP paraalcançar o abatimento desejado.
Obs.: Corrigir (subtrai-se) a água contida nos agregados e aditivo SP (quando na forma líquida);
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MÉTODOS DE DOSAGEM ESPECÍFICOS PARA CAR / CAD
•• Método MEHTA/AÏTCINMétodo MEHTA/AÏTCIN(MEHTA & AÏTCIN 1990)
•• Método AÏTCINMétodo AÏTCIN(AÏTCIN 2000)
•• Método IPT/EPUSP modificadoMétodo IPT/EPUSP modificado(CREMONINI et al., 2001)
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MÉTODO AÏTCIN
Características:
• Projetado para resistências entre 40 e 160 MPa.
• Usado pela ACI 211/2001, baseado em resultadosempíricos e do critério do volume absoluto;
•• OtimizaOtimiza oo consumoconsumo dede cimentocimento;;
• Funciona para concretos com ar incorporado,(considera possível redução da resistênciamecânica causada pelas bolhas de ar);
• Necessita de informações preliminares dosmateriais (MEs, absorção dos agregados,...)
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MÉTODO AÏTCIN
São necessárias os seguintes ensaios preliminares:
• Massa específica SSS* da areia e da brita;
• Massa específica do cimento;
• Massa específica do superplastificante;
• Massa específica da sílica ativa;
• Teor de absorção do agregado miúdo;
• Teor de absorção do agregado graúdo;
• Teor de sólidos do superplastificante;
• Ponto de saturação do aditivo na pasta;
* SSS = agregado com grão SSaturado com SSuperfície SSeca
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MÉTODO AÏTCIN
Montagem do diagrama de dosagem:
Para se montar o diagrama por esta metodologia, fixa-se 3 a 6 estimativas iniciais de resistências.
Se calcula, os quantitativos dos materiais por meio dos ábacos do método ábacos do método e se produz os concretos ajustando a
quantidade de SP para atingir o abatimento desejado.
Depois se corrige a relação A/A com a água contida nos eventuais acréscimos do SP.
Após a ruptura dos CPs à compressão é possível montar o diagrama.
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MÉTODO AÏTCINPassos:Preliminarmente estabelecidos: abatimento e % de SA;• Define-se as relações A/A conforme a resistência
pretendida através do ábaco;
40
60
80
100
120
140
160
0,20 0,25 0,30 0,35 0,40
A/A
fc (
MP
a)
Lim Inf. Média Lim. Sup.
0,45
Relação Água/Aglomerante
Extrapolação do gráfico devido aos cimentos CP V
produzirem resultados melhores que os cimentos estudados p/ criação do
método.
Ronaldo A Medeiros-Junior
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MÉTODO AÏTCINPassos:
b) Com o ábaco do método, (teor de água x ponto desaturação do SP, pelo ensaio do cone de Marsh);
Frequentemente, usando CPV , com menos de 135 l/m3
não se alcança o abatimento desejado.
Consumo de água
Mas a extrapolação do gráfico pode ser necessária devido aos aditivos SP atuais, 3ª geração, produzirem resultados melhores que os aditivos testados para a montagem do
ábaco.
Ronaldo A Medeiros-Junior
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MÉTODO AÏTCIN
c) Dosagem inicial de SP pelo resultado do ensaio docone de Marsh;
d) Quantidade agregados graúdos estimada em função daforma dos grãos, com ábaco do método em kg/m3;
e) Ar incorporado estimado em 1,5% (em relação a 1 m3);
(kg/m3)
Dosagem do aditivo SP e do agregado graúdo
Ronaldo A Medeiros-Junior
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MÉTODO AÏTCIN
f) Aplica-se a planilha do método, que procede aos cálculos apartir dos volumes e M.E. para a definição dasquantidades dos materiais para a produção de 1 m3 euma betonada com 74 kg de concreto;
(74 kg = massa p/12 CPs 10x20, + ensaio de densidade).
g) Ajusta-se, por tentativas, a quantidade de SP paraalcançar o abatimento desejado;
Corrige-se (subtrai-se) a água contida no aditivo SPacrescentado.
Dosagem dos materiais
Ronaldo A Medeiros-Junior
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Ábacos: A/A= 0,4 0,4 (1)
Água = 135135 litros (2)
Brita = 10501050 kg/m3 (5)
Ar=1,5%(6) =1515 litros(10)
SP: 0,9 % (ensaio cone de Marsh) (7)
MÉTODO AÏTCIN
Ronaldo A Medeiros-Junior40
60
80
100
120
140
160
0,20 0,25 0,30 0,35 0,40
A/A
fc (
MP
a)
Lim Inf. Média Lim. Sup.
(1)
(2)
(5)
José de A. Freitas Jr. | Materiais de Construção IIIDosagem de CAR/CAD
Ábacos: A/A= 0,4 0,4 (1)
Água = 135135 litros (2)
Brita = 10501050 kg/m3 (5)
Ar=1,5%(6) =1515 litros(10)
Aglomerantes: Total=Água / (A/A)=135/0,4=338338 kg (3)
Sílica Ativa(8%)= 338 x 0,08=2727 kg(4.2)
Cimento=338 - 27 = 311311 kg (4.1)
SP: 0,9 % (ensaio cone de Marsh) (7)
Volumes: Sílica Ativa (ME 2,22) = 27/2,222,22 = 1212 litros/m3 (8.1)
Cimento (ME 3,14) = 311/3,143,14= 9999 litros/m3 (8.1)
Brita (ME 2,67) = 1050/2,672,67= 393393 litros/m3 (9)
MÉTODO AÏTCIN
VSólidos SP= 0,70,7 litros (11) (ver próximo slide)
Areia = 1000 - (135 + 12 + 99 + 393 + 15 + 0,7) = 345345 litros (13)
Areia (ME 2,65) = 345 litros = 345 x 2,65 = 914914 kg/m3 (14)
Ronaldo A Medeiros-JuniorMESA = 2,22 g/cm3
MEAreia SSS= 2,65 g/cm3
MEBrita SSS = 2,67 g/cm3
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Ensaios preliminares: MESP = 1,087 e %Sólidos = 30%
MÉTODO AÏTCIN
MESólidosSP = [MESP - 1 + (%Sólidos /100) ] / (%Sólidos /100)
MESólidosSP = 1,290 kg/m3
MSP = (0,9% x 338) = 3,042 kg (15)
VolSólidos SP= (MSP x %Sólidos) / MESólidosSP
VolSólidos SP= (3,042 x 0,3) / 1,290 = 0,70,7 litros (11)
Volume dos Sólidos do aditivo SP:Volume dos Sólidos do aditivo SP:SP=0,9% (cone de Marsh)
Total de Aglomerantes = 338 kg
Ronaldo A Medeiros-JuniorVolSólidos SP= (3,042 x 0,3) / MESólidosSP
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MÉTODO AÏTCIN Volume dos Sólidos do aditivo SP:Volume dos Sólidos do aditivo SP:
Correção da umidade dos agregados:
Brita = 1.050 kg/m3
Areia = 914 kg/m3
h% = 100 x (Púmido - PSeco) / Pseco
hBrita% = 1,24% (ensaio) → 1050 x 1,0124 = 1063 kg (1313 litros de água)(18)
hAreia% = 0,44% (ensaio) → 914 x 1,0044 = 918 kg (44 litros de água) (20)
ÁguaSP= MSP x (1 - %Sólidos / 100)
ÁguaSP= 3,042 x (1– 0,3)= 22 litros (21)
Ronaldo A Medeiros-JuniorCorreção água aditivo
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MÉTODO AÏTCIN Volume dos Sólidos do aditivo SP:Volume dos Sólidos do aditivo SP:
Composição para 1m3:
Massa Total = 116+311+27+1063+918+0+3= 2.437,6 2.437,6 kg/m3 (16)
Água =135-13-2-4=116116 litros (23) Brita =1.050+13=1.0631.063 kg (17)
Areia =914+4=918918 kg (19) SPVolume=3,042/1,087=2,82,8 litros (24)
Composição para betonada 74kg:
Água = 116 x (74/2440) = 3,513,51 litros (25)
Cimento = 311 x (74/2440) = 9,429,42 kg (26.1)
SA = 27 x (74/2440)= 0,820,82 kg (26.2)
Brita = 1063 x (74/2440) = 32,2432,24 kg (27.0)
Areia = 918 x (74/2440) = 27,85 27,85 kg (28.0)
SP = 2,8 x (74/2440) = 0,08 0,08 litros (29)
Total =3,51+9,42+0,82+32,3+27,85+(0,08x1,087) ~ 74 74 kg (30)
Ronaldo A Medeiros-JuniorAproximadamente ~ 2.4402.440 kg/m3 (16)
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Ex.: Planilha para a 1ª betonada dosagem AIT-040MÉTODO AÏTCIN
Ronaldo A Medeiros-Junior
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MÉTODO AÏTCIN
h) Ajusta-se, por tentativas, a quantidade de SP paraalcançar o abatimento desejado;
Corrige-se a água contida no aditivo SP.
(Freitas Jr, J. A.)
Ronaldo A Medeiros-Junior
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MÉTODOS DE DOSAGEM ESPECÍFICOS PARA CAR / CAD
•• Método MEHTA/AÏTCINMétodo MEHTA/AÏTCIN(MEHTA & AÏTCIN 1990)
•• Método AÏTCINMétodo AÏTCIN(AÏTCIN 2000)
•• Método IPT/EPUSP modificadoMétodo IPT/EPUSP modificado(CREMONINI et al., 2001)
Ronaldo A Medeiros-Junior
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Montagem do diagrama de dosagem:
Para se montar o diagrama por esta metodologia, fixa-se 3 a 6 valores de “m”.
Se calcula, os traços por meio do método e se produz os concretos ajustando a quantidade de SP para atingir o
abatimento desejado.
Corrige-se a relação A/A com a água contida nos acréscimos do SP.
Com as Massas Específicas dos concreto produzidos, se calcula os consumos de cimento e dos demais materiais para
se produzir 1m3 de concreto.
Após a ruptura dos CPs à compressão é possível montar o diagrama.
MÉTODO IPT/EPUSP MODIFICADO
Ronaldo A Medeiros-Junior
18
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Baseado em CREMONINI et al. (2001), objetiva produzir CAR com mínimo consumo de cimento.
Adaptação p/ CAR do IPT/EPUSP (HELENE & TERZIAN, 1992).
água ————— = H% x (1+ a + p)CP + SA
Passos:
a) Fixa-se a relação água/materiais secos, H entre 5 e 6%;
b) Calcula-se a relação água/aglomerante usando a “Lei de Lyse”, através da Equação:
água / aglomerante = H% x ( 1+ m )
m = massa total de agregados secos = a + p
MÉTODO IPT/EPUSP MODIFICADO
c) Determina-se o teor de argamassa “α”, seguindo metodologia do IPT/EPUSP com o traço 1:5;
Ronaldo A Medeiros-Junior
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d) Define-se valores para “m”. Com “m” e “α” calcula-se valoresdo traço para os agregados miúdos “a” e graúdos “p”;
1 + a α = ——————— e m = a + p
1 + a + p
f) Calcula-se o consumo total de aglomerantes pela medição daMassa Específica do concreto e a fórmula de Molinari;
g) Calcula-se massas de cimento e SA; (8% da massa total deaglomerante);
h) Calcula-se os consumos de areia, brita e água por m3
multiplicando o Caglomerantes pelos “a” e “p” do traço.
MEconcretoC aglomerantes = ————————
1 + a + p + A/A
MÉTODO IPT/EPUSP MODIFICADO
e) Produz-se o concreto ajustando a quantidade do SP necessária para o abatimento desejado (inicia pelo % de saturação do SP) ;
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Ex.: Traço AIT-030
água ————— = 0,06 x (1+ m)CP + SA
α = 0,51 (ensaio teor ideal de argamassa + 2% perdas)
... A/A = 0,30,3... A/A = 0,06 x (1+ 4)Fixando m = 4
a + p = 4
1 + a α = ———— = 0,51
1 + a + p
a = 0,51 x 5 -1 ... a = 1,55
p = 4 – 1,55 = 2,45
(objetivando fc da ordem de 85 MPa ... m = 4)
Fixando H= 6%
MÉTODO IPT/EPUSP MODIFICADO
Com o traço, a qtd de água e SP se produz o concreto.
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Ex.: Traço AIT-030
Mede-se a MEconcreto = 2. 650 kg/m3 (ensaio)
MEconcreto 2.650Caglomerantes = ——————— = —————— = 500 kg
1 + a + p + A/A 1 + 4 + 0,3
Cimento = 500 x 0,92 = 460 kg460 kg
A/A Cimento (kg) SA (kg) Água (l) Brita (kg) Areia (kg)
0,30 460 40 150 1225 775
SA = 500 x 0,08 = 40 kg40 kg
Brita = 500 x p = 500 x 2,45 = 1.225 kg1.225 kg
Areia = 500 x a = 500 x 1,55 = 775 kg775 kg
Água= 500 x A/A = 500 x 0,3 = 150 litros150 litros
(SA = 8% do consumo total de aglomerantes)
MÉTODO IPT/EPUSP MODIFICADO
(Massas dos agregados secos)
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MÉTODO IPT/EPUSP MODIFICADO
hBrita% = 1,24% (ensaio) → 1225 x 1,0124 = 1240,2 kg (15,215,2 litros)
hAreia% = 0,22% (ensaio) → 775 x 1,0022 = 776,7 (1,71,7 litros)
Brita = 1.225 kg
Areia = 775 kg
Correção da água:
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MÉTODO IPT/EPUSP MODIFICADO
Ajustes para produção:
SP = 0,9% (ensaio cone Marsh)
SPinicial = (460 + 40) x 0,9/100 = 4,5 kg
Água no SP = 4,5 x (1-30/100) = 3,13,1 litros
SP%Sólidos = 30% (ensaio)
Correção da água = 150 - 15,2 - 1,7 - 3,1 = 130130 litros
Se necessário, acrescenta-se SP por tentativas para alcançar o abatimento desejado.
Correção da água:
Areia = 775 + 1,7 = 777777 kgBrita = 1.225 + 15,2 = 12401240 kg
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PROCEDIMENTOS DE PRODUÇÃO EM LABORATÓRIO:
a) “Imprimar” betoneira previamente;
b) Colocar na seqüência: brita, areia, cimento, SA, 80% daágua e misturar por 2 a 3 minutos;
c) Colocar o resto da água com o aditivo SP misturado;
d) Misturar por 10 min. antes da 1a verificação de abatimento;
e) Adicionar pequenas quantidades SP até alcançar oabatimento desejado;
e) Medir a massa específica do concreto; (IPT/EPUSPmodificado)
f) Moldar CPs 10x20cm adensando com vibrador de agulha;
g) Ensaios à compressão: 3 CP-3 dias; 3 CP-7 dias e 3 CP-28dias;
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PROGRAMA EXPERIMENTAL DE DOSAGEM Procedimentos
h) Dosagens de repetição, p/ cada concreto, em dias diferentes;
i) CPs protegidos por película plástica, até desmoldagem, 24horas após a moldagem;
j) CPs em câmara úmida até data da ruptura, quando é feita apreparação da superfície do CP.
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DOSAGENS DOS CONCRETOS
Experimentos com o MétodoExperimentos com o Método MehMehtta/Aïtcina/Aïtcin –– Consumos Consumos
Dosagem Relação Cimento S. A. Água Brita Areia Adit. SP Abat.
a/aglom (kg) (kg) (l) (kg) (kg) (kg) (mm)
MEH-019 R1 0,19 587 51 120 1111 620 25,5 160
MEH-023 R1 0,23 546 47 135 1093 637 13,7 170
MEH-026 R1 0,26 518 45 145 1076 655 7,6 170
MEH-031 R1 0,31 476 41 160 1059 672 3,7 150
MEH-037 R1 0,37 434 38 175 1041 689 3,3 170
MEH-045 R1 0,45 392 34 190 1024 706 2,9 170
MEH-019 R2 0,19 587 51 120 1111 620 27,8 170
MEH-023 R2 0,23 546 47 135 1093 637 13,7 170
MEH-026 R2 0,26 518 45 145 1076 655 6,6 170
MEH-031 R2 0,31 476 41 160 1059 672 4,9 170
MEH-037 R2 0,37 434 38 175 1041 689 3,3 160
MEH-045 R2 0,45 392 34 190 1024 706 2,2 160
S.A. – sílica ativa
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DOSAGENS DOS CONCRETOS
Experimentos com oExperimentos com o MétodoMétodo AïtcinAïtcin –– Consumos Consumos
Dosagem Relação Cimento S. A. Água Brita Areia Adit. SP Abat.
a/aglom (kg) (kg) (l) (kg) (kg) (kg) (mm)
AIT-020 R1 0,20 621 54 135 1050 602 29,3 170
AIT-025 R1 0,25 497 43 135 1050 723 18,0 170
AIT-030 R1 0,30 414 36 135 1050 807 15,0 150
AIT-035 R1 0,35 355 31 135 1050 863 11,6 150
AIT-040 R1 0,40 311 27 135 1050 907 10,1 150
AIT-045 R1 0,45 276 24 135 1050 939 8,0 170
AIT-020 R2 0,20 621 54 135 1050 602 29,3 170
AIT-025 R2 0,25 497 43 135 1050 723 18,0 170
AIT-030 R2 0,30 414 36 135 1050 807 10,5 170
AIT-035 R2 0,35 355 31 135 1050 863 9,0 160
AIT-040 R2 0,40 311 27 135 1050 907 7,9 150
AIT-045 R2 0,45 276 24 135 1050 939 8,0 170
S.A. – sílica ativa
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Experimentos c/ Experimentos c/ MétodoMétodo IPT/EPUSP modificadoIPT/EPUSP modificado
Consumos Consumos
DOSAGENS DOS CONCRETOS
Dosagem Relação Cimento S. A. Água Brita Areia Adit.SP Abat.
a/aglom (kg) (kg) (l) (kg) (kg) (kg) (mm)
IPT-020 R1 0,20 698 61 152 1244 531 43,0 150
IPT-025 R1 0,25 555 48 151 1230 681 34,2 180
IPT-030 R1 0,30 460 40 150 1225 775 28,3 180
IPT-035 R1 0,35 393 34 149 1222 841 22,8 170
IPT-040 R1 0,40 343 30 149 1218 894 18,6 160
IPT-020 R2 0,20 698 61 152 1244 531 39,4 190
IPT-025 R2 0,25 555 48 151 1230 681 34,2 160
IPT-030 R2 0,30 460 40 150 1225 775 28,3 180
IPT-035 R2 0,35 393 34 149 1222 841 22,8 160
IPT-040 R2 0,40 343 30 149 1218 894 16,0 170
S.A. – sílica ativa
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PREPARAÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA
Retificando o topo
Capeamento
Aspecto da superfície
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PREPARAÇÃO DOS CORPOS-DE-PROVA
Retífica de corpo de prova automática
www.setorusinagem.com.br
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ENSAIOS DE RUPTURA
Prensa EMIC, para 200 t
(Jos
é F
reita
s Jr
.)
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RESULTADOS OBTIDOS COM OS CONCRETOS PRODUZIDOS
MEHTA –AÏTCIN
Média 3 dias MPa
Média 7 dias MPa
Média 28 dias
MPa AITCIN
Média 3 dias MPa
Média 7 dias MPa
Média 28 dias
MPa
IPT/EPUSP
modifc.
Média 3 dias MPa
Média 7 dias MPa
Média 28 dias
MPa
MEHMEH--045045 36,9 43,6 58 AITAIT--045045 31 39,2 54,7 IPTIPT--040040 37,9 48,8 63,5
DPad = 2,6 4 5,7 Dpad = 1,7 3,1 2,9 DPad = 1,6 1,8 2,4
CV (%) = 7,1 9,3 9,8 CV (%) = 5,4 7,8 5,2 CV (%) = 4,2 3,7 3,7
MEHMEH--037037 50,1 56,8 74,6 AITAIT--040040 44,7 59,3 76,5 IPTIPT--035035 49,8 63,1 77,2
DPad = 2,9 5,7 6,5 Dpad = 3,6 4,7 2,6 DPad = 4,3 2 3,5
CV (%) = 5,8 10,1 8,7 CV (%) = 8,1 7,9 3,4 CV (%) = 8,6 3,1 4,5
MEHMEH--031031 58,1 67 86,2 AITAIT--035035 51,2 68,3 80,8 IPTIPT--030030 55,5 67,7 82
DPad = 4,7 7 8,7 Dpad = 4,8 3,3 2,1 DPad = 3,1 1,1 2,1
CV (%) = 8,1 10,5 10,1 CV (%) = 9,4 4,9 2,6 CV (%) = 5,6 1,7 2,5
MEHMEH--026026 68,2 81,5 98,5 AITAIT--030030 52,5 74,7 92 IPTIPT--025025 73,3 82,5 88,6
DPad = 5,5 7,3 11,5 Dpad = 5,5 2,7 2,6 DPad = 6,2 9 5,6
CV (%) = 8 8,9 11,6 CV (%) = 10,4 3,6 2,8 CV (%) = 8,5 10,9 6,3
MEHMEH--023023 76,6 88,6 100,8 AITAIT--025025 69,4 82,8 101,5 IPTIPT--020020 77,8 95,7 101,6
DPad = 5,2 8,4 13,3 Dpad = 6,1 6,1 5,7 DPad = 4,2 3,2 5,9
CV (%) = 6,7 9,5 13,2 CV (%) = 8,8 7,3 5,6 CV (%) = 5,4 3,3 5,8
MEHMEH--019019 82,7 91,5 108,5 AITAIT--020020 75,8 89,9 108,3
DPad = 6,3 7,4 5,9 Dpad = 10 6,3 4,5
CV (%) = 7,6 8,1 5,5 CV (%) = 13,2 7 4,1
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DIAGRAMAS OBTIDOS COM OS CONCRETOS PRODUZIDOS – Método Mehta/Aïtcin
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DIAGRAMAS OBTIDOS COM OS CONCRETOS PRODUZIDOS – Método Aïtcin
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DIAGRAMAS OBTIDOS COM OS CONCRETOS PRODUZIDOS – Método IPT/EPUSP modificado
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AREIAUmidade de recebimento h % 7,0Coeficiente de inchamento (CI) para h=7,0% 1,33Massa unitária (MU) 1,49
BRITAMassa Unitária (MU) 1,42
ANÁLISE QUANTO AOS CUSTOS DOS CONCRETOS
ANÁLISE DOS RESULTADOS DOS MÉTODOS DE DOSAGEM
MATERIAL Forma de venda Valor (05/2005) R$ / kg
Cimento Granel p/ 1.000 kg R$ 285,00 0,285
Sílica ativa sacos 15 kg R$ 21,85 p/ saco 1,457
Brita granel p/ m3 R$ 25,00 / m3 0,01813
Areia granel p/ m3 R$ 26,00 / m3 0,02321
Aditivo SP granel p/ kg R$ 14,30 / kg 14,30
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ANÁLISE DOS RESULTADOS
CUSTOS x RESISTÊNCIAS – 3 dias
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ANÁLISE DOS RESULTADOS
CUSTOS x RESISTÊNCIAS – 28 dias
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Representatividade dos custos dos materiais nos CAD/CAR (Mehta-Aïtcin)
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ANÁLISE DOS RESULTADOS
QUANTO AOS CONSUMOS DE CIMENTO
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SUSTENTABILIDADE
Ronaldo A Medeiros-JuniorMinimizar a produção dos rejeitos;
Maior resistência e durabilidade, que implicam em menores gastos com manutenção;
Produção de 1 MPa de CAD utiliza-se menos cimento que o necessário para produzir o mesmo 1 MPa de concreto convencional?
Reduzir o peso próprio das estruturas, a taxa de armadura e a área de fôrmas;
Aumento significativo da área útil das edificações;
Reduzir o consumo de materiais como o aço;
Reduzir o consumo de energia (produção).
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Três edifícios: Flat, Residencial e Corporativo. 46.210 m2, 37 pav. e 132 m de altura
Construção: Irmãos Thá S/A Projeto estrutural: TESC Proj. Estruturais S/C Estrutura: 14.000 m3 de concreto C-20 a C-60.
CONSUMOS DOS MATERIAIS APLICADOS
Consumos de concretos
C20 1.690 m3
C25 1.600 m3
C30 7.966 m3
C40 1.770 m3
CAD C60 1.008 m3
Consumo de formas: 84.000 m2
Consumo de aços CA50 / CA 60: 1.047.000 kg
Consumo de aços CP 190 RB: 72.000 kg
ESTUDO COMPARATIVO DA APLICAÇÃO DE CAR NO CASO DO EVOLUTION TOWERS
(TESC, eng. Moacir H. Inoue)
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ESTUDO COMPARATIVO DA APLICAÇÃO DE CAR NO CASO DO EVOLUTION TOWERS
FUNDAÇÕESEstacas escavadas;
Bloco mais importante 80.000 kN;Concretados em duas camadas,
inferior em C-30 e superior (+- 1/3) em C-60;
(TESC, eng. Moacir H. Inoue)
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ESTUDO COMPARATIVO DA APLICAÇÃO DE CAR NO CASO DO EVOLUTION TOWERS
Flat e Residencial- C-30 e C-20
Corporativo - lajes nervuradas protendidas
Pilares em CAR/CAD C-60
PAVIMENTOS TIPO
(TESC, eng. Moacir H. Inoue)
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ESTUDO COMPARATIVO DA APLICAÇÃO DE CAR NO CASO DO EVOLUTION TOWERS
PAVIMENTO DE TRANSIÇÃONo topo do Corporativo, nasce o Residencial, total 37 pavimentos
Pavimento com diversas vigas de transição.
Plano de concretagem, com enchimento
preliminar de uma camada de 1 m, para dar às vigas de transição resistência
suficiente para suportar a complementação do
concreto.
(TESC, eng. Moacir H. Inoue)
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ESTUDO COMPARATIVO DA APLICAÇÃO DE CAR NOS PILARES DO CORPORATIVO
AS ALTERNATIVAS
Estudos para os seis 1os pavimentos do Corporativo, onde aplicou-se concreto C-60.
Projeto real sob supervisão do projetista - Moacir Inoue.
Além da solução C-60 executada, estudou-se mais duas: concreto convencional C-40 e CAR C-80.
Para o cálculo pilares, em C-40, aplicou-se a NBR-6118/2003.
Para o CAR, confrontou-se normas internacionais: CEB-FIP MC(90), Eurocode EC 2(95), NS-3473 (92),
ACI 441R-96(97), ACI 363R-92(2001) e CSA–A233-(94).
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ESTUDO COMPARATIVO DA APLICAÇÃO DE CAR NOS PILARES DO CORPORATIVO
CRITÉRIOS DAS NORMAS INTERNACIONAIS
Observou-se os seguintes itens:� Diagrama tensão/deformação tende ao diagrama triangular;�Efeito da fluência: 0,85 fixo NBR-6118; CAR considera variável com o fck.
Norma CEB-FIP MC-90 EC-2 NS 3473E/92 CSA233/94
Classe C40 C60 C80 C40 C60 C40 C60 C80 C40 C60 C80
αααα 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,78 0,71 0,67 0,79 0,76 0,73
γγγγχχχχ1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,4 1,4 1,4 1,65 1,65 1,65
εεεεco(‰) 2 2 2 2 2 2 2,07 2,11 2 2 2
εεεεcu (‰) 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,2 2,85 3,5 3,5 3,5
αααα - coeficiente multiplicador da tensão de cálculo que contempla o efeito Rüsch e o acréscimo de carga com a idade do concreto;
γγγγχχχχ- coeficiente de minoração da resistência do concreto;
εεεεco (‰) - o encurtamento específico do concreto no ponto de transição da parábola/ constante;
εεεεcu (‰)– o encurtamento específico do concreto na fibra mais comprimida.
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ESTUDO COMPARATIVO DA APLICAÇÃO DE CAR NOS PILARES DO CORPORATIVO
CÁLCULO DOS PILARES
•Dimensionou-se com programas CONDE 3 e ESBELT, (prof. Lauro Modesto dos Santos) e flexão composta (TESC Proj. Estrut. Ltda).
Concreto classe Volume (m3)
Formas (m2)
Aço (kg)
Taxa (%/m2)
Convencional C 40 675 3.404 90.292 9,55CAR / CAD C 60 675 3.404 54.932 5,81CAR / CAD C 80 567 3.192 57.320 6,07
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CUSTOS DOS AÇOS, FORMA E SERVIÇOS (maio/2005)
Aço CA-50/CA-60 R$ 2,27/kg
Formas em compensado 18 mm plastificado R$ 42,50/m2
Custo p/ transporte concreto até as lajes R$ 9,00/m3
M.O. para montagem das armaduras R$ 0,85/kg
M.O. para montagem das formas e aplicação do concreto R$ 20,00/m2
Orçamento: aço, formas e a M. O. para a montagem armaduras, formas e aplicação do concreto. (05/2005)
Solução Serviços R$ Formas R$ Aço R$
Em C 40 96.323,20 24.111,67 204.962,84
Em CAD/CAR C 60 66.267,20 24.111,67 124.695,64
Em CAD/CAR C 80 65.165,00 22.610,00 130.116,40
COMPARATIVO DOS CUSTOS DAS ALTERNATIVAS
ESTUDO COMPARATIVO DA APLICAÇÃO DE CAR NOS PILARES DO CORPORATIVO
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Solução Volume (m3) Custo R$ (m3) Concreto R$
Em C 40 675 R$ 232,00 156.600
Em CAD/CAR C 60 675 R$ 354,00 238.950
Em CAD/CAR C 80 567 R$ 558,00 316.386
SoluçãoServiços
R$Formas
R$Aço R$
Concreto R$ TOTAIS R$
C 40 96.323 24.111 204.962 156.600 481.997,71
CAD/CAR C 60 66.267 24.111 124.695 238.950 454.024,51
CAD/CAR C 80 65.165 22.610 130.116 316.386 534.277,40
COMPARATIVO DOS CUSTOS DAS ALTERNATIVAS
ESTUDO COMPARATIVO DA APLICAÇÃO DE CAR NOS PILARES DO CORPORATIVO
Concretos orçados em central de produção em Curitiba (5/2005)
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Referências Bibliográficas:
•AÏTCIN, P.-C. Concreto de Alto Desempenho, tradução de Geraldo G. Serra – São Paulo – Editora Pini, 2000
•ALVES, M. F. Estudo comparativo de métodos de dosagem para concreto de alta resistência. Dissertação demestrado, UFRGS-PPGEC, 2000. 140 p.
•CEB/FIP Model Code 1990 – Bulletin d’information No. 203, 204 e 205, 1990.
•CANADIAN STANDARDS ASSOCIATION, CSA-A233-94, Design of Concrete Structures, Dec 1994.
•CREMONINI, R. A.; DAL MOLIN, D.C.C.; CECCATO, D. M.; MANCIO M.; GOULART, J., Desenvolvimento de umMétodo de Dosagem de Concretos de Alta Resistência com Baixo Consumo de Cimento, IBRACON, 2001.
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Ronaldo A Medeiros-Junior