O estudo de dosagem dos concretos foi baseado no método da ABCP adaptado do ACI (American Concrete Institute). Este método é indicado para concretos de consistência plástica e fluida. A primeira aproximação da quantidade de materiais é fornecida pelo método e após, deverão ser realizados ajustes no teor de argamassa mantendo constante a relação a/c.
Foram determinados os seguintes parâmetros iniciais de dosagem:
• Relação água/cimento (em massa) ≤ 0,60 Concreto Armado (CA) Classe de agressividade II (NBR 6118/2007 – Tabela 6.1);
• Resistência à compressão acima de 25 MPa Concreto exposto à classe de agressividade II (NBR 6118/2007 – Tabela 7.1);
• Abatimento do tronco de cone (NBR 7223/1992) de 70 ± 10 mm – trabalhabilidade indicada para um concreto plástico, sem uso de aditivos.
• Desvio Padrão = 4MPa, condição de preparo A: os materiais são medidos em massa (NBR 12655/2006).
Foi adotado nesta pesquisa um fck de 25 MPa para o concreto aos 28 dias, considerando
o desvio padrão (sd) de 4MPa, foi obtido o valor de 32MPa para fc28, sendo que fc28= fck+1,65sd.
Utilizou-se a Curva de Abrams (Figura 42) para determinar a relação água/cimento inicial do traço básico a partir dos dados do fc28 do concreto desejado.
Figura 42 - Curva de Abrams
(Fonte: adaptado Torres, 2003)
Para determinar a dosagem ideal do concreto foi utilizado como parâmetro a trabalhabilidade constante com abatimento de 70±10 mm. A partir do valor alcançado do
abatimento, foram realizadas mudanças no teor de argamassa e consumo de cimento a fim de encontrar a melhor dosagem.
Após a dosagem do traço referência, foi realizada a incorporação da ACBC e do RCC nos concretos nas seguintes proporções:
Traço referência: 0% ACBC e 0% RCC Traço 30ACBC: 30% ACBC e 0% RCC Traço 30RCC: 0% ACBC e 30% RCC Traço 50RCC: 0% ACBC e 50% RCC
Traço 30ACBC30RCC: 30% ACBC e 30% RCC Traço 30ACBC50RCC: 30% ACBC e 50% RCC Traço 100RCC: 0% ACBC e 100% RCC
Vale salientar que na dosagem dos concretos com ACBC e RCC foram realizados ajustes no fator a/c mantendo constante o abatimento de 70±10 mm. Todos os traços foram calculados e testados em laboratório. O abatimento foi mantido constante tendo em vista a não utilização de aditivos, evitando-se possíveis interferências dos aditivos na otimização das proporções da utilização conjunta e isolada dos resíduos em estudo. Além disso, o uso de plastificantes poderia melhorar as propriedades do concreto, em detrimento da real influência dos teores de substituição dos agregados naturais pelos resíduos em estudo. A metodologia baseada em manter o abatimento constante e, para isso, variar a relação água cimento foi utilizada por outros pesquisadores que trabalharam com resíduos (LIMA et. al., 2011; TABSH & ABDELFATAH 2009; CORINALDESI, 2009; Casuccio et. al., 2008; SALES & SOUZA, 2009; ZORDAN, 1997).
Na definição dos traços com o RCC, foi realizada a compensação do volume de material, uma vez que a massa específica do RCC é inferior à massa específica da brita. Desta forma, se a substituição tivesse sido realizada apenas em massa, haveria um volume maior de RCC e, devido ao alto teor de absorção de água do RCC, seria necessária uma quantidade ainda maior de água na mistura para produzir misturas equivalentes à referência. Essa metodologia de compensação foi utilizada por diversos pesquisadores (LEITE 2001, VIEIRA et al, 2003, CABRAL 2007). Utilizou-se a Equação 8 para calcular a compensação do volume do RCC.
brita rcc Mbrita Mrcc
γ
γ
= Equação 8 Onde: Mrcc= massa do RCC (kg) Mbrita = massa da brita (kg)rcc
γ
= massa específica do RCC (kg/dm³)brita
γ
= massa específica da brita (kg/dm³)Posteriormente, foi determinado o tempo de pré-molhagem do agregado reciclado de RCC através da curva de absorção versus tempo (Figura 40). O procedimento de pré-molhagem visou evitar que o agregado reciclado absorvesse parte da água de amassamento da mistura, comprometendo a trabalhabilidade do concreto. Este procedimento foi utilizado por diversos pesquisadores (LEITE, 2001; CABRAL, 2007; BUTTLER & MACHADO, 2003; VIEIRA et al, 2003). O tempo de pré-molhagem dos agregados reciclados foi de 10 minutos, tempo que corresponde à absorção de cerca de 50%, e nesta condição, o agregado apresentava-se semi- saturado. Segundo Buttler e Machado (2003) a presença de água no agregado reciclado faz com que grande quantidade de partículas de cimento fiquem aderidas na superfície do agregado ocasionando melhor aderência pasta/agregado. Outra vantagem da pré-molhagem refere-se ao efeito da “cura interna” que ocorre no estado endurecido do concreto quando a água absorvida pelo agregado é mobilizada na matriz de cimento ocasionando a hidratação das partículas remanescentes de cimento não hidratado (BUTTLER & MACHADO, 2003).
Para realizar a pré-molhagem, os agregados reciclados de RCC foram colocados em um balde com cerca de 80% da água da mistura por 10 minutos antes do início da moldagem (Figura 43).
Figura 43 – Pré-molhagem do RCC
Os materiais foram misturados em betoneira com capacidade de 120 litros. Primeiramente foram misturados os agregados (brita, RCC, areia e ACBC) com cerca de 80% da
água da mistura durante 2,5 minutos (Figura 44 a), e em seguida, foi adicionado o cimento e o restante da água e misturados por mais 2,5 minutos (Figura 44 b).
Figura 44 – Agregados misturados na betoneira (a) concreto fresco (b)
Após a obtenção do concreto, foi realizado o ensaio de abatimento de tronco de cone de acordo com a NBR 7223 (ABNT,1992) para verificar se o abatimento do concreto está dentro do limite estabelecido de 70±10 mm. Neste ensaio, o tronco de cone foi preenchido em três camadas, em cada camada foram aplicados 25 golpes com auxílio de uma haste metálica, após o adensamento, o molde foi levantado cuidadosamente na direção vertical (Figura 45 a). O valor do abatimento foi obtido por meio da diferença de altura entre o tronco de cone e o concreto (Figura 45 b).
Figura 45 - Levantamento do tronco de cone (a) e medição do abatimento (b)
a)
b)
b)
a)
As dosagens obtidas em laboratório estão apresentadas na Tabela 8.
Tabela 8 – Dosagem dos concretos Traço Teor de ACBC Teor de RCC
Composição do traço de concreto (em
massa) Abatimento
(mm) Cimento ACBC Areia RCC Brita a/c
Referência 0% 0% 1,00 - 2,00 - 2,62 0,49 77 30ACBC 30% 0% 1,00 0,60 1,40 - 2,62 0,51 62 30RCC 0% 30% 1,00 - 2,00 0,68 1,83 0,50 65 50RCC 0% 50% 1,00 - 2,00 1,13 1,31 0,52 65 30ACBC30RCC 30% 30% 1,00 0,60 1,40 0,68 1,83 0,52 73 30ACBC50RCC 30% 50% 1,00 0,60 1,40 1,13 1,31 0,54 64 100RCC 0% 100% 1,00 - 2,00 2,26 - 0,55 70
Foi necessário variar o fator água/cimento para os traços produzidos com os resíduos com a finalidade de manter constante o abatimento (70±10 mm). A elevada absorção de água do RCC interfere diretamente na consistência do concreto, sendo necessário aumentar a quantidade de água para manter a consistência constante. Vale salientar que parte da água adicionada nas misturas ficou retida nos poros do RCC, desta forma, infere-se que nem toda a água representada pelo fator a/c reagiram na hidratação com o cimento.
O consumo de cimento e teor de argamassa dos traços produzidos estão apresentados na Tabela 9.
Tabela 9 – Consumo de cimento e teor de argamassa dos traços Traço cimento (Kg/m³) Consumo de Argamassa (%) Teor de
Referência 385,28 53,38 30ACBC 386,28 53,38 30RCC 383,82 54,43 50RCC 380,86 55,14 30ACBC30RCC 384,82 54,43 30ACBC50RCC 381,84 55,14 100RCC 376,66 57,03
Ocorreu uma leve variação no consumo de cimento (2% para o traço 100RCC e menos de 1% para os demais traços) e no teor de argamassa comparativamente ao traço referência. Essa variação é justificada pelos ajustes de dosagem realizados, e pela necessidade de manter a mesma consistência para todos os traços estudados.