Implications for the Gaeltacht

1.3.1 - A resistência à compressão do concreto

Na reação de hidratação do cimento no concreto, os compostos formados vão aos poucos preenchendo os vazios da mistura, formando uma massa sólida que, com o tempo, adquire as propriedades mecânicas que dele se espera. O sólido que se forma após o endurecimento da mistura tem como uma de suas características principais possuir grande resistência à compressão e baixa resistência à tração.

POWERS (1968) demonstrou que a resistência à compressão do concreto está diretamente relacionada à porosidade da pasta que, por sua vez, é função da relação a/c do concreto, do grau de hidratação do cimento e do teor de ar (SOBRAL, 1977). Por outro lado, a resistência à tração do concreto, especialmente importante nas peças sujeitas a esforços de flexão, correlaciona-se muito bem com a resistência à compressão (BUCHER & RODRIGUES, 1983; MACEDO et al., 1988). A porosidade da pasta é também responsável pela permeabilidade ao ar e à água e, por isso, também está diretamente relacionada com a capacidade do concreto de

reter água ou de resistir à agressividade do ambiente (MEHTA & MONTEIRO, 1994).

Cada projeto tem suas próprias exigências de resistência mecânica (compressão e tração) e estabilidade frente ao meio ambiente (permeabilidade). Como a porosidade está diretamente relacionada à capacidade do concreto de suprir essas exigências, parece lógico que o projeto deveria fornecer os valores referentes à porosidade máxima que o concreto pode ter, para cada obra, na idade especificada. Porém, a determinação da porosidade é muito difícil, se comparada, por exemplo, ao ensaio de resistência à compressão do concreto. Por isso, a resistência à compressão do concreto quase sempre é o único parâmetro de projeto que se refere ao concreto convencional endurecido. Só nos casos em que a exigência de resistência é muito baixa, ou o concreto estará exposto a meios especialmente agressivos, o projeto também fornece o valor da relação a/c máxima e, indiretamente, está fornecendo o valor máximo para a permeabilidade da pasta do concreto endurecido. Entretanto, como a porosidade também depende do tipo de cimento e da presença de adições, nesses casos especiais o melhor mesmo é o projeto especificar o ensaio de permeabilidade, a idade de ensaio e o valor máximo admissível.

Pelos motivos expostos, praticamente todos os métodos de dosagem de concretos de cimento Portland baseiam-se na resistência característica à compressão do concreto (fck), que, por sua vèz, é o valor de resistência à compressão cuja probabilidade de ocorrência de um valor ainda menor no ensaio à compressão de corpos de prova moldados na obra é considerável. Geralmente adota-se uma probabilidade de que apenas 5% dos corpos de prova de concreto tenham resistência à compressão menor que o valor fck. No cálculo estrutural este valor é novamente reduzido através de cálculo probabilístico e uso de coeficiente de minoração, para transformá-lo na resistência à compressão com a mínima probabilidade de ocorrer na peça estrutural da edificação, mas, que mesmo assim, ainda possa suportar uma tensão máxima que tenha a mínima probabilidade de ocorrer (URIART, 1982; FUSCO, 1975; SANTOS, 1977). O objetivo do cálculo estrutural é assegurar que a obra tenha uma mínima probabilidade de ruína (SANTOS, 1977).

Muitos países classificam o concreto baseando-se na sua resistência à compressão, referida a 28 dias da data da fabricação. A norma técnica brasileira NBR-8953 classifica o concreto em dois grupos de resistência. O Grupo I contêm os concretos com resistências à compressão de 10 a 50 MPa e o Grupo II de 55 a 80 MPa. Existem algumas diferenças nos valores adotados pelas normas técnicas dos diversos países mas, de uma maneira geral, o concreto pode ser considerado convencional quando possuir resistência à compressão até 40 MPa e alta resistência quando acima desse valor (MEHTA & MONTEIRO, 1994).

1.3.2 - A trabalhabilidade do concreto

Um concreto é dito trabalhável quando ele possui as características de fluidez e estabilidade que os meios de transporte, lançamento, adensamento e acabamento exigirão para esse material. Um concreto pode ser trabalhável para um tipo de serviço e não ser trabalhável para outro. De qualquer forma, a trabalhabilidade sempre estará associada à determinada necessidade de fluidez e estabilidade da mistura fresca.

A trabalhabilidade é freqüentemente expressa em termos de consistência, pois trabalhabilidade é um termo muito amplo, e não existe um método de ensaio que possa medí-la. O ensaio de consistência do concreto mais utilizado é o ensaio de abatimento do tronco de cone (NBR7223, 1992), que mede o abaixamento de uma massa de concreto fresco logo após a retirada cuidadosa de uma fôrma metálica em forma de um tronco de cone. Para isso o concreto é introduzido na fôrma em três camadas sucessivas com volumes aproximadamente iguais, cada camada sendo adensada através de 25 golpes feitos uma haste metálica com ponta arredondada. A figura 3 ilustra a execução deste ensaio.

Uma das melhores definições para a trabalhabilidade talvez seja a feita por K.NEWMAN que a define como a medida de, no mínimo, três propriedades: adensabilidade, mobilidade e estabilidade. Para a estabilidade, entendida como sendo a resistência à segregação, B.P.HUGES considera duas etapas: a estabilidade durante o transporte e a estabilidade durante o adensamento (apud PRISZKULNIK, 1977).

Figura 3 - Ensaio de consistência do concreto através do abatimento do tronco de cone

Segundo J.P.BOMBLED (apud PRISZKULNIK, 1977), a trabalhabilidade do concreto resulta da composição de dois fatores:

25 cm

- Fator dinâmico: é a fluidez ou aptidão a deformações sob efeito de um dado método de adensamento, pois é preciso preencher o molde com facilidade e rapidez;

- Fator estático: a estabilidade ou aptidão à conservação da homogeneidade (isto é, a ausência de segregação e de sedimentação). No caso de uma desforma antes da pega, deseja-se adicionalmente, a conservação da forma.

A fluidez e estabilidade são fatores que, de certa forma, caminham em sentidos opostos. Quanto maior a disponibilidade de água de uma mistura, mais fluida ela é, e maior também é a tendência à segregação de seus componentes. Para um concreto se deformar pela aplicação de uma energia de adensamento, moldando-se no espaço da fôrma, é preciso que sejam vencidas as forças que tendem a manter a massa aglomerada. Essas forças podem ser divididas em duas classes: de atração e de atrito.

As forças de atração (ou coesão) são devidas principalmente a: - Forças de Van der Waals, nas interfaces;

- Forças de origem capilar;

- Força gravitacional, reponsável pela sedimentação.

Nas misturas mais pobres e com teores de água menores que o limite de saturação, a coesão é principalmente devida às forças de origem capilar, ou seja, devido aos tubos capilares de ligação entre os grãos, em função das minúsculas bolhas de ar presentes na mistura (SOBRAL, 1990). Nos traços mais ricos em cimento, as forças elétricas nas interfaces dos grãos (forças de Van der Waals) produzem o efeito maior de atração entre os componentes da mistura. Como são forças que atuam nas interfaces dos grãos, elas aumentam com o aumento da área específica, logo aumentam com o consumo e finura do cimento (ou outros materiais finos). Os valores da tabela 3, feita por J.P.BOMBLED, mostram como a tensão limite de cisalhamento do concreto fresco aumenta rapidamente com o aumento da área específica do cimento (apud PRISZKULNIK, 1977). Isso, mais a forma, textura, porosidade e composição química das partículas, explica porque os cimentos pozolânicos, de finura BLAINE maior que 400 m2/kg , têm elevada demanda por água:

Tabela 3 - Influência da área específica do cimento na tensão limite de cisalhamento de pastas de relação água/cimento igual a 0,40 (BOMBLED apud PRISZKULNIK, 1977)

Área específica do cimento Blaine - (m^/kg)

Tensão limite de cisalhamento (Pa) 235,0 1.400 278,0 2.650 329,0 7.500 442,5 16.550 560,0 725.000

As forças de atrito são devidas à interação (ou ancoragem) entre os grãos graúdos e miúdos da mistura. Elas dependem da forma, granulometria, dimensão máxima característica do agregado, teor de argamassa da mistura, teor de pasta e características da pasta (disponibilidade de água), teor e finura do cimento (e outros finos). Como se pode verificar, é um conjunto muito grande de influências que geralmente são expressas por um único ensaio (de consistência). É difícil acreditar que esses fatores contraditórios (fluidez e estabilidade) possam ser bem expressos por um único número. E realmente não são. Apesar de muitas vezes aceito como uma medida conjunta desses fatores, dois concretos com mesma consistência podem possuir características de trabalhabilidade muito diferentes entre si (SOBRAL, 1971).

Por exemplo, para um mesmo conjunto de materiais, um traço rico em cimento, com um abatimento do tronco de cone de 60 mm, será muito coeso, mas a argamassa do concreto proporcionará pouco atrito. Em compensação, um traço muito pobre com os mesmos materiais e mesmo abatimento, terá pouca coesão (e tendência à desagregação e segregação), mas terá um atrito entre os grãos maior, devido à falta de pasta para "lubrificar" as superfícies. Uma coisa compensa a outra "no ensaio" de consistência, porém não existe uma equivalência com relação às características desejáveis para o concreto.

É necessário estar muito atento às essas questões para não se deixar enganar. Ao dosar o concreto é preciso avaliar se a mistura realmente atende às necessidades de transporte, lançamento, adensamento e acabamento que o estudo de trabalhabilidade deve responder. Nesta fase é necessária especial atenção para que não seja fornecido para a obra um traço que dê a consistência requerida no ensaio, mas não permita ser trabalhado de modo satisfatório.

1.4 - ALGUNS FATORES QUE INFLUENCIAM NA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO