Parameterized pooling

Dependendo das particularidades de cada suspensão e da magnitude da taxa de cisalhamento aplicada, um ou mais fatores pode prevalecer e comandar o comportamento reológico do fluido (CASTRO; LIBORIO; PANDOLFELLI, 2011).

A Figura 16 apresenta uma representação esquemática baseada em resultados de reometria rotacional em argamassas. O gráfico, publicado por Banfill (2005), mostra o impacto de vários fatores sobre a tensão de escoamento e viscosidade da mistura.

Para desenvolver essa representação, Banfill (2005) fez uso de dados de um número significativo de fontes, das quais os efeitos das composições puderam ser resumidos. No entanto, não há um consenso no meio técnico em relação a alguns desses parâmetros e a imposição de uma determinada forma de influência pode gerar conclusões equivocadas, uma vez que os materiais apresentam uma gama de fatores que interferem nas propriedades reológicas das misturas com eles confeccionadas.

O gráfico orientativo de Banfill apresenta somente o impacto dos constituintes do concreto na tensão de escoamento e viscosidade. De fato, os materiais constituintes são considerados os principais influentes nas propriedades reológicas do concreto fresco. O cimento e o aditivo são componentes de grande influência neste quesito, especialmente no que tange à composição química e à interação entre eles. A granulometria do

cimento, a quantidade e o tipo de sulfato de cálcio presentes no mesmo, a natureza química e o peso molecular do superplastificante, a sua dosagem e forma de adição, também devem ser levados em consideração. As adições minerais também produzem efeitos intensos sobre as propriedades do concreto ao qual são incorporadas, especialmente porque possuem partículas muito pequenas, que podem adsorver água e/ou aditivo.

Figura 16: Representação esquemática baseada em resultados de reometria rotacional do impacto de diferentes teores de água, ar, sílica ativa (partículas ultrafinas) e dispersante sobre a viscosidade e a tensão de escoamento de argamassas. As setas indicam o aumento do parâmetro.

Fontes: Banfill (2005) adaptada por Romano, Cardoso e Pileggi (2011).

A influência nos parâmetros reológicos da presença de sílica ativa, que segundo Banfill (2005) aumenta a tensão de escoamento e diminui a viscosidade conforme o seu teor é aumentando, pode variar de forma significativa, dependendo do formato, área superficial e origem do material e do cimento utilizado, assim como do perfil reológico empregado para a determinação dos parâmetros. De acordo com Park, Noh e Park (2005), o aumento do teor de sílica ativa presente em pastas de cimento (0, 5, 10 e 15% de substituição ao cimento) causa um acréscimo na tensão de escoamento e na viscosidade da mistura de forma proporcional. Por outro lado, Zhang e Han (2000) verificaram que uma substituição de 10% de sílica ativa reduziu a tensão de escoamento e a viscosidade de pastas quando comparadas com a mistura referência.

Segundo Banfill (2005), o aumento do teor de dispersante diminui a tensão de escoamento de forma significativa, mas pouco altera a viscosidade da mistura. Em geral, isso ocorre em superplastificante a base de policarboxilato-poliéteres (REPETTE, 2011), não sendo,

necessariamente, válido para aditivos com outras bases químicas. Nos estudos realizados por Camões (2005), por exemplo, o aumento no teor de aditivo superplastificante (naftaleno formaldeído sulfonado) diminui ambos os parâmetros, apesar de alterar de forma mais acentuada a tensão de escoamento.

Além desses fatores, pode-se citar a dosagem do concreto, especialmente a relação água/cimento, além da composição, morfologia e distribuição granulométrica dos agregados (CASTRO; LIBORIO; PANDOLFELLI, 2011). Wallevik e Wallevik (2011) mostraram a relação entre a forma das partículas de agregados e o comportamento reológico de misturas com elas dosadas. De acordo com a Figura 17, percebe-se que quanto mais arredondada for a partícula, menor é a tensão de escoamento e a viscosidade da mistura com ela confeccionada, sendo o contrário válido.

Figura 17: Efeito da forma das partículas na reologia das misturas.

Fonte: Adaptada de Wallevik e Wallevik (2011).

Segundo Tregger, Pakula e Shah (2010), a reologia do concreto está relacionada com o grau de floculação da matriz da pasta. O grau de floculação, por sua vez, é função das forças interpartículas. De forma simplificada, as partículas irão agregar quando as forças atrativas excederem as forças repulsivas, ou seja, a floculação é um processo durante o qual as partículas dispersas se aglomeram por uma combinação de forças de Van de Waals e forças eletrostáticas (BANFILL, 2006). Uma suspensão com partículas de cimento floculadas possui alta viscosidade, e é uma das razões para a pasta de cimento apresentar tixotropia (YIM, KIM, SHAH, 2013).

Como o processo de mistura de uma suspensão a base de cimento envolve a quebra de aglomerados de partículas, a reologia dessa suspensão é sensível à sequência e à intensidade da mistura (WILLIAMS,

SAAK e JENNINGS, 1999; HAN e FERRON, 2016). O aumento da taxa de cisalhamento reduz a viscosidade plástica e diminui a área de histerese formada entre as partes ascendente e descente da curva (WILLIAMS, SAAK e JENNINGS, 1999).

Apesar de a reologia de fluidos plásticos não ser muito sensível à temperatura, em concretos esse fator pode ter um efeito marcante sobre a taxa de adsorção do superplastificante sobre os grãos de cimento (CLAISSE; LORIMER; OMARI, 2001 apud CASTRO; LIBORIO; PANDOLFELLI, 2011). Sob altas temperaturas, o concreto fresco endurece em um intervalo de tempo menor quando comparado às condições normais e apresenta perda rápida de trabalhabilidade (MEHTA; MONTEIRO, 2008).

Por fim, a reologia da pasta de cimento influencia no comportamento do concreto com ela confeccionado. Como a pasta de cimento corresponde à maior parte da área superficial do concreto e é responsável pela sua fluidez e pela coesão, a trabalhabilidade e demais propriedades reológicas do concreto são dependentes de suas características. Apesar disso, vale salientar que existe uma percepção geral de que estabelecer uma conexão entre a reologia de um concreto e a reologia de uma pasta de cimento está fora da capacidade da reometria (TATTERSALL; BANFILL, 1983).