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UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS SINOS
UNIDADE ACADÊMICA DE GRADUAÇÃO
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
TATIANE ISABEL HENTGES
AVALIAÇÃO DA RELAÇÃO ENTRE RESISTIVIDADE ELÉTRICA E AS
PROPRIEDADES DE CONCRETOS COM CINZA DE CASCA DE ARROZ E
ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE NO ESTADO FRESCO E ENDURECIDO
São Leopoldo
2015
TATIANE ISABEL HENTGES
AVALIAÇÃO DA RELAÇÃO ENTRE RESISTIVIDADE ELÉTRICA E AS
PROPRIEDADES DE CONCRETOS COM CINZA DE CASCA DE ARROZ E
ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE NO ESTADO FRESCO E ENDURECIDO
Trabalho de Conclusão apresentado à Unidade
Acadêmica de Graduação em Engenharia
Civil da Universidade do Vale do Rio dos
Sinos - UNISINOS como requisito parcial
para a obtenção do título de Engenheira Civil.
Orientador: Prof. Dr. Marlova Piva Kulakowski
Banca examinadora: Prof. Dr. Cláudio S. Kazmierczak
Prof. Dr. Mauricio Mancio
São Leopoldo
2015
Dedico este trabalho aos meus pais, Ivo e
Zenaide, irmã Aline e irmão Alencar. Família
é base sólida na qual minha estrutura sempre
pode se apoiar.
AGRADECIMENTOS
Primeiramente agradeço a Deus pela vida e pelas oportunidades que tive.
Agradeço também aos meus pais, Ivo e Zenaide, as pessoas com quem terei sempre
uma dívida de amor impagável. Aos meus irmãos Aline e Alencar, parceiros a vida inteira.
Em especial ao meu irmão que dispôs de suas férias, seu tempo, suas forças, sua
atenção seu suor para me ajudar nesta pesquisa. Alencar, sem você eu não teria conseguido
fazer tudo o que está resumido neste trabalho.
Ao Eduardo, pelo companheirismo durante o curso e paciência durante o TCC.
Àquelas que estiveram praticamente todos os momentos do curso comigo, Bruna e a
Laura, vivendo alegrias e nervosismos, dividindo trabalhos, panquecas e festas, e que
acabaram se tornando melhores amigas.
À minha querida orientadora Marlova, base e incentivo do meu potencial científico
durante a graduação desde a iniciação científica.
Aos colegas que fiz durante a faculdade e se tornaram pessoas especiais. Na iniciação
científica a Jéssica, a Lucimar e o Vágner. No pensionato a Luci e a Mari. Durante o TCC a
Josi e a Pati. Nos estágios e trabalho, Cristina, Renato, Cássio, Allana, Jader, Marcella,
Marcia, Monique, Verônica. Na própria faculdade, a Luana e aNicolle. Vocês fizeram minha
vida colorida mesmo morando longe da família.
Aos laboratoristas do LMC: Ingrid, Maurício e Rodrigo que, muito além de excelentes
profissionais, foram amigos em todos os momentos.
Ao Carlos Eduardo Braun, por todo o auxílio na montagem dos equipamentos e
execução dos ensaios de resistividade elétrica no estado fresco. Aos bolsistas que também me
ajudaram na execução dos concretos.
Ao laboratório de engenharia elétrica, pelo empréstimo dos equipamentos.
Ao Laboratório de Caracterização e Valorização dos Materiais, pelas análises do
cimento e da cinza de casca de arroz.
À Britasinos, pela doação dos agregados, em especial à Angelica que foi quem
conseguiu essa concessão. À FAPERGS e à CNPQ, pelo auxílio financeiro à pesquisa.
A todos vocês, muito obrigada de coração!
“Nunca se arrependa de nada que te faça
sorrir” (anônimo).
RESUMO
Os métodos de controle de qualidade para aceitação do concreto em obra,
estabelecidos em norma técnica, não são capazes de medir características que forneçam as
informações necessárias para determinar e controlar a relação água/cimento (a/c) no
recebimento de um lote. O parâmetro que irá definir a aceitação provisória do concreto,
conforme a ABNT NBR 12.655:2006, é o abatimento de tronco de cone, que deve ter um
valor pré-estabelecido em projeto. Este ensaio, ao determinar a consistência do concreto pode
medir indiretamente variações no teor de água da mistura. No entanto, esta consistência não
reflete a medida da relação água/cimento, nem tão pouco pode dar indicativos de resistência à
compressão. Além disto, o emprego de aditivos pode alterar este parâmetro. A relação a/c é o
fator que influencia mais significativamente na resistência e durabilidade do concreto. O
objetivo deste trabalho é avaliar o emprego do método da resistividade elétrica para a
determinação a relação água/aglomerante (a/agl) do concreto no estado fresco, analisando a
influência da cinza de casca de arroz e do aditivo superplastificante nos resultados, e sua
relação com a resistência à compressão. Para tanto, foi utilizada uma sonda que mede a
resistividade elétrica dos concretos no estado fresco pelo método dos quatro pontos. Foram
executados concretos com quatro relações a/agl (0,35, 0,45, 0,55 e 0,65), com e sem aditivo
superplastificante, e com 0%, 10% e 20% de cinza de casca de arroz em substituição ao
cimento. Foi analisada a relação da resistividade elétrica no estado freso com a relação
água/cimento (ou água/aglomerante) e com os ensaios de resistência à compressão,
abatimento de tronco de cone, absorção capilar e com a resistividade no estado endurecido.
Os resultados mostram que a resistividade elétrica dos concretos no estado fresco sofre grande
variação com a alteração das relações a/c e a/agl e é alterada significativamente pela presença
do aditivo superplastificante e pela diminuição no teor de umidade, porém quase não sofre
alterações com a presença de cinza de casca de arroz. Há uma forte relação da resistividade
elétrica no estado fresco com a resistência à compressão e com a resistividade no estado
endurecido, porém não há relação direta com o abatimento e com a absorção capilar. Por fim,
foram elaboradas equações para determinação da relação a/c e a/agl a partir da resistividade e
diagramas correlacionando resistência à compressão, relação a/c e resistividade dos concretos
no estado fresco.
Palavras-chave: resistividade elétrica; aditivo superplastificante; cinza de casca de arroz.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Ação do aditivo nas moléculas de cimento e água .................................................. 17
Figura 2 – Mecanismo de repulsão (a) eletrostática de aditivo plastificante e (b) e (c) estérica
para aditivo superplastificante .................................................................................................. 18
Figura 3 – Diagrama esquemático do efeito dos superplastificantes no concreto .................... 19
Figura 4 – Medida do abatimento ............................................................................................. 28
Figura 5 – Resistência de meteriais (a) condutores e (b) semicondutores................................ 32
Figura 6 – Determinação da resitividade de materiais pelo arranjo de Wenner ....................... 34
Figura 7 – Densidade de corrente em um espaço esférico ....................................................... 35
Figura 8 – Densidade de corrente em um espaço semiesférico ................................................ 36
Figura 9 – Campo elétrico semiesférico na superfície terrestre ............................................... 36
Figura 10 – Resistividade ao longo do tempo de concretos no estado fresco .......................... 40
Figura 11 – Resistividade dos concretos estudados por Braun (2015) ..................................... 40
Figura 12 – Distribuição granulométrica da Cinza de casca de Arroz. .................................... 44
Figura 13 – Curva granulométrica do agregado graúdo ........................................................... 47
Figura 14 – Curva granulométrica do agregado miúdo ............................................................ 48
Figura 15 – Método de absorção por capilaridade ................................................................... 54
Figura 16 – Esquema da execução do ensaio ........................................................................... 55
Figura 17 – Ensaio de resistividade elétrica no estado endurecido .......................................... 56
Figura 18 – Esquema do circuito elétrico empregado no experimento .................................... 57
Figura 19 – Aparelhos utilizados nos ensaios de resistividade elétrica .................................... 57
Figura 20 – Ensaio de resistividade em andamento ................................................................. 58
Figura 21 – Equipamento utilizado nos ensaios de resistividade elétrica ................................ 59
Figura 22 – Corte esquemático do equipamento ...................................................................... 59
Figura 23 – Resistividade ao longo do tempo dos concretos estudados (0% CCA) ................ 62
Figura 24 – Resistividade ao longo do tempo dos concretos estudados (10% CCA) .............. 62
Figura 25 – Resistividade ao longo do tempo dos concretos estudados (20% CCA) .............. 63
Figura 26 – Relação entre resistividade no estado fresco e relação a/c dos concretos com 0%
de CCA ..................................................................................................................................... 64
Figura 27 – Relação entre resistividade no estado fresco e relação a/agl dos concretos com
10% de CCA ............................................................................................................................. 64
Figura 28 – Relação entre resistividade no estado fresco e relação a/agl concretos com 20% de
CCA .......................................................................................................................................... 64
Figura 29 – Efeito isolado do fator “AD” na resistividade elétrica no estado fresco ............... 66
Figura 30 – Efeito isolado do fator “CCA” na resistividade elétrica no estado fresco ............ 66
Figura 31 – Efeito isolado do fator “a/c” na resistividade elétrica no estado fresco ................ 67
Figura 32 – Efeito isolado do fator “Tempo” na resistividade elétrica no estado fresco ......... 69
Figura 33 – Interação entre os fatores “CCA”, “a/c” e “AD” na reistividade elétrica no estado
fresco ........................................................................................................................................ 69
Figura 34 – Variação da resistividade elétrica e do abatimento de tronco de cone (0% CCA) 70
Figura 35 – Variação da resistividade elétrica e do abatimento de tronco de cone (10% CCA)
.................................................................................................................................................. 71
Figura 36 – Variação da resistividade elétrica e do abatimento de tronco de cone (20% CCA)
.................................................................................................................................................. 71
Figura 37 – Taxa de absorção capilar e resistividade dos concretos estudados no estado fresco
.................................................................................................................................................. 72
Figura 38 – Relação entre resistência à compressão e resistividade elétrica no estado fresco de
concretos com 0% de CCA ....................................................................................................... 76
Figura 39 – Relação entre resistência à compressão e resistividade elétrica no estado fresco de
concretos com 10% de CCA ..................................................................................................... 76
Figura 40 – Relação entre resistência à compressão e resistividade elétrica no estado fresco de
concretos com 20% de CCA ..................................................................................................... 77
Figura 41 – Evolução da resistividade dos concretos no estado endurecido ............................ 78
Figura 42 – Diagrama de correlação entre resistividade e resistência à compressão (0% CCA)
.................................................................................................................................................. 83
Figura 43 – Diagrama de correlação entre resistividade e resistência à compressão (10%
CCA) ......................................................................................................................................... 83
Figura 44 – Diagrama de correlação entre resistividade e resistência à compressão (20%
CCA) ......................................................................................................................................... 84
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Classes de abatimento no ensaio de tronco de cone ............................................... 29
Tabela 2 – Fatores de controle com níveis variáveis de estudo................................................ 42
Tabela 3 – Caracterização química e física do cimento CPII F-32 .......................................... 43
Tabela 4 – Caracterização química da cinza de casca de arroz ................................................ 45
Tabela 5 – Característcas do aditivo superplastificante ........................................................... 46
Tabela 6 – Caracterização física do agregado graúdo .............................................................. 46
Tabela 7 – Composição Granulométrica do agregado graúdo ................................................. 46
Tabela 8 – Caracterização física do agregado miúdo ............................................................... 47
Tabela 9 – Composição Granulométrica do agregado miúdo .................................................. 48
Tabela 10 – Traços unitários e consumo de materiais para concretos sem aditivo .................. 50
Tabela 11 – Traços unitários e consumo de materiais para concretos com aditivo .................. 50
Tabela 12 – Resultados da calibração da sonda ....................................................................... 61
Tabela 13 – Resistividades médias dos concretos (.m) ......................................................... 63
Tabela 14 – Análise de variância (ANOVA) para a resistividade elétrica no estado fresco .... 65
Tabela 15 – Análise de variância (ANOVA) dos fatores “Tempo” e “a/agl” para a
resistividade elétrica no estado fresco ...................................................................................... 68
Tabela 16 – Porosidade efetiva dos concretos estudados ......................................................... 73
Tabela 17 – Resistência à compressão dos concretos estudados .............................................. 74
Tabela 18 – Análise de variância (ANOVA) para resistência à compressão ........................... 75
Tabela 19 – Comparação entre a relação a/c efetiva e a estimada (0% CCA sem aditivo) ...... 80
Tabela 20 – Comparação entre a relação a/agl efetiva e a estimada (10% CCA sem aditivo) . 80
Tabela 21 – Comparação entre a relação a/agl efetiva e a estimada (20% CCA sem aditivo) . 80
Tabela 22 – Comparação entre a relação a/c efetiva e a estimada (0% CCA com aditivo) ..... 81
Tabela 23 – Comparação entre a relação a/agl efetiva e a estimada (10% CCA com aditivo) 81
Tabela 24 – Comparação entre a relação a/agl efetiva e a estimada (20% CCA com aditivo) 81
Tabela 25 – Equações de ajustes da curva de Abrams, 28dias ................................................. 82
LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS
a/c Água/cimento
a/agl Água/aglomerante
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ANOVA Analysis of Variance
ASTM American Society for Testing and Materials
E Campo Elétrico
CCA Cinza de casca de arroz
Cm Centímetros
CP II – E Cimento Portland composto com escória
CP II - F – 32 Cimento Portland composto com fíler
CP II - Z Cimento Portland composto com pozolana
CP III-RS Cimento Portland de alto forno
CP IV Cimento Portland pozolânico
CP V – ARI Cimento Portland de alta resistência inicial
NaCl Cloreto de Sódio
σ Condutividade
i Corrente elétrica
J Densidade de corrente
EUA Estados Unidos da América
Hz Hertz
RILEM International union of laboratories and experts in construction materials,
systems and structures
± Mais ou menos
MAPA Ministério da cultura, pecuária e abastecimento
mm Milímetros
mS Microsiemens
NBR Norma Brasileira de Regulamentação
Ω Ohm
kg Quilograma
R Resistência elétrica
Resistividade elétrica
SEMAE Serviço Municipal de Agua e Esgotos (São Leopoldo/RS)
H Teor de umidade (%)
UFRGS Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Unisinos Universidade do Vale do Rio dos Sinos
V Volts
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 12 1.1. JUSTIFICATIVA ............................................................................................................. 13 1.2. OBJETIVOS ..................................................................................................................... 15
1.2.1. Objetivo geral .............................................................................................................. 15 1.2.2. Objetivos específicos ................................................................................................... 15 1.3. ESTRUTURA DA PESQUISA ........................................................................................ 15 1.4. DELIMITAÇÕES DO TRABALHO................................................................................ 16
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................. 17 2.1. CONCRETO COM ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE ............................................. 17
2.2. CONCRETOS COM CINZA DE CASCA DE ARROZ .................................................. 21
2.2.1. Cinza de casca de arroz .............................................................................................. 21 2.2.2. Concretos com cinza de casca de arroz no estado fresco ......................................... 23 2.2.3. Concretos com cinza de casca de arroz no estado endurecido ................................ 24 2.3. CONTROLE DO CONCRETO ........................................................................................ 25
2.3.1. Controle no estado endurecido................................................................................... 25
2.3.2. Controle no estado fresco ........................................................................................... 27 2.4. RESISTIVIDADE ELÉTRICA ........................................................................................ 30
2.4.1. Resistividade de materiais porosos e o uso na geofísica ........................................... 32
2.4.2. O princípio dos quatro pontos.................................................................................... 34 2.5. A RESISTIVIDADE ELÉTRICA NO CONCRETO ....................................................... 36
2.5.1. Estado endurecido ....................................................................................................... 36 2.5.2. Estado fresco ................................................................................................................ 38
3. PROGRAMA EXPERIMENTAL ............................................................................ 42 3.1. VARIÁVEIS DA PESQUISA .......................................................................................... 42
3.1.1. Fatores de controle com níveis variáveis ................................................................... 42
3.1.2. Fatores de controle com nível fixo ............................................................................. 42 3.1.3. Fatores não controlados .............................................................................................. 42
3.1.4. Variáveis de resposta .................................................................................................. 43 3.2. MATERIAIS ..................................................................................................................... 43
3.2.1. Cimento ........................................................................................................................ 43 3.2.2. Cinza de casca de arroz .............................................................................................. 44
3.2.3. Aditivo superplastificante ........................................................................................... 45 3.2.4. Agregado graúdo ......................................................................................................... 46 3.2.5. Agregado miúdo .......................................................................................................... 47 3.2.6. Relação água/cimento e água/aglomerante ............................................................... 48 3.3. PRODUÇÃO DOS CONCRETOS ................................................................................... 49
3.3.1. Determinação dos traços ............................................................................................. 49 3.3.2. Execução das misturas ................................................................................................ 51
3.3.3. Moldagem e cura dos corpos de prova ...................................................................... 51 3.4. MÉTODOS DE ENSAIO ................................................................................................. 52
3.4.1. Abatimento de tronco de cone .................................................................................... 52 3.4.2. Resistência à compressão axial .................................................................................. 53 3.4.3. Absorção de água por capilaridade ........................................................................... 53
3.4.4. Resistividade elétrica no estado endurecido ............................................................. 54 3.4.5. Resistividade elétrica no estado fresco ...................................................................... 56 3.4.6. Análise dos dados ........................................................................................................ 59
3.5. CALIBRAÇÃO DO EQUIPAMENTO E DETERMINAÇÃO DO FATOR
GEOMÉTRICO K .................................................................................................................... 60
3.5.1. Fator geométrico (k) teórico ....................................................................................... 60 3.5.2. Fator geométrico (k) medido ...................................................................................... 60
4. APRESENTAÇÃO, ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS ................ 62 4.1. RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO CONCRETO NO ESTADO FRESCO ................... 62
4.2. ABATIMENTO DE TRONCO DE CONE ...................................................................... 70 4.3. TAXA DE ABSORÇÃO DE ÁGUA CAPILAR ............................................................. 72 4.4. RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO ................................................................................. 74 4.5. RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO CONCRETO NO ESTADO ENDURECIDO ........ 78 4.6. ESTIMATIVA DA RELAÇÃO A/C E A/AGL A PARTIR DA RESISTIVIDADE
ELÉTRICA ............................................................................................................................... 79
4.7. ESTIMATIVA DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO A PARTIR DA
RESISTIVIDADE ELÉTRICA ................................................................................................ 82
5. CONCLUSÃO ............................................................................................................. 85 5.1. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ............................................................ 87
REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 88
APÊNDICES ........................................................................................................................... 95
12
1. INTRODUÇÃO
O controle de qualidade do concreto é importante em obras pelo fato de, quando bem
conduzidas, prevenir uma possível mistura que não alcance a resistência determinada em
projeto, e que possa acarretar na demolição de uma parte da estrutura da edificação, atrasando
o tempo de construção e gerando aumento nos custos do empreendimento.
Para que um lote de concreto seja aceito quando o caminhão betoneira chega à obra, é
realizado o ensaio de abatimento de tronco de cone, o slump test, conforme especificado na
NBR 12655 (ABNT, 2006). Neste ensaio, obtém-se uma medida da consistência do concreto,
medida esta que deve ter sido pré-determinada pelo projetista estrutural. Porém, a consistência
não é um fator que corresponde à resistência final do concreto, como pode ser visto no
trabalho de Mascolo (2012) que, ao relacionar valores obtidos no ensaio de tronco de cone
com os valores da resistência à compressão de diferentes traços de concreto, demonstra que
não há uma relação direta de um ensaio com outro.
A adição de aditivos, como o superplastificante, é um dos fatores que pode alterar a
consistência do concreto sem interferir em sua resistência final. O ensaio de abatimento
também pode obter resultados diferentes conforme a habilidade daquele que o executa. Já a
resistência final à compressão do concreto pode variar por vários fatores como: tipo de
concreto, tipo de cura, traço da mistura, teor de agregados, adições e aditivos, grau de
adensamento, relação água/cimento (a/c). E estes últimos não podem ser medidos pelo ensaio
de abatimento e mesmo assim este é universalmente aceito devido à facilidade de execução
(NEVILLE; BROOKS, 2013).
A NBR 7212 (ABNT, 2012) normatiza os prazos de entrega de concretos executados
em centrais dosadoras. Porém, com os problemas de trânsito e logística atuais, é normal que o
transporte demore mais do que o estipulado, sendo necessária e recorrente a utilização de
aditivos para correção do abatimento da mistura, e também para que não sejam alterados
fatores como a relação a/c. Esta prática não diminui significativamente a resistência do
concreto e evita que vários metros cúbicos da mistura sejam descartados, processo que se
torna cada vez mais difícil tanto pelo volume quanto pela impacto ambientar (POLESELLO et
al, 2013).
Por sua vez, para obter melhorias técnicas no concreto e redução de custos, adições
minerais são adicionadas à mistura. A cinza de casca de arroz, uma pozolana que é originada
na geração de energia, vem sendo estudada por diversos autores com o objetivo de reduzir o
impacto ambiental causado pelo resíduo da produção do arroz e melhorar o desempenho do
13
concreto. Segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2014), das 12,3 milhões
de toneladas de arroz colhidas no Brasil em 2014, 68% foram produzidas no Rio Grande do
Sul. Em média, 20% do volume de casca resultam em cinza com grandes teores de sílica
amorfa, o que possibilita sua utilização no concreto como pozolana.
Conforme Mehta e Monteiro (2008), a relação a/c apresenta forte influência na
resistência à compressão do concreto endurecido, sendo esta inversamente proporcional à sua
porosidade, ou seja, quanto maior a relação a/c do concreto, maior o número de vazios que
este apresenta e menor sua resistência mecânica. A adição ou substituição de alguns materiais,
como agregados miúdos e graúdos, pozolanas, escórias de alto forno, na mistura do concreto
também mostra grande relevância em seu comportamento final, porém o teor de água é o fator
de influência mais significativa.
Com base nisto, diversas pesquisas já foram realizadas com vistas à determinação da
relação a/c do concreto ainda no estado fresco. Com essa informação, poderia se evitar a
aceitação de concretos que não venham a alcançar a resistência projetada, bem como a recusa
de lotes que apenas não apresentaram a consistência desejada. Dentre os diversos métodos
testados, um dos mais atuais é o da resistividade elétrica (MANCIO et al., 2010), no qual a
resistência final do concreto pode ser estimada ainda no recebimento deste em obra com a
inserção de uma sonda na mistura, a qual determinará a resistividade elétrica do concreto em
questão.
Alguns poucos trabalhos já foram realizados com o método: em concretos produzidos
com cimentos americanos e com adição de cinza volante (MANCIO et al., 2010); em
concretos com cimentos brasileiros CP IV–32 e CP V–ARI (GASPARI, 2013); e, mais
recentemente, com concretos com os cimentos CP II-E-32, CP II-E-40; CP II-F-32, CP II-Z-
32, CP III-40, CP IV-32 e CP V-ARI (BRAUN, 2015). Porém ainda não existem trabalhos
que investiguem a influência de aditivos superplastificantes na resistitividade elétrica, nem da
cinza de casca de arroz. Nesta lacuna foi proposto o presente trabalho.
1.1. JUSTIFICATIVA
A eficiência do controle de qualidade do concreto se torna mais essencial à medida
que o empreendimento vai encarecendo e a resistência do concreto se tornando mais
solicitada. O treinamento de pessoal para a execução do ensaio de abatimento é
imprescindível tendo em vista que os resultados deste ensaio são facilmente influenciados
pela destreza e habilidade de quem o executa. Tais investimentos com o controle tecnológico
14
se tornam altamente rentáveis à medida que diminuem os custos decorrentes do desperdício
de material seja antes ou após a concretagem.
A utilização de pozolanas no concreto, como a cinza de casca de arroz é uma
alternativa para a redução de resíduos no meio ambiente que traz benefícios ao concreto.
Aditivos como os superplastificantes são, também, formas de melhorar propriedades do
concreto sem ser necessário grande aumento nos custos. Em função disso, esses materiais vêm
sendo empregados em concretos e necessitam de estudos.
Outro ponto importante a ser observado, colocado por Pacheco e Helene (2013), é que
o Brasil possui um dos mais rígidos controles de qualidade do concreto. Constantemente
surgem no mercado da construção civil materiais e equipamentos com melhorias e inovações
que permitem aumentar a confiança nos ensaios, como por exemplo prensas hidráulicas para
ensaios de corpos de prova com alta tecnologia ao controlar a velocidade e a carga aplicadas
nas amostras (CONCRETE SHOW, 2014; TÉCHNE, 2014). Porém, para o controle do
recebimento do concreto em obra são utilizados equipamentos simples, os quais não obtêm as
informações que realmente demostrarão a qualidade do produto.
A determinação da relação a/c do concreto, ainda no estado fresco, viria a preencher
tal lacuna deixada pelos métodos de controle existentes, principalmente dos ensaios de
abatimento que apenas informam a consistência e são facilmente influenciados por fatores
externos. Sabendo disso, em 1955 Hime e Willis testaram a separação de cimento e água por
meio de uma centrífuga. Em 1970, Bavelja desenvolveu um método de filtro-pressão para
retirar a água do cimento. Após isso, métodos como a titulação de cálcio, técnicas de pulsos
ultrassônicos, e até mesmo medidor nuclear foram desenvolvidos, alguns obtendo resultados
bastante precisos, porém todos demandavam, tempo longo demais para o canteiro de obras ou
corpo técnico especializado para serem executados. O método da determinação de massa de
água da amostra pelo micro-ondas se destacou, porém há restrições ao uso deste pelo tempo e
pelos minerais que podem conter em algumas misturas (MANCIO et al., 2010).
Mancio et al. (2010) na Califórnia (EUA) desenvolveram uma sonda que, pelo método
da resistividade elétrica, pode estimar a resistência à compressão do concreto no momento do
recebimento do caminhão betoneira, tendo em vista que a resistência elétrica do concreto é
influenciada pelo teor de água e íons solúveis na mistura. Por ser um método de fácil
execução e que apresenta influência da relação a/c da mistura, acredita-se que há potencial de
utilização no mercado.
15
1.2. OBJETIVOS
1.2.1. Objetivo geral
O objetivo geral deste trabalho é avaliar a relação entre medidas de resistividade
elétrica de concretos com cinza de casca de arroz e aditivo superplastificante com
propriedades no estado fresco e endurecido.
1.2.2. Objetivos específicos
Os objetivos específicos são:
a) avaliar a influência da cinza de casca de arroz e do aditivo superplastificante na
resistividade elétrica do concreto no estado fresco;
b) estabelecer a relação das medidas de resistividade elétrica no estado fresco com a
relação água/aglomerante dos concretos estudados;
c) avaliar a relação da resistividade elétrica no estado fresco com o abatimento de
tronco de cone;
d) estabelecer relações entre a resistividade elétrica no estado fresco com a resistência
à compressão com resistividade no estado endurecido e com a absorção de água;
1.3.ESTRUTURA DA PESQUISA
Este trabalho é desenvolvido em cinco capítulos.
No primeiro capítulo se encontra a introdução, a justificativa, os objetivos, a estrutura
e as delimitações da pesquisa.
O segundo capítulo aborda a revisão bibliográfica dos assuntos pertinentes ao tema
pesquisado, enfocando em concretos com aditivo superplastificante, concretos com cinza de
casca de arroz, controle tecnológico do concreto nos estados endurecido e fresco, teoria da
resistividade elétrica e trabalhos abordando estudos de resistividade elétrica de concretos nos
estados endurecido e fresco.
O programa experimental do estudo, bem como os materiais e métodos que foram
utilizados na pesquisa estão contemplados no capítulo três.
O capítulo quatro apresenta os resultados obtidos na pesquisa, bem como a análise e
discussão destes.
16
No quinto e último capítulo são demonstradas as conclusões obtidas na pesquisa.
1.4. DELIMITAÇÕES DO TRABALHO
O desempenho do concreto pode ser influenciado por vários fatores e por isso são
estabelecidos limites durante o programa experimental Destacam-se neste trabalho:
Tipo de cimento: como o objetivo geral da pesquisa é verificar a influência da
utilização de aditivo superplastificante e a substituição de parte do cimento por cinza de casca
de arroz (CCA) na resistividade de concretos, frente à utilização de sonda no estado fresco;
decidiu-se trabalhar com apenas um tipo de cimento, o CPII F-32, pois não há adição
pozolânica na sua composição.
Percentuais de substituição de cimento por CCA: foram empregados apenas dois
percentuais de substituição do cimento pela cinza de casca de arroz, 10% e 20%.
Foi, também, empregado o uso de aditivo superplastificante em parte dos concretos
para verificar qual a influência deste na resistividade elétrica.
Foram, ainda, executados concretos com quatro relações a/c e a/agl: 0,35, 0,45, 0,55 e
0,65, que se embasam no estudo feito por Braun (2015).
Tipo de aditivo: o aditivo que foi utilizado para o estudo é o superplastificante
Glenium, à base de policarboxilato, da marca Basf.
Tipo de cinza de casca de arroz: cinza comercial. A cinza é oriunda de um mesmo lote
de produção.
17
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Na revisão bibliográfica estão apresentados assuntos pertinentes ao estudo como
concretos com aditivo superplastificante e com cinza de casca de arroz, o controle tecnológico
do concreto, teoria da resistividade elétrica, o uso desta na geofísica e trabalhos que utilizaram
esta para estudo do concreto.
2.1. CONCRETO COM ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE
O aditivo superplastificante, conforme a NBR 11768 (ABNT 2011), é definido como
um produto que, quando adicionado às misturas de concreto, pode reduzir em até 12% a água
de amassamento para que se mantenha certa consistência, e pode também aumentar o índice
de consistência do concreto caso permaneça a quantidade de água.
O cimento tem uma forte tendência de flocular quando misturado com a água devido
às forças de Van der Waals. Esta forte ligação entre as moléculas de água e os grãos de
cimento prende a estrutura floculada durante a mistura do concreto, demandando uma maior
quantidade de água para que seja trabalhável. Este excesso de água será útil apenas para a
trabalhabilidade, pois originará poros que diminuirão a resistência e a durabilidade da
estrutura (HARTMANN et al., 2011).
Para impedir tal efeito, são adicionados aditivos químicos que se ionizam
imediatamente na água e impedem a dissolução dos componentes do cimento, ou seja, o
aditivo quebra a ligação da estrutura floculada e causa uma repulsão eletrostática entre os
grãos de cimento, retardando seu endurecimento e proporcionando melhor trabalhabilidade
sem a necessidade de adição de água na mistura, pois a água já adicionada está disponível
para tornar o concreto mais fluido (MEHTA, MONTEIRO, 2008; HARTMANN et al., 2011).
Na Figura 1 são representados esquemas das partículas de cimento misturadas à água antes e
após a adição de aditivo, demonstrando a desfloculação das moléculas.
Figura 1 – Ação do aditivo nas moléculas de cimento e água
Fonte: Mehta; Monteiro (2008, p. 294)
18
Esse efeito ocorre devido à estrutura química do aditivo. Nos aditivos plastificantes
que apresentam em sua ase condensados de formalde do-sulfonato de melamina ou de
naftaleno, o ácido sulfônico adsorve às partículas de cimento, carregando-as negativamente
(NEVILLE; BROOKS, 2013). Já nos superplastificantes à base de policaboxilatos as
principais forças de repulsão são os chamados efeitos estéricos. Da mesma forma que nos
plastificantes, as moléculas de policarboxilato são adsorvidas pelas partículas de cimento e,
por apresentarem maiores cadeias laterais de polímeros, desenvolvem efeito dispersante maior
que os plastificantes. (HARTMANN et al., 2011). Portanto, conforme colocam Mehta e
Monteiro (2008), enquanto a dosagem de aditivos plastificantes alcança uma redução de até
10% da água de amassamento do concreto, a dosagem de aditivos superplatificantes pode
reduzir de 20 a 30% da mesma. Na Figura 2, é ilustrada a diferença entre os aditivos
plastificantes (à base de naftaleno e melamina) e o aditivos superplastificantes (à base de
policarboxilato), quanto à sua ação nas partículas de cimento.
Figura 2 – Mecanismo de repulsão (a) eletrostática de aditivo plastificante e (b) e (c) estérica
para aditivo superplastificante
Fonte: Hartmann et al. (2011 p. 356)
Com essas propriedades, Collepardi (2005) mostra que os aditivos superplastificantes
proporcionam às misturas de concreto o resumo apresentado no esquema da Figura 3. Ou seja,
há várias possibilidades de melhorar as propriedades do concreto no estado endurecido sem
19
aumentar os custos ou até mesmo de reduzir os custos, reduzindo a utilização de materiais,
sem perder a qualidade.
Sem a inserção de aditivo, ocorre maior retração no concreto endurecido e produção
de calor na cura tanto para situações em que se objetiva (a) a obtenção de maior resistência,
aumentando-se a quantidade de cimento, quanto (b) no caso onde se procura uma maior
trabalhabilidade, aumentando tanto o cimento quanto a água. Collepardi (2005) completa
ainda mostrando que o aditivo superplastificante pode ser utilizado como (c) redutor de água,
aumentando a resistência e durabilidade do concreto, sem perda de trabalhabilidade. Pode,
também, ser utilizado para (d) economia de cimento e água, proporcionando a mesma
resistência, durabilidade, trabalhabilidade de concretos sem aditivos e diminuindo a retração,
a fluência e o calor de hidratação, que é bastante benéfico no caso de estruturas de grandes
dimensões ou climas quentes. Por fim, há a possibilidade de (e) manter todas as quantidades
de materiais e adicionar o aditivo, que manterá as características do concreto endurecido e
aumentará a trabalhabilidade deste no estado fresco, o que é muito importante no caso de
estruturas com alta taxa de armadura.
Figura 3 – Diagrama esquemático do efeito dos superplastificantes no concreto
Fonte: Adaptado de Collerpadi (2005)
Para concretos dosados de centrais, o limite de tempo de entrega conforme a NBR
7212 (ABNT, 2012) é de 60 minutos, sendo que o caminhão poderá ficar parado no máximo
20
30 minutos na obra. Para descarga, a norma determina que o prazo seja de até 60 minutos, ou
seja, o período total da entrega não pode ultrapassar 150 minutos. Porém, o transporte vem se
tornando um grande obstáculo a ser ultrapassado (POLESELLO et al., 2013), tanto em
grandes cidades, onde o trânsito não permite uma rápida mobilidade, quanto em cidades
menores, que muitas vezes estão localizadas há muitos quilômetros de distância da central
dosadora, fazendo com que o caminhão ultrapasse o tempo de entrega por não conseguir
alcançar altas velocidades devido ao seu peso e aos limites estipulados por lei.
Para o motivo das limitações da norma, Neville e Brooks (2013) explicam que a
trabalhabilidade diminui com o tempo, gerando perda do abatimento, que pode variar
conforme a “riqueza da mistura, o tipo de cimento, a temperatura do concreto e a
trabalha ilidade inicial”. Por isso, para situações de campo os autores recomendam que se
realizem os ensaios na situação mais real possível, principalmente quando as condições
ambientais são ou estão incomuns.
Uma solução para o problema da perda de trabalhabilidade é indicada no trabalho de
Polesello et al. (2013). Neste projeto foram comparados os resultados de resistência à
compressão de concretos onde o tempo de mistura foi de 0, 2, 4, 5 e 6 horas, ultrapassando o
tempo determinado na norma. Os resultados mostram que ocorre uma estabilidade nas
resistências mecânicas finais e que, portanto, esses tempos podem, sim, ser aceitos se for
mantida a mistura e a trabalhabilidade, esta última com o auxílio de aditivos
superplastificantes.
No estudo de Diamond (2006) avaliando a microestrutura do concreto, foram feitas
imagens por microscopia eletrônica de varredura de concretos com diferentes teores de
aditivos superplastificante à base de policarboxilato. O autor executou concretos referência
sem aditivo, concretos com adição média de aditivo superplastificante (que gerou aumento do
abatimento de tronco de cone) e concretos com grande adição do aditivo (que acarretou na
queda total no ensaio de abatimento). Apresentando as imagens da microestrutura, o autor
mostra que em todos os concretos estudados ocorrem áreas densas que exibem elevada
concentração de grãos de cimento não hidratados intercaladas com zonas altamente porosas
onde quase não são vistos grãos residuais de cimento não hidratados. Assim, concluiu-se que
a estrutura irregular não é produzida em consequência da condição floculada da pasta de
cimento nos concretos frescos convencionais.
21
2.2.CONCRETOS COM CINZA DE CASCA DE ARROZ
Neste item serão abordadas características da cinza de casca de arroz, sua produção e
geração e, por fim os efeitos de sua utilização em concretos no estado fresco e no estado
endurecido.
2.2.1. Cinza de casca de arroz
A cinza de casca de arroz é um resíduo da produção do arroz que apresenta alto índice
de atividade pozolânica devido à presença de sílica amorfa. A adição de pozolanas no
concreto proporciona grandes melhorias no estado endurecido por reduzir e preencher os
poros, aumentando a resistência à compressão e a vida útil do material. Porém, no estado
fresco, a elevada área superficial da cinza resulta em concretos menos trabalháveis, mais
coesos, demandando maior quantidade de água na mistura (DAL MOLIN, 2011).
2.2.1.1. Produção do arroz
O Brasil é o nono produtor mundial de arroz e mais da metade da produção nacional se
dá na região sul do país (MAPA, 2014). A safra de arroz 2013/2014 foi de aproximadamente
12,3 milhões de toneladas, o que corresponde a um aumento de 4,4% em relação à safra
anterior e o Rio Grande do Sul foi responsável por 68,0% desta produção (IBGE, 2014). Já a
safra 2014/2015 no Rio Grande do Sul apresentou um aumento médio de 3,27% e a produção
total ao final de maio de 2015 foi de 8.368.093 toneladas de arroz (IRGA, 2015).
Quando colhido, o grão de arroz apresenta grandes quantidades de impurezas e teor de
umidade entre 25-30% e, para evitar perdas após a colheita, a secagem deve ser realizada em
no máximo 24 horas. Para grandes culturas, onde não é possível a secagem imediata de toda a
colheita, é exigido que seja feita uma pré-limpeza para posterior secagem. Para o
beneficiamento, o arroz deve estar com 12-15% de umidade e para o armazenamento a
umidade máxima é de 13% (EMBRAPA, 2005; BIODIESELBR, 2014). Ainda segundo a
Embrapa (1999), no processo de beneficiamento do arroz polido, a primeira atividade é o
descascamento dos grãos.
2.2.1.2. Geração da cinza de casca de arroz
A casca do arroz representa entre 20 e 22% do peso total do grão (RICE HUSK ASH,
2008). Esta casca é utilizada nas usinas como biomassa, pois a queima da casca e os gases de
combustão geram aquecimento para a secagem. O site Biodieselbr (2014) apresenta uma
22
estimativa de que 50% da casca do arroz produzida em um ano é destinada à produção de
energia elétrica, tendo em vista que 15% são destinados à secagem e aproximadamente 35% é
utilizada como biomassa em pequenas indústrias.
Apesar da grande utilidade que este resíduo possui, ainda ocorre um grande volume de
descarte incorreto, o que acaba por contaminar o solo. A Fepam-RS, em sua diretriz técnica nº
002/2011, coloca as diretrizes para as empresas de beneficiamento do arroz quanto à “Gestão
de resíduos caracterizados como casca de arroz e cinzas resultantes do processo de queima da
casca”. Entre essas diretrizes consta a incorporação do res duo como parte do processo de
produção do clínquer.
Com esta diretriz técnica e com as pesquisas de utilização da cinza de casca de arroz
como super-pozolana para concreto, este cenário vem mudando a passos lentos no Rio Grande
do Sul. Só na região de Pelotas são geradas aproximadamente 35 mil toneladas de cinza de
casca de arroz por ano e 25% disso é utilizado na incorporação de produtos de indústrias
locais, 53% desse resíduo é escoado por via úmida para minimizar a poluição no local de
trabalho, porém acarreta no encarecimento da reciclagem final (POUEY, 2006).
2.2.1.3. Características
Dependendo das impurezas presentes na casca de arroz, a cinza totalmente queimada
pode ter coloração branca, roxa ou cinza e, quando a queima não for completa, permanecerá
grande parte de carbono, responsável pela cor preta. A reatividade da cinza é devida à grande
área superficial e ao elevado teor de sílica amorfa. (SIDDIQUE; KHAN, 2011). Porém a
reatividade da sílica irá depender de fatores como a temperatura e duração da queima e do
tempo destinado à moagem, quando houver.
Muthadhi e Kothandaraman (2010) encontraram como condição ótima de incineração
a temperatura de 500 ºC com duração de uma hora, pois essa resulta na maior densidade e
máxima finura, teor máximo de sílica amorfa e maior índice de atividade pozolânica, este
também foi o processo que demandou menos energia, pois temperaturas menores acabam
exigindo mais tempo de incineração e temperaturas maiores acabam por não demandar tanto
tempo a menos, exigindo mais energia para a produção e ainda assim não alcançando uma
cinza com a qualidade encontrada na primeira situação citada. Os autores ainda colocam que a
densidade da cinza é um indicativo qualitativo de seu estado amorfo, ou seja, quanto maior a
densidade, maior o teor de material amorfo. Esta relação se deve ao fato de cinzas mais
amorfas possuírem arranjos estruturais mais desordenados, acabando por desintegrar-se com
23
maior facilidade durante a queima, ocupando um menor volume para mesma massa que outras
cinzas com características mais cristalinas.
As condições de queima também têm grande influência na morfologia final das cinzas.
Silveira et al. (2014) estudaram cinzas geradas em fornos de leito fluidizado e cinzas
peneirada e natural gerada em forno de grelha deslizante, e os resultados mostram que a
primeira obteve resultados mais satisfatórios por apresentar maior teor de sílica amorfa, entre
outras características. Os pesquisadores relacionam estes resultados com a queima controlada
que este tipo de forno proporciona.
2.2.2. Concretos com cinza de casca de arroz no estado fresco
No estado fresco do concreto, o emprego de CCA pode ocasionar alterações
significativas. Segundo Safiuddin et al. (2012) A viscosidade e fluência de concretos com
cinza de casca de arroz também são alteradas, pois a grande área superficial da cinza diminui
a água disponível, aumentando a viscosidade e diminuindo a fluência em diversos ensaios. .
No estudo conduzido pelos autores, percebeu-se que a presença dessa pozolana também
afetou a resistência à segregação do concreto para substituições acima de 15% do cimento,
sendo que, abaixo deste teor ainda há alteração, porém sem grande influência.
No trabalho de Krug (2011), ao estudar CCA oriunda da queima em grelhas
deslizantes beneficiadas por peneiramento, foram executados concretos com percentuais de
0%, 10% e 20% de cinza de casca de arroz em substituição ao cimento e também com três
relações a/agl (0,41, 0,49 e 0,57). Os resultados das propriedades no estado fresco dos
concretos demonstraram que quanto maior a inserção da pozolana, maior também é a perda de
abatimento da mistura. A presença de cinza de casca de arroz resulta no aumento do tempo de
pega das misturas. Deve ser observado que esta CCA apresentava um elevado teor de carbono
(na ordem de 7%) e este aspecto deve ser considerado na demanda de água, pois o carbono é
hidórfilo, adsorvendo-a na sua superfície.
Viatronski e Kulakowski (2013) estudaram o comportamento da fluidez e o ponto de
saturação para o aditivo superplastificante de pastas de cimento com e sem substituição de
20% deste por CCA. Os resultados mostraram que a substituição de cimento por CCA
acarretou em pastas mais coesas e que nestas houve aumento de 80% do ponto de saturação
em comparação às de referência.
24
2.2.3. Concretos com cinza de casca de arroz no estado endurecido
Além da pesquisa sobre influência da cinza em concretos no estado fresco, Krug
(2011) observou que o tempo maior exigido neste estágio é também demandado no estado
endurecido, pois, na evolução da resistência à compressão, o concreto de referência obteve
resultados melhores que os demais até os 28 dias, porém aos 91 dias os traços com cinza de
casca de arroz atingiram valores quase 10% maiores que os de referência.
As características de moagem e queima controlada da cinza utilizada como pozolana
foram estudados por Isaia et al. (2010), onde os autores demonstram que há, sim, a viabilidade
da utilização de cinza de casca de arroz em concretos estruturais mesmo quando a moagem e
a temperatura não são controladas, pois os concretos cujas cinzas adicionadas apresentam tais
características sempre retornam qualidade superior. Apesar de confirmar tal viabilidade,
Meira (2009) mostra que as porcentagens de utilização de CCA natural não devem ultrapassar
valores em torno de 25%, pois este valor não se torna técnica e economicamente viável, tendo
em vista que, para alcançar a mesma resistência à compressão, há um grande aumento no
consumo de cimento e uma diminuição significativa na relação a/agl, tornando o concreto
menos trabalhável.
O motivo disso é que, quando a queima da cinza ocorre em altas temperaturas com
resfriamento lento, a cinza em geral apresenta uma parcela com fases mais cristalinas, que faz
com que sua reação não ocorra de forma tão eficiente quanto em estado amorfo. Ou seja,
quando não se conhece ou não se tem o controle da temperatura de queima e resfriamento da
casca de arroz, também não se pode prever a composição desta pozolana e, em consequência,
seu comportamento (SANTOS, 2006).
Fedumenti (2013), Sartori (2013) e Cecconello (2013) estudaram a influência da cinza
de casca de arroz em concretos com agregado graúdo reciclado e diferentes relações a/agl
analisando a resistência à compressão, absorção de água por capilaridade e dando ênfase em,
respectivamente, o transporte de íons cloreto, a carbonatação e a retração. Nos três trabalhos a
cinza de casca de arroz promoveu aumento da resistência à compressão e diminuição da
absorção de água devido à menor porosidade dos concretos com a pozolana. Esta
característica foi observada até mesmo nos concretos com agregado graúdo reciclado,
demostrando que a cinza pode melhorar a zona de interface do agregado com a pasta de
cimento. Todos os resultados foram melhorados quando houve a inserção da CCA, com
exceção dos coeficientes de carbonatação de concretos com maior relação a/agl, que foram
majorados significativamente conforme a porcentagem de CCA aumentava.
25
Tendo em vista todos esses aspectos de melhoria que a CCA proporciona, sua
incorporação no concreto resulta em economia devido ao aumento da durabilidade das
estruturas. Sendo assim, essa é mais uma característica da sustentabilidade desses concretos,
que já começa com a reutilização de um resíduo da produção do arroz.
2.3. CONTROLE DO CONCRETO
Atualmente existem vários métodos de controle de qualidade do concreto
principalmente no estado endurecido. No estado fresco, foram desenvolvidos vários métodos
de controle de recebimento do concreto auto-adensável, porém para concretos plásticos, que
são os mais utilizados atualmente, apenas o ensaio de abatimento de tronco de cone é
utilizado e normatizado pela ABNT.
2.3.1. Controle no estado endurecido
Neste item será tratado sobre os ensaios de controle do concreto no estado endurecido:
método da maturidade e resistência à compressão axial. O método da resistividade elétrica
será abordado no item 2.4.
2.3.1.1. Método da maturidade
Neste método, tendo em vista a evolução da temperatura do concreto ao longo do
tempo, é possível obter uma estimativa de sua resistência à compressão. Normatizado pela
ASTM C1074, o método da maturidade é considerado um ensaio não destrutivo para
verificação do concreto de elementos estruturais (EVANGELHISTA, 2002).
O grande objetivo deste método é a liberação das estruturas para as próximas etapas da
obra, como por exemplo a liberação de espaços ocupados por escoras, a remoção de formas
para serem utilizadas nos próximos pavimentos, aplicação de protensão e/ou cargas (ASTM
C1074, 2011). Nos ensaios executados neste método leva-se em conta que as amostras
utilizadas são representativas de toda a estrutura, considerando-se que a temperatura é
relativamente uniforme e sabendo-se a idade de cada parte do elemento estrutural tendo em
vista também a data em que foi concretado (MEHTA; MONTEIRO, 2008). A norma fornece
método de execução e estimativa da maturidade tanto coletando amostras e obtendo os dados
em laboratório, quanto fazendo-os no local da obra, instruindo como estes devem ser
executados.
26
Tutikian et al. (2012) obtiveram bons resultados quando utilizaram o método em obra
constituída de estrutura de concreto autoadensável. Os autores observam que, com mais
estudos, a indústria de pré-fabricados poderia se beneficiar bastante com a estimativa das
resistências mecânicas dos seus concretos.
Apesar de ser este um método bem aceito, ele não exige que sejam comparados os
resultados com resultados de resistência à compressão, o que tornaria os resultados mais
confiáveis tendo em vista que a liberação da retirada de fôrmas e escoras de qualquer
elemento estrutural é uma atividade que requer bastante atenção quando executada nas
primeiras idades, ainda mais quando o objetivo é a aplicação de cargas. A ASTM deixa claro
que este é um método que resulta em uma estimativa, ou seja, é apenas um indicativo da
resistência alcançada pelo concreto, porém há uma aceitação do ensaio como sendo suficiente
para o controle tecnológico, ainda mais quando o ensaio é executado com termopares
inseridos na estrutura. A recomendação geral é de que, ao medir a temperatura pelo método da
maturidade e esta coincidir com a calibração efetuada e seja indicativa para a liberação da
estrutura, que a mesma seja confirmada com a execução do ensaio de resistência à
compressão em corpos de prova.
2.3.1.2.Resistência à compressão axial
Segundo Pacheco e Helene (2013), o Brasil possui uma das normatizações mais
exigentes e rígidas de controle do concreto. As normas americanas, por exemplo, exigem que
seja feito apenas um exemplar por dia de concretagem. O controle recomendado pelo fib
Model Code 2010 e EuroCode II para produção contínua de concreto é que, a partir dos 50 m³
iniciais, seja retirado pelo menos um exemplar por semana quando este tiver controle de
produção certificado.
Já no Brasil, a formação de lotes de amostragem e a estimativa do fck é definida pela
NBR 12.655 Concreto de Cimento Portland – Preparo, controle e recebimento (ABNT, 2015)
e as quantidade de amostragem de concreto é definida pela NBR NM 33: 1998 Concreto –
Amostragem de concreto fresco. Nesta norma é determinado que, durante a operação de
descarga, deve ser coletada amostra “após a retirada dos primeiros 15% e antes de completar a
descarga de 85% do volume total da etonada”, sendo que neste intervalo devem ser retiradas
pelo menos duas amostras.
A aceitação final do concreto se dá pelo resultado do ensaio de compressão axial,
portanto é extremamente importante que sejam bem executados o adensamento e o ensaio de
ruptura dos corpos de prova, pois a má execução destes pode diminuir em até,
27
respectivamente, 50% e 5% a resistência característica das amostras. Outra fase determinante
nesse processo é o correto acabamento da superfície dos corpos-de-prova que também pode
diminuir em até 50% o resultado (ANDRADE; TUTIKIAN, 2011). Para evitar tais
problemas, o procedimento de moldagem e cura dos corpos de prova é normatizado pela NBR
5738 (ABNT, 2008) e o ensaio de resistência à compressão destas amostras é padronizado
pela NBR 5739 (ABNT, 2007).
Para o cálculo da resistência característica (fck) do concreto admite-se uma função
estat stica de erro, conhecida como “distri uição normal de Gauss”, a qual descreve a média e
o desvio padrão das amostras. Assume-se, assim, que há a probabilidade de até 5% dos
exemplares ensaiados não alcançarem a resistência de projeto sem que esses resultados sejam
significativamente influentes na resistência efetiva (fck,ef), tendo em vista o volume de
concreto ensaiado se comparado com o concreto que foi destinado à estrutura da edificação
(HELENE; TERZIAN, 1993).
2.3.2. Controle no estado fresco
O controle de aceitação do concreto no estado fresco é normatizado pela NBR 12.655:
Concreto de Cimento Portland – Preparo, controle e recebimento – Procedimento (ABNT,
2015). Nesta norma está prescrito que para aceitação em obra do concreto no estado fresco,
deve ser determinada a consistência a cada betonada pelo abatimento de tronco de cone (para
concretos plásticos) e o espalhamento e habilidade passante em fluxo livre (para concretos
autoadensáveis). Neste trabalho não serão abordados concretos autoadensáveis devido ao
enfoque nos concretos de consistência plástica.
Há também o controle de qualidade de concretos que apresentam misturas mais secas,
realizado pelo ensaio do Consistômetro de Vebê, porém este não será abordado também pelo
fato de ser realizado apenas em laboratório, não sendo normalmente aplicável em obras
(NEVILLE, BROOKS, 2013).
Neste item será tratado so re os ensaios “Bola de Kelly”, “A atimento de tronco de
cone” e a ordado ligeiramente so re métodos estudados para a determinação da relação
água/cimento de concretos no estado fresco.
Bola de Kelly
Mais simples que o ensaio de abatimento de tronco de cone, o ensaio de bola de Kelly
pode ser executado com o concreto estando em um carrinho de mão ou até mesmo já na
28
fôrma. Neste ensaio, um hemisfério de 152 mm pesando 14 kg é solto de uma altura mínima
de 23 cm sobre a mistura de concreto que não deve ter profundidade menor que 200 mm. Este
ensaio é utilizado para avaliar alterações nas misturas. Atualmente é rara sua utilização
(NEVILLE; BROOKS, 2013).
Abatimento de tronco de cone
O método para a execução do ensaio de abatimento é normatizado pela NBR NM 67
(ABNT, 1998), e nesta também é determinada a aparelhagem a ser utilizada. Bastante
simples, tais aparelhos são metálicos e consistem de um molde metálico com forma de tronco
de cone tendo a altura de 300 mm, com diâmetro superior de 100 mm e inferior de 200 mm.
Este molde ainda possui alças laterais e é denominado “Cone de A rams”, uma placa metálica
de base para apoio do molde, uma haste de compactação e um complemento para auxílio do
enchimento do molde. O resultado é medido em milímetros, conforme mostra a Figura 4.
Figura 4 – Medida do abatimento
Fonte: ABNT (1998, p. 8)
O método consiste basicamente em preencher o molde tronco-cônico com concreto,
inserindo a mistura neste em três camadas e aplicando, em cada camada, 25 golpes com a
haste metálica para o adensamento das camadas. Preenchido com concreto, retira-se o molde
em dez segundos, coloca-se o molde ao lado do concreto e, com auxílio da haste e de uma
régua (conforme a Figura 4) mede-se quanto este concreto baixou em altura, esta medida é
chamada de abatimento.
29
Este ensaio se tornou universalmente aceito pela sua simplicidade de execução, pela
possibilidade de dar uma noção da trabalhabilidade do concreto ensaiado, por permitir uma
inspeção visual caso ocorram misturas muito secas, pobres, variações na dosagem, ou até
mesmo casos em que o concreto já inicia o endurecimento pelo atraso da entrega na obra
(NEVILLE; BROOKS, 2013). Tais fatores podem causar problemas para a execução da
estrutura por impedir o correto adensamento nas formas, por prejudicar o trabalho executado
pela mão de obra, e até mesmo por diminuir a qualidade do concreto que será aplicado.
Porém, com o advento dos aditivos químicos, conseguiu-se enfrentar tais problemas e garantir
a trabalhabilidade e consistência das misturas por um período maior de tempo após a mistura
de todos os constituintes do concreto.
Visando proporcionar um concreto de boa trabalhabilidade, até 2012 o projetista
estrutural determinava o resultado que deve ser obtido no ensaio de abatimento, geralmente
permitindo uma margem de alguns centímetros de desvio. A partir de setembro deste ano, a
NBR 7212 (ABNT, 2012) passa a classificar as medidas encontradas no ensaio de abatimento
conforme a Tabela 1, determinando também os possíveis limites. Caso o concreto não alcance
ou ultrapasse o abatimento de projeto, ou até mesmo que o responsável técnico perceber
alguma variabilidade na mistura, o lote inteiro pode ser rejeitado.
Tabela 1 – Classes de abatimento no ensaio de tronco de cone
Classe Faixa de abatimento
S10 de 10 a 50 mm
S50 de 50 a 100 mm
S100 de 100 a 160 mm
S160 de 160 a 220 mm
S220 maior que 220 mm Fonte: ABNT (2012, p. 9)
Uma crítica à importância dada a este ensaio é apresentada no trabalho de Mascolo
(2012), onde o pesquisador discute que os resultados obtidos no ensaio de abatimento de
tronco de cone não têm relação alguma com os resultados finais de resistência à compressão
de todos os concretos estudados.
Para o controle de qualidade do concreto no estado fresco, o que se busca é uma
determinada trabalhabilidade ótima, porém não existem requisitos normativos de
determinação desta, pois esta pode variar conforme a obra (MEHTA; MONTEIRO, 2008). A
trabalhabilidade tem mais relação com a adequação do concreto desde as etapas de mistura e
30
transporte até o lançamento e acabamento final deste. Já a consistência está mais ligada à
homogeneidade, coesão e escoamento, ou seja, representa uma pequena parte de um conjunto
desejado (ROMANO; CARDOSO; PILLEGGI, 2011). Portanto, cada projeto determina o
ensaio a ser executado conforme as informações que se deseja obter para o controle
tecnológico.
Métodos para a determinação da relação água/cimento
Novos métodos vêm surgindo há décadas para o controle do concreto no estado fresco,
principalmente para a determinação do teor de água nas misturas. Inúmeros testes e ensaios
foram elaborados como titulação química de cloretos, pulsos ultrassônicos, equipamento
reflectómetro, método de turbidez, separação de componentes por flutuação, tecnologia
nuclear, método do micro-ondas e da resistividade elétrica. Nenhum destes métodos
conseguiu aplicabilidade em obra por vários motivos como dificuldade de execução que
exigia corpo técnico especializado, equipamentos caros e demanda de tempo maior do que
uma obra pode aceitar para a aceitação de um lote de concreto, porém destacaram-se os dois
últimos citados (BRAUN, 2015; MANCIO ET AL., 2010).
O método do micro-ondas apresentado por Nantung (1998) baseia-se em pesar
amostras de concreto no estado fresco e secá-las pelo aquecimento em um forno de micro-
ondas. A diferença entre as massas indica o percentual de água das amostras, tendo-se a
quantidade de cimento especifica para as misturas, pode-se determinar a relação
água/cimento.
O método da resistividade elétrica, que relaciona esta propriedade do concreto no
estado fresco com relação a/c. Tendo em vista o enfoque da pesquisa, neste trabalho o método
da resistividade elétrica do concreto será abordado no item 2.5.
2.4. RESISTIVIDADE ELÉTRICA
A oposição à passagem de corrente elétrica em um material é denominada resistência
elétrica e sua unidade é o ohm (). Para determinar o valor da resistência, aplica-se uma
diferença de potencial (V) entre dois pontos de um condutor e mede-se a corrente (i)
resultante, conforme a Equação 1 (sendo V e Volts e i em Ampéres) (HALLIDAY;
RESNICK; WALKER, 2012).
31
Equação 1
Onde:
R – Resistência elétrica;
V – Diferença de potencial, ou tensão;
i – corrente elétrica.
Já o material condutor que possui/exerce resistência é chamado de resistor ( ).
Este resistor apresentará maior ou menos resistência à passagem de corrente elétrica conforme
sua resistividade elétrica () e esta característica é definida como a dificuldade que uma
corrente elétrica tem ao passar por um meio. O valor da constante de resistividade de cada
material pode ser encontrado dividindo-se o campo elétrico (E) pela densidade de corrente
elétrica (J) (Equação 2). Com isso, a unidade de resistividade é ohm-metro (×m) (BAUER;
WESTFALL; DIAS, 2012).
Equação 2
Onde:
– Resistividade elétrica;
E – Campo elétrico;
J – Densidade de corrente elétrica.
O inverso da resistividade é denominado condutividade (σ), que é representado pelas
Equações 3 e 4 e tem como unidade (×m)-1
.
Equação 3
Equação 4
Onde:
σ – Condutividade elétrica.
A resistividade característica de soluções líquidas varia com a temperatura, ou seja,
quanto maior a temperatura, maior o movimento dos íons dissolvidos e, assim, mais
facilmente ocorre a passagem da corrente elétrica na solução, aumentando a condutividade e,
logo, diminuindo a resistividade. Em metais, porém, ocorre o efeito contrário, sendo que o
32
aumento da resistividade tem relação quase diretamente proporcional ao aumento temperatura
(HALLIDAY; RESNICK; WALKER, 2012).
Segundo Halliday, Rescnick e Walker (2012) outro fator que pode influenciar na
condutividade de materiais é o fato de ser um condutor ou semicondutor. Os primeiros
o edecem à “Lei de Ohm”, onde a resistência do material é constante e independente da
diferença de potencial aplicada, e com isso, o gráfico da corrente em função da tensão resulta
em uma reta conforme a Figura 5 (a). Já nos semicondutores ocorrem alterações quando há
mudanças nas tensões aplicadas aos materiais (ou soluções), sendo assim, haverá um gráfico
“corrente x tensão” diferente sempre que houver mudança de material, como mostra o
exemplo da Figura 5 (b), onde passa haver corrente elétrica a partir de uma diferença de
potencial maior que 1,5 V.
Figura 5 – Resistência de meteriais (a) condutores e (b) semicondutores
Fonte: Halliday; Resnick; Walker (2012, p. 143)
Tendo em vista que a alteração de materiais acarreta na alteração também da
resistividade, a geologia utiliza a prospecção geofísica como um método não destrutivo de
determinação de perfis geológicos e a engenharia utiliza o método da resistividade do
concreto para controlar a corrosão de armaduras de concreto armado.
2.4.1. Resistividade de materiais porosos e o uso na geofísica
Miranda et al. (2012) explicam que as rochas são materiais heterogêneos onde os
poros são as fases líquidas ou gasosas que preenchem a fase sólida, denominada matriz, e que
a resistividade destas varia conforme o volume de água e a profundidade da rocha, pois
quanto mais profunda, maior a concentração mineralógica e, logo, maior a solução de íons
(TELFORD; GELDART; SHERIFF, 1998). Confirmando isto, Oliveira (2004) descreve que
33
os solos são materiais trifásicos compostos por sólido, líquido e ar, e coloca ainda que a fase
gasosa é sempre considerada como corpo isolante.
A resistividade de rochas também é influenciada pelo tipo de matriz rochosa, sendo
que as rochas ígneas apresentam as resistividades mais elevadas e, as rochas sedimentares, as
mais baixas (MIRANDA et al., 2012)
Em soluções, a condução de elétrons, ou seja, a corrente elétrica ocorre por meio da
migração dos íons que estão dissolvidos na solução aquosa, este processo é denominado
condução eletrolítica (TELFORD; GELDART; SHERIFF, 1998). Outros dois processos, a
condução eletrônica (ôhmica) e a condução dielétrica ocorrem, respectivamente, em
condutores metálicos por meio dos elétrons livres e em materiais pouco condutores que
polarizam suas moléculas quando aplicada corrente alternada (OLIVEIRA, 2004; NETO,
2002).
Telford, Geldart e Sheriff (1998) e Miranda et al. (2012) apresentam a Lei de Archie
(Equação 5) para descrever a resistividade de rochas, porém Mancio et al. (2010) colocam que
esta equação é a que melhor se aplica para determinação da resistividade de materiais porosos
em geral mesmo que esta tenha sido originalmente destinada para a geofísica (ARCHIE,
1942). A utilização desta é ampla por considerar a porosidade do material e a resistividade do
fluido presente nos poros.
Equação 5
Onde:
ρb – Resistividade elétrica global do material;
ρf – Resistividade elétrica da solução,
a e m – constantes empíricas (MANCIO et al., 2010).
S – fração de saturação;
ϕ – porosidade;
n – valor dependente do preenchimento dos poros.
O valor de n é próximo de 2,0 quando o preenchimento dos poros com solução aquosa
está em mais de 30% (MANCIO et al. 2010; MIRANDA et al. 2012; LI; WEI; LI, 2003;
TELFORD; GELDART; SHERIFF, 1998).
34
Sendo assim, para materiais porosos saturados a fórmula para determinação da
resistividade do material fica como apresentado na Equação 6, tendo em vista que S será igual
à 1.
Equação 6
Na geofísica, a determinação da resistividade de rochas e solos é normatizada pela
ASTM G57-06: 2012.
2.4.2. O princípio dos quatro pontos
Sabendo-se que materiais não homogêneos apresentam diferentes resistividades em
sua constituição, é possível determinar mapas das regiões de diferentes resistividades,
utilizando-se corrente elétrica contínua, medindo-se a diferença de potencial entre dois pontos
superficiais por meio da aplicação de corrente através de outros dois pontos na superfície
conforme mostra a Figura 6 (MEHTA; MONTEIRO, 2008; MIRANDA et al. 2012;
TELFORD; GELDART; SHERIFF, 1998; CASCUDO, 1997).
Figura 6 – Determinação da resitividade de materiais pelo arranjo de Wenner
Fonte: Modificado de Mehta e Monteiro (2008, p. 424)
É habitual que na Geofísica denominem-se os eletrodos de injeção de eletricidade de
A e B e os de leitura são designados M e N. No arranjo de Wenner os espaçamentos “a”
apresentam a mesma dimensão. Existem outras formas similares a este arranjo e nessas os
espaçamentos adotados são sempre diferentes, com isso ocorre também mudança nos fatores
geométricos (MIRANDA et al., 2012).
O método dos quatro pontos aplica a equação da densidade de corrente com o objetivo
de obter a diferença de potencial obtida nos pontos M e N resultante da aplicação de corrente
35
elétrica pelos pontos A e B (MIRANDA et al., 2012; MANCIO et al., 2010). A fórmula geral
dos quatro pontos é apresentada abaixo na Equação 7. Reorganizando esta com o fator
geométrico de Wenner tem-se, por fim, as Equações 8 e 9 para a determinação da
resistividade elétrica.
[
] Equação 7
Equação 8
Equação 9
Onde:
k – fator geométrico do equipamento utilizado;
VM – Tensão medida no eletrodo M;
VN – Tensão medida no eletrodo N;
AM, BM, AN, BN – Espaçamento entre os eletrodos A e M, B e M, A e N e B e N.
É interessante observar que há uma pequena alteração na Equação geral quando
aplicada à geofísica. Pois no caso do concreto, o campo elétrico forma uma esfera conforme a
Figura 7 (quando mergulhado em um corpo de prova ou estrutura). Já no caso da geofísica,
como as dimensões da esfera terrestre sempre serão muito maiores do que a profundidade da
sonda, o campo elétrico forma uma semiesfera (Figura 8 e Figura 9).
Figura 7 – Densidade de corrente em um espaço esférico
Fonte: Mancio et al. (2010)
36
Figura 8 – Densidade de corrente em um
espaço semiesférico
Fonte: Miranda et al. (2012, p. 140)
Figura 9 – Campo elétrico semiesférico na
superfície terrestre
Fonte: Miranda et al. (2012, p. 142)
Sendo assim, na Equação 8, no lugar do denominador “4πa”, entra o valor “2πa”, pois
é metade de uma esfera (MANCIO et al., 2010; MIRANDA et al., 2012).
Jordani et al. (2015) ao realizar estudo piloto com equipamento cuja distância entre
eletrodos é de duas polegadas, concluem que a dimensão mínima da seção transversal à face
de leitura é de 100 mm.
2.5. A RESISTIVIDADE ELÉTRICA NO CONCRETO
Neste item será abordado o assunto de resistividade elétrica dos concretos no estado
endurecido e no estado fresco.
2.5.1. Estado endurecido
A questão da durabilidade das estruturas vem sendo cada vez mais estudada, passando
no ano de 2013 a ser considerada na NBR 15575 (ABNT, 2013) que abrange exigências
mínimas em termos de tempo que as estruturas de edificações devem durar sem que estas
deixem de cumprir as funções que lhe foram atribuídas. Para isso, com as manutenções
mínimas que devem ser previstas em projeto, as estruturas de concreto armado precisam
suportar os mecanismos de degradação aos quais estão sujeitas, pois dentre eles, os principais
têm como consequência a corrosão da armadura do concreto (MEDEIROS et al., 2011).
Segundo Figueiredo e Meira (2013), a corrosão é um fenômeno que possui natureza
eletroquímica, provocado pelo movimento de partículas eletricamente carregadas através de
um eletrólito, que neste caso é a solução presente nos poros do concreto no estado endurecido.
Segundo os autores, quanto maior a presença desse eletrólito, mais fácil ocorre a passagem de
37
corrente iônica (condutivdade) e isso acarreta na aceleração do processo de corrosão. Sendo
assim, concretos com menor porosidade possuem pouco eletrólito (solução iônica) e acabam
por apresentar maior resistividade, o que reduz a velocidade de corrosão.
Assim como em rochas, a resistividade elétrica do concreto no estado endurecido é
determinada pela porosidade, pela concentração de íons dissolvidos nos poros do concreto,
pela matriz cimentícia (que no caso do concreto são as propriedades dos materiais da mistura)
e também pelo ambiente em que a estrutura está inserida (RILEM, 2000). A distribuição e
volume dos poros preenchidos com água também tem influência significativa na resistividade
e acaba por ter relação com a resistência à compressão do concreto (TASHIRO; ISHIDA;
SHIMAMURA, 1987).
Com o objetivo de controlar o potencial de corrosão da armadura no concreto armado
por meio de um ensaio não destrutivo, foram criados dois métodos de determinação da
resistividade elétrica do concreto: o primeiro da RILEM, denominado “método dos quatro
pontos” e o segundo é o da ABNT onde são utilizados três eletrodos. A RILEM adaptou o
método da resistividade da norma ASTM G57, que é destinada à obtenção da resistividade
elétrica de solos. O método apresentado na RILEM TC 154-EMC vem sendo mais empregado
devido à possibilidade de ser utilizado na própria estrutura enquanto que a NBR 9240 pode
ser aplicada em corpos de prova moldados ou testemunhos extraídos (CASCUDO, 1997).
Xiao e Wei (2011) usaram o método da resistividade elétrica e da maturidade para
determinar a resistência à compressão nas idades iniciais de pastas de cimento com diferentes
teores de relação a/c e, para uma relação a/c, com três diferentes temperaturas de cura. Os
resultados mostram que todas as resistividades aumentam ao longo do tempo, que a
resistividade das pastas é maior para menores relações a/c, e esta diferença se torna ainda
maior ao longo do tempo. Quanto à cura, as pastas com temperatura de 30 ºC apresentaram
maior resistividade elétrica se comparadas com as pastas que tiveram cura a 20 ºC e 15 °C,
sendo que esta última teve a menor resistividade. Os autores colocam que a resistividade é um
método não destrutivo que pode estimar a resistência à compressão de concretos.
Medeiros-Junior et al. (2014) compararam a resistividade elétrica aos 28 e aos 91 dias
de concretos com quatro tipos de cimento (CP II-F-32, CP III-RS-40, CP IV-32 e CP V-ARI)
se observaram que a presença de grandes quantidades de escória de alto forno fez com que o
CP III RS 40 se destacasse quanto à maior resistividade. Os autores colocam que isto pode ser
devido ao refinamento dos poros que a adição mineral proporciona ao concreto.
Foram executados ensaios de resistividade elétrica nos concretos utilizados para a obra
do novo canal do Panamá para a especificação e previsão de uma vida útil de 100 anos. Havia
38
sido solicitado que se utilizasse o ensaio da ASTM C1202-12 e que os concretos tivessem
difusão de cloretos menor de 1000 Coulombs, porém com o intuito de utilizar sempre a
mesma amostra foram executados os ensaios de resistividade elétrica. Ao final do trabalho,
Andrade et al. (2014) demonstram haver uma relação proporcional entre os dois ensaios e até
mesmo entre o ensaio de difusão natural de cloretos e o de resistividade elétrica. Ensaios de
resistividade elétrica também foram utilizados como parâmetro de projeto no Metrô se São
Paulo (CASCUDO, 1997).
Lubeck (2008) e Rosa (2005), ao estudarem concretos com grandes teores de escória
de alto forno, compararam os resultados de resistência à compressão com a resistividade
elétrica, analisando-se os resultados obtidos, percebe-se que para ambos os ensaios ocorre
melhoria nos valores com a idade e também que relações a/c menores sempre retornam
concretos mais resistentes. Porém, concretos sem adições retornaram sempre maiores
resistências à compressão, enquanto que os concretos com escória apresentaram valores de
resistividade elétrica muito maiores que os de referência.
Todos os autores concluem que o ensaio de resistividade elétrica é um método não
destrutivo que pode estimar a resistência e a vida útil de concretos (ANDRADE et al., 2014;
XIAO; WEI, 2011).
2.5.2. Estado fresco
O concreto no estado fresco é considerado uma solução e, como colocado no item
2.4.1, a migração dos íons dissolvidos é responsável pela condução de elétrons (TELFORD;
GELDART; SHERIFF, 1998). Portanto, em termos de resistividade elétrica, concretos no
estado fresco podem apresentar características semelhantes às rochas e aos concretos no
estado endurecido, sendo que a condutividade elétrica em rochas será maior quanto maior for
a concentração de minerais dissolvidos nos poros (MIRANDA et al., 2012). A resistividade
elétrica do concreto no estado endurecido será menor quanto maior a relação a/c da mistura
(LI; WEI; LI, 2003; WEI; LI, 2006). Já na mistura de concreto no estado fresco, a
resistividade poderá depender dos materiais adicionados e da quantidade de água presente na
mistura (MANCIO et al., 2010).
Estudos da resistividade elétrica foram feitos em pastas de cimento por Wei e Li
(2006) para verificação da hidratação do cimento. Os pesquisadores utilizaram um dispositivo
onde a resistividade elétrica foi medida por indução, sem haver contato da amostra com o
equipamento. Neste trabalho, Wei e Li observaram que há uma diminuição da resistividade
39
elétrica num período inicial, e relacionaram este com o início da hidratação do cimento, onde
há a liberação de íons na fase líquida. Para maiores idades, os autores afirmam que a
resistividade é fortemente relacionada com o volume e a tortuosidade dos poros.
Antes disso, Li, Wei e Li. (2003) já mostraram esse comportamento em pastas de
cimento, e concluíram que há diferentes períodos de resistividade conforme a inclinação das
curvas de resistividade x tempo, como por exemplo o período inicial, que os autores
denominaram dissolução e o período final no ponto crítico mínimo (M). Neste trabalho,
também não houve contato da amostra com o equipamento. Os autores ainda colocam que
quanto maior a relação água/cimento das pastas, menor a resistividade das mesmas.
Pastas podem ser consideradas como um meio poroso saturado de solução e, quanto
maior o teor de cimento, maior também o volume de sólidos na solução, o que acaba por
dificultar a passagem de corrente elétrica. Já em concretos podem haver diferentes
“porosidades” para mesmas relações a/c, da mesma forma que para diferentes relações a/c
pode haver mesma porosidade. Ou seja, maiores porosidades retornam maiores resistividades,
pois a solução dos poros acaba por apresentar menos concentração de íons que farão a
migração de elétrons.
No trabalho de Mancio et al., (2010) foi utilizada uma sonda desenvolvida com base
no arranjo de Wenner, e esta sonda foi utilizada para determinar a resistividade elétrica nas
primeiras duas horas após a mistura de concretos com quatro diferentes relações a/c (0.3, 0.4,
0.5 e 0.6) e com 0% e 25% de cinza volante. A resistividade elétrica teve resultados menores
para os concretos com menor relação a/c (Figura 10), e a utilização de cinza volante teve a
tendência de aumentar a resistividade dos concretos no estado fresco em 35%. Os autores
atribuem essa menor condutividade, com a presença da cinza, à dissolução mais lenta que é
característica da pozolana, resultando em uma menor concentração iônica do fluido presente
nos poros da mistura.
A Figura 10 mostra a evolução da resistividade nas primeiras duas horas de concretos
no estado fresco para as quatro diferentes relações a/c sem cinza volante estudadas por
Mancio et al. (2010).
40
Figura 10 – Resistividade ao longo do tempo de concretos no estado fresco
Fonte: Adaptado de Mancio et al. (2010)
Com a mesma finalidade que os trabalhos citados (WEI; LI, 2006; LI; WEI; LI, 2003;
MANCIO et al., 2010), Braun (2015) executou concretos com seis tipos de cimentos
comerciais brasileiros e quatro relações a/c (0,35, 0,45, 0,55 e 0,65) e também obteve
resultados que comprovam a relação entre a resistividade elétrica dos concretos no estado
fresco e sua relação a/c, como pode ser visualizado na Figura 11, que apresenta os valores de
resistividade estudados para os concretos trabalhados. Em todos concretos houve aumento da
resistividade com o acréscimo da relação a/c. Os concretos compostos por cimentos com altos
teores de escória e pozolana também apresentaram resistividades maiores se comparados aos
com baixo teor de adições.
Figura 11 – Resistividade dos concretos estudados por Braun (2015)
Fonte: Braun (2015, p. 115)
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Resis
tiv
idad
e (Ω
-m)
Tempo (minutos) a/c 0,3 a/c 0,4 a/c 0,5 a/c 0,6
41
Tanto no trabalho de Mancio et al. (2010) quanto no de Braun (2015), os autores
elaboraram equações para a determinação da relação a/c dos concretos a partir da resistividade
elétrica que estes retornaram. Apenas Braun (2015) apresenta as equações, porém em ambos
os trabalhos as elas alcançaram valores muito próximo dos teores reais de água, apresentando
erros médios de aproximadamente 4,22% para Mancio et al. (2010) e 5,17% para Braun
(2015). Esses valores demonstram o grande potencial do método da resistividade elétrica para
o controle do concreto no estado fresco.
Em ambos os trabalhos, foi executada análise estatística dos fatores de controle
envolvidos, onde a relação a/c apresentou efeito significativo e o tempo no qual as
resistividade foram medidas não apresentou influência significativa.
Dos concretos estudados por Braun (2015), observa-se com maior atenção aos
concretos executados com CPII-F e CPII-Z que terão maior relação com a pesquisa do
presente trabalho. No primeiro tipo de cimento, o CPII-F, pode haver em sua composição até
10% de material carbonático, já o CPII-Z é caracterizado pela presença, além do mesmo teor
de material carbonático, de 6% a 14% de material pozolânico (ABNT, 1997). A presença de
pozolana nos concretos estudados no trabalho do autor (CPII-Z), se comparada com concretos
sem adição (CPII-F), acarreta em um aumento médio da resistividade elétrica no estado fresco
de aproximadamente 16%.
42
3. PROGRAMA EXPERIMENTAL
No programa experimental apresentado neste capítulo são descritos o planejamento
prévio, os materiais e os métodos dos experimentos.
3.1. VARIÁVEIS DA PESQUISA
Para o alcance dos objetivos propostos neste trabalho, foram impostas as seguintes
variáveis de pesquisa: fatores de controle, variáveis fixas e variáveis de resposta.
3.1.1. Fatores de controle com níveis variáveis
Os fatores de controle e os níveis de estudo deste trabalho estão apresentados na
Tabela 2. Estes fatores totalizam 24 traços.
Tabela 2 – Fatores de controle com níveis variáveis de estudo
Fatores de
controle Relação a/agl Teor de CCA (%) Aditivo
Níveis de
estudo 0,35 0,45 0,55 0,65 0 10 20 Sem Com
Fonte: Elaborada pela autora
3.1.2. Fatores de controle com nível fixo
Os fatores de controle que permaneceram fixos neste estudo são:
- Tipo de cimento: Cimento CP II F-32;
- Tipo de adição mineral: cinza de casca de arroz proveniente de um único local e lote;
- Tipo de aditivo: aditivo superplastificante à base de policarboxilato.
3.1.3. Fatores não controlados
Os fatores que não poderão ser controlados na execução dos concretos são:
- Temperatura de moldagem e cura;
- Umidade de moldagem e cura.
43
3.1.4. Variáveis de resposta
As variáveis de resposta para os ensaios realizados são:
- Resistividade elétrica dos concretos no estado fresco;
- Resistividade elétrica dos concretos no estado endurecido até os 63 dias;
- Resistência à compressão aos 7, 28 e 63 dias;
- Abatimento dos concretos;
- Absorção de água por capilaridade aos 28 dias.
3.2. MATERIAIS
Na sequência são apresentados os materiais que foram empregados para a realização
dos ensaios desta pesquisa.
3.2.1. Cimento
O cimento que foi utilizado na pesquisa é o CP II-F-32, lote 23/12/2014, por não
possuir adições reativas, facilitando a compreensão da influência da utilização da cinza de
casca de arroz. A Tabela 3 apresenta a caracterização química e física do cimento CPII F-32,
sendo esta retirada do site do fabricante.
Tabela 3 – Caracterização química e física do cimento CPII F-32
(continua)
Parâmetro Resultados Al2O3 (%) 4,40 SiO2 (%) 18,49
Fe2O3 (%) 2,59 CaO (%) 59,93 MgO (%) 4,76 SO3 (%) 2,78
Perda ao Fogo (%) 4,92 CaO Livre (%) 1,37
Resíduo Insolúvel (%) 1,74 Equivalente Alcalino (%) 0,62 Expansão à Quente (mm) 0,00
Início de Pega (h:min) 3:10 Fim de Pega (h:min) 4:00
Água Cons.Normal (%) 27,30 Blaine (cm²/g) 3.410
#200 (%) 2,2 #325 (%) 14,6
fc 1 dia (MPa) 14,9
44
(conclusão)
Parâmetro Resultados fc 3 dias (MPa) 28,6 fc 7 dias (MPa) 33,8 fc 28 dias (MPa) 42,0
Massa Específica (g/cm³) 3,1030 Fonte: Cimento Itambé
3.2.2. Cinza de casca de arroz
Conforme colocado na bibliografia, a queima e a moagem da cinza de casca de arroz
apresentam influência benéfica em concretos, por isso, a cinza utilizada neste trabalho teve
sua queima controlada em forno de leito fluidizado, sendo oriunda da cidade de Alegrete, RS.
A massa específica da cinza, determinada no Laboratório de Valorização de Materiais (LVM)
da Unisinos, é de 2,2836 g/cm³ e a área específica é 85.639 cm²/g, determinada pelo método
de adsorção de nitrogênio BET. A dimensão média da partícula, determinada por
granulometria de difração laser, realizada no LCVM da Unisinos, com o equipamento
Microtac S3500, é de 6,22 µm e a distribuição granulométrica é apresentada no gráfico da
Figura 12.
Figura 12 – Distribuição granulométrica da Cinza de casca de Arroz.
Fonte: Fedumentti (2013)
0,01 0,1 1 10 100 1000
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
cinza de casca de arroz
Pas
sante
(%
)
Tamanho (m)
45
A caracterização química da CCA é apresentada na Tabela 4. O índice de atividade
pozolânica da CCA com aditivo superplastificante foi de 132%.
Tabela 4 – Caracterização química da cinza de casca de arroz
Parâmetro Teor (%)
SiO2 94,99
K2O 1,01
SO3 0,57
Cl 0,43
CaO 0,33
MnO 0,20
Al2O3 0,18
P2O5 0,10
Fe2O3 0,06
TiO2 0,01
MgO 0,01
ZnO 0,00
P.F. 2,12
Fonte: Silveira et al. (2014)
Conforme apresentado na Tabela 4, a cinza de casca de arroz utilizada neste trabalho
apresenta uma soma de SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 de 95,23% do total de sua composição, muito
superior ao 50% que é o mínimo exigido pela NBR 12653 (ABNT, 2014) para estas
pozolanas. Pela norma esta é classificada como classe E e apresenta perda ao fogo 2,12%
quando o máximo exigido é de 6% para a classe.
3.2.3. Aditivo superplastificante
O aditivo que foi adicionado em parte dos concretos é superplastificante à base de
policarboxilato. Foi determinado o teor máximo de aditivo a ser adicionado com base na
massa de cimento e no teor de sólidos para que não houvesse alteração na relação
água/cimento dos concretos.
Segundo o fabricante, este aditivo “é baseado em uma cadeia de éter policarboxílico
modificado que atua como dispersante do material cimentício, propiciando super plastificação
e alta redução água, tornado o concreto com maior trabalhabilidade sem alteração do tempo
de pega”. O fa ricante ainda disponibiliza os dados apresentados na Tabela 5.
46
Tabela 5 – Característcas do aditivo superplastificante
Teste Método BASF Especificação Unidade
Aparência TM 761B Líquido branco turvo Visual
pH TM 112 B 5 - 7 -
Densidade TM 103 B 1,067 - 1,107 g/cm3
Sólidos TM 613 B 28,5 - 31,5 %
Viscosidade TM 117 < 150 cps
Fonte: NTC Brasil (2015)
3.2.4. Agregado graúdo
O agregado graúdo empregado na pesquisa foi brita basáltica proveniente da cidade de
Campo Bom, Rio Grande do Sul. Este foi uma doação de empresa de concretagem da região
do vale do rio dos Sinos que disponibilizou os dados de massa específica e granulometria e
que estão apresentados na Figura 13, na Tabela 6 e na Tabela 7. A massa específica e a
absorção foram executadas conforme a NBR NM 53 (ABNT, 2009) e, a granulometria,
conforme NBR NM 248 (ABNT, 2003).
Tabela 6 – Caracterização física do agregado graúdo
GRANULOMETRIA (NBR NB 248: 2003)
Módulo de finura 6,12
Dimensão máxima (mm) 12,5
MASSA ESPECÍFICA (NM 53:2009)
Agregado seco (g/cm³) 2,86
Saturado superfície seca (g/cm³) 2,74
Massa específica (g/cm³) 2,67
Absorção (%) 2,3
Fonte: Empresa doadora
Tabela 7 – Composição Granulométrica do agregado graúdo
Abertura da Peneira
(mm)
Massa retida
(%)
Massa retida
Acumulada (%)
<19 1 1
<12,5 11 12
<9,5 32 44
<6,3 29 73
<4,75 25 98
<2,38 1 99
<1,19 1 100
Fonte: Empresa doadora
47
Figura 13 – Curva granulométrica do agregado graúdo
Fonte: Elaborada pelos dados da empresa doadora
3.2.5. Agregado miúdo
O agregado miúdo utilizado foi areia de origem quartzosa também doação de empresa
de concretagem da região do vale do rio dos Sinos. A areia é proveniente da do Rio Jacuí na
cidade de Esteio, Rio Grande do Sul. As caracterizações físicas também foram
disponibilizadas pela empresa seguindo as normas NBR NM 248 (ABNT 2003) para a
composição granulométrica e NBR NM 52 (ABNT 2009) para massa específica e absorção.
Estes dados são apresentados na Figura 14, na Tabela 8 e na Tabela 9.
Tabela 8 – Caracterização física do agregado miúdo
GRANULOMETRIA (NBR NB 248: 2003)
Módulo de finura 2,28
Dimensão máxima (mm) 2,32
MASSA ESPECÍFICA (NM 52:2009)
Agregado seco (g/cm³) 2,62
Saturado superfície seca (g/cm³) 2,64
Massa específica (g/cm³) 2,63
Absorção (%) 0,30
Fonte: Empresa doadora
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
2,4 4,8 6,3 9,5 12,5 19 25 31,5 37,5 50 63 75
Po
rce
nta
gem
Acu
mu
lad
a (%
)
Abertura das Peneiras (mm)
Brita empregada4,75/12,59,5/25
48
Tabela 9 – Composição Granulométrica do agregado miúdo
Abertura da Peneira
(mm)
Massa retida
(%)
Massa retida Acumulada
(%)
<6,3 1 1
<4,8 4 5
<2,4 9 14
<1,2 33 47
<0,6 20 67
<0,3 31 98
<0,15 2 100
Fonte: Empresa doadora
Figura 14 – Curva granulométrica do agregado miúdo
Fonte: Elaborada pelos dados da empresa doadora
3.2.6. Relação água/cimento e água/aglomerante
Foram adotadas as relações água/cimento utilizadas no trabalho de Braun (2015),
sendo elas 0,35, 0,45, 0,55 e 0,65. Para poder estabelecer curva de comportamento da relação
entre resistividade e relação a/c é necessário no mínimo quatro pontos.
A água que empregada nos ensaios é procedente da rede de abastecimento público do
SEMAE, localizada na cidade de São Leopoldo, Rio Grande do Sul.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
<0,15 0,15 0,3 0,6 1,2 2,4 4,8 6,3 9,5
Po
rce
nta
gem
Acu
mu
lad
a (%
)
Abertura das Peneiras (mm)
Areia empregada
Zona Ótima
Zona Utilizável
49
3.3. PRODUÇÃO DOS CONCRETOS
Neste item será descrita a elaboração dos concretos desde os cálculos para as
determinações dos traços, apresentando fatores fixados, os consumos de materiais
empregados, a forma de execução das misturas e, por fim, apresentada a forma de moldagem
e cura dos corpos de prova.
3.3.1. Determinação dos traços
Para a determinação dos traços, fixou-se o teor de argamassa em 55% e o teor de
umidade (H) em 9% para os concretos que não receberam aditivo superplastificante em sua
mistura, e 7,5% para os concretos que receberam. Não foi fixado abatimento, em função de
que o objetivo era avaliar a influência do aditivo superplastificante neste ensaio, assim, o teor
de aditivo adicionado às misturas foi de 0,4% em relação à massa de cimento, considerando-
se ainda 70% de sólidos na composição do aditivo, conforme indica o fabricante.
Apesar disso, percebeu-se que a mudança no teor de umidade também acabou por
influenciar na mudança de resistividade das misturas, essa alteração é discutida no capítulo 4.
A substituição de cimento por cinza de casca de arroz foi calculada em massa com
compensação de volumes, tendo em vista as diferenças de massa específica de cada material.
Ou seja, para um mesmo volume dos dois materiais, a cinza de casca de arroz que possui
massa específica menor foi adicionada com menor massa do que a massa de cimento. Foi
utilizada a Equação 10 para essa determinação.
Equação 10
Onde:
MCIM – massa de cimento
MCCA – massa de cinza de casca de arroz
γCIM – massa específica do cimento
γCCA – massa específica da cinza de casca de arroz
50
Tendo-se as massas específicas de cada material, foram definidos os traços unitários e
os consumos de cada concreto. Os traços unitários e os consumos são apresentados na Tabela
10 para os concretos sem aditivo e na Tabela 11 para os concretos com aditivo.
Tabela 10 – Traços unitários e consumo de materiais para concretos sem aditivo
Traço
Unitário (kg)
CCA
(%) a/agl
C
(kg/m³)
CCA
(kg/m³)
Areia
(kg/m³)
Brita
(kg/m³)
Água
(kg/m³)
1:1,14:1,75 0 0,35 562 0 640 983 197
1:1,75:2,25 0 0,45 435 0 761 978 196
1:2,36:2,75 0 0,55 355 0 837 975 195
1:2,97:3,25 0 0,65 300 0 890 973 195
1:1,14:1,75 10 0,35 506 34 640 983 210
1:1,75:2,25 10 0,45 391 27 761 978 209
1:2,36:2,75 10 0,55 319 22 847 987 211
1:2,97:3,25 10 0,65 270 18 899 983 210
1:1,14:1,75 20 0,35 449 61 640 983 224
1:1,75:2,25 20 0,45 348 47 761 978 223
1:2,36:2,75 20 0,55 284 39 857 998 227
1:2,97:3,25 20 0,65 240 33 907 992 226 Fonte: Elaborada pela autora
Tabela 11 – Traços unitários e consumo de materiais para concretos com aditivo
Traço
Unitário (kg)
CCA
(%) a/agl
C
(kg/m³)
CCA
(kg/m³)
Areia
(kg/m³)
Brita
(kg/m³)
Água
(kg/m³)
1:1,57:2,10 0 0,35 482 0 755 1013 169
1:2,30:2,70 0 0,45 374 0 859 1008 168
1:3,03:3,30 0 0,55 305 0 925 1006 168
1:2,77:3,90 0 0,65 257 0 970 1004 167
1:1,57:2,10 10 0,35 434 33 767 1028 183
1:2,30:2,70 10 0,45 336 25 854 1003 179
1:3,03:3,30 10 0,55 274 21 925 1006 179
1:2,77:3,90 10 0,65 232 18 970 1004 179
1:1,57:2,10 20 0,35 386 66 745 998 189
1:2,30:2,70 20 0,45 299 51 850 997 189
1:3,03:3,30 20 0,55 244 42 925 1006 190
1:2,77:3,90 20 0,65 206 35 970 1004 190 Fonte: Elaborada pela autora
51
3.3.2. Execução das misturas
Os concretos foram executados no durante vários dias de verão e com isso as
temperaturas variaram entre 21 ºC e 38 ºC e as umidades relativas do ar ficaram entre 48% e
92%. Estas variações podem acarretar em mudanças no abatimento dos concretos.
As misturas foram executadas no Laboratório de Materiais de Construção da Unisinos
em betoneira de eixo vertical com capacidade aproximada em 70 litros. Nesta, primeiramente
foi aplicada uma imprimação de argamassa com mesmo traço do concreto que seria
misturado, evitando qualquer possível alteração nos ensaios devido a perdas pela aderência de
massa nas paredes. Após a imprimação, foram colocados os materiais na ordem a seguir:
1 – Colocação do agregado graúdo;
2 – Colocação de 50% de água;
3 – Colocação do cimento e da porcentagem de CCA, quando fosse o caso;
4 – Colocação do agregado miúdo;
5 – E por fim, os outros 50% de água e aditivo, quando fosse o caso.
Tendo sido misturados todos os materiais, após quatro minutos da adição da água foi
verificada a consistência do concreto executando-se o ensaio de abatimento de tronco de cone
conforme NBR NM 67 (ABNT, 1998). Este tempo foi padronizado para todos os concretos.
Concluída a determinação da consistência, o concreto utilizado neste ensaio foi
colocado de volta na betoneira para aproveitamento deste volume considerável de concreto e
o material foi novamente misturando-se por mais um minuto para se obter uma mistura
homogênea.
3.3.3. Moldagem e cura dos corpos de prova
Após a homogeneização da mistura foi colocado concreto nos recipientes plásticos
cilíndricos para o ensaio de resistividade elétrica no estado fresco e foram moldados nove
corpos de prova cilíndricos de 100 x 200 mm em duas camadas de doze golpes cada, para os
ensaios de resistência à compressão axial, dois corpos de prova prismáticos de 75 x 75 x 285
mm em duas camadas de 23 golpes, para os ensaios de resistividade elétrica no estado
endurecido, e mais dois corpos de prova prismáticos de 60 x 60 x 180 mm em duas camadas
de 12 golpes, para os ensaios de absorção de água por capilaridade.
52
Após 24 horas, todos os corpos de prova foram removidos de suas fôrmas,
identificados e levados para cura submersa em tanques de água saturada de cal em sala com
temperatura constante de 21 ± 2 ºC.
Os corpos de prova cilíndricos foram removidos dos tanques no dia de cada ensaio,
conforme a idade determinada. Os corpos de prova prismáticos para ensaio de resistividade
elétrica permaneceram submersos todo o tempo, sendo removidos apenas no momento da
execução dos ensaios.
Os corpos de prova prismáticos para o ensaio de absorção de água foram removidos da
saturação quando o primeiro traço completou 28 dias. Neste dia, todos os corpos de prova
foram cortados para a obtenção das três amostras de 30 mm de espessura. Foi feita limpeza
com água do que ficou aderido e as amostras dos traços que ainda não haviam completado 28
dias foram levadas de volta para a cura submersa. Conforme as amostras completavam os 28
dias, estas eram removidas e levadas para secagem e interrupção da cura em estufa à 100 ºC
até a data do ensaio.
3.4. MÉTODOS DE ENSAIO
Neste estudo foram executados os ensaios de abatimento de tronco de cone,
compressão axial, absorção de água por capilaridade, resistividade elétrica no estado
endurecido e no estado fresco. Foi, também, feita análise estatística dos resultados.
3.4.1. Abatimento de tronco de cone
O ensaio de abatimento do tronco de cone foi executado conforme a NBR NM 67
(ABNT, 1998), onde foram determinados os abatimentos relativos de cada traço logo após
cada moldagem. Estes ensaios foram executados no laboratório de materiais de construção da
Unisinos. O tempo em que este ensaio foi realizado após a mistura dos materiais foi
padronizado em 4 minutos para todos os traços, buscando-se uma maior precisão na obtenção
final dos resultados.
53
3.4.2. Resistência à compressão axial
Este ensaio foi realizado no LMC da Unisinos conforme a norma NBR 5739 (ABNT,
2007) aos 7, 28 e 63 dias, sendo ensaiadas três amostras para cada idade. Antes da execução
deste ensaio, todos os corpos de prova tiveram a base e o topo retificados e, após, foram
determinadas três dimensões de altura e duas de diâmetro, para que fosse aplicado o fator de
correção determinado pela norma conforme necessário.
3.4.3. Absorção de água por capilaridade
Para a determinação da absorção de água por capilaridade foi executado o ensaio
descrito pela RILEM TC 116 PCD e modificado por Werle (2010), porém, sendo utilizados
corpos de prova prismáticos de dimensões 60 x 60 x 180 mm. Destes, foram retiradas três
amostras de 30 mm de cada corpo de prova, excluindo-se as extremidades. Adotou-se o
emprego de corpos de prova prismáticos para que todas as fatias empregadas tivessem o
mesmo sentido de moldagem, isolando desta forma, o eventual efeito de exsudação do
concreto, conforme observado em Hentges e Kulakowski (2012).
Antes da execução do ensaio, as amostras foram secas em estufa para evitar qualquer
possível umidade. Assim que houve a estabilização da massa, as amostras foram colocadas
em dessecador para a redução da temperatura e, então foi executada a impermeabilização das
amostras, onde estas foram cobertas na parte superior com balões, pois o látex não adere à
superfície permitindo a saída de ar e impedindo a entrada de umidade, e as laterais foram
vedadas com fita de alta aderência. Desta forma, apenas a face inferior teve contato com o
meio externo. Até o momento do ensaio as amostras foram mantidas no dessecador para que
permanecessem em temperatura ambiente, sem absorver umidade.
Assim como apresentado na Figura 15, durante o ensaio as amostras foram colocadas
em cima de estrados, dentro de bandejas plásticas com água para garantir a imersão de 3 mm.
Para evitar que o nível diminuísse, foi providenciado abastecimento constante com
aparelhagem própria do laboratório e, composta por reservatório e torneira com vazão
constante e regulável. Para que o nível não aumentasse de 3 mm, as bandejas possuem
abertura lateral para extravasão da água.
54
Figura 15 – Método de absorção por capilaridade
Fonte: Werle (2010, p. 76)
O ensaio se inicia medindo-se as massas das amostras secas e colocando-as nos
estrados. As próximas medidas são executadas aos 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 30 e 60 minutos e 2, 3,
4, 5, 6, 24, 48, 72 e 96 horas. Nestas, ao retirar as amostras da água, é feita uma leve secagem
com pano úmido para a retirada do excesso de água.
Com este ensaio, podem ser obtidos gráficos da absorção capilar de água (em massa)
ao longo do tempo, taxas de absorção e resistência capilar. A fase de absorção de água das
amostras resulta em uma reta ascendente ao longo do tempo. A inclinação desta reta, dividida
pela área do corpo de prova resulta na taxa de absorção, em g/cm²*min1/2
.
3.4.4. Resistividade elétrica no estado endurecido
A resistividade elétrica do concreto no estado endurecido foi determinada com a
utilização de equipamento Resipod, da empresa Proceq, que é desenvolvido com base no
método dos quatro eletrodos (ou método dos quatro pontos) com o arranjo de Wenner.
O ensaio decorre conforme descrito no item 2.4.2, ou seja, é aplicada corrente elétrica
alternada pelos dois eletrodos externos e a diferença de potencial é determinada pelos dois
eletrodos internos, a medida de resistividade é obtida por voltímetros conectados ao
equipamento, conforme mostra a Figura 16.
Ao se pressionar os eletrodos do equipamento sobre a superfície do material a ser
ensaiado, é liberada uma frequência de 40 Hz e tensão máxima de 38 Volts. O espaçamento
entre eletrodos é de 50 mm.
55
Figura 16 – Esquema da execução do ensaio
Fonte: Proceq (2013, p. 4)
A profundidade que as linhas de fluxo de eletricidade da corrente alcançam na amostra
de concreto possui aproximadamente a mesma medida que o espaçamento entre os eletrodos.
Por isso, foram moldadas amostras de 75 x 75 x 285 mm, evitando qualquer influência
externa nos resultados.
Para a realização dos ensaios de resistividade elétrica, as amostras foram mantidas
saturadas em solução de água com cal e em temperatura controlada na sala de cura. No
momento do ensaio, a superfície das amostras foi seca com pano úmido para remover o
excesso de água, evitando uma possível passagem de corrente elétrica pela área externa dos
corpos de prova. Teve-se o cuidado, ainda, de utilizar um estrado plástico como base para as
amostras, conforme mostra a Figura 17, pois a sala de cura possui umidade interna de 95% e
percebeu-se que a superfície onde eram realizados os ensaios exercia influência sobre os
resultados, dados sempre em k.cm.
56
Figura 17 – Ensaio de resistividade elétrica no estado endurecido
Fonte: Elaborada pela autora
Para evitar a influência de possíveis erros de moldagem ou mistura, foram executadas
duas amostras para cada traço e nos resultados foi utilizada a média de resistividade destas.
Evitando, também, interferências que a rugosidade superficial dos corpos de prova poderia
ocasionar na aplicação ou leitura da corrente elétrica pelos eletrodos, foram executadas
leituras sempre na face inferior (base) das amostras.
3.4.5. Resistividade elétrica no estado fresco
A resistividade elétrica do concreto no estado fresco foi determinada com sonda
desenvolvida da mesma forma que a utilizada no trabalho de Braum (2015). Conforme
ilustrado na Figura 18, esta sonda é conectada pelos eletrodos A e B em série a uma fonte de
alimentação externa e a um resistor de resistência conhecida (R = 150 Ω). A fonte fornece
uma corrente alternada (AC) com amplitude de 1,5 V com frequência de 1,0 KHz. Foi
conectado, ainda, um voltímetro em paralelo com o resistor conhecido e outro voltímetro em
paralelo aos eletrodos centrais M e N para determinação das diferenças de potencial,
respectivamente, do resistor conhecido (V0) e do concreto (VC). A Figura 19 mostra os
aparelhos conectados à sonda.
57
Figura 18 – Esquema do circuito elétrico empregado no experimento
Fonte: Elaborada pela autora
Figura 19 – Aparelhos utilizados nos ensaios de resistividade elétrica
Fonte: Elaborada pela autora
Para a execução do ensaio, logo após a mistura e execução do ensaio de abatimento de
tronco de cone, foi colocado concreto em dois recipientes cilíndricos plásticos de
aproximadamente 30 x 40 cm para obter resultados de duas amostras. Os recipientes foram
58
preenchidos com concreto a uma altura suficiente para que a área dos eletrodos fosse
completamente submergida quando a sonda for inserida verticalmente na amostra.
No momento da inserção da sonda no centro da amostra (Figura 20), a corrente flui
através do concreto e são medidas as diferenças de potencial exibidas nos voltímetros. Essas
resistências foram medidas três vezes a cada dez minutos durante aproximadamente duas
horas, intercalando-se as duas amostras de cinco em cinco minutos, e os resultados
apresentados representam as médias destas três leituras. Pouco antes de cada leitura, foi
executada uma remistura do concreto, com auxílio em uma colher de pedreiro (Figura 20),
para evitar que uma possível exsudação de água interfira nos resultados.
Figura 20 – Ensaio de resistividade em andamento
Fonte: Elaborada pela Autora
A resistividade do concreto (ρc) é uma propriedade do material e é independente da
geometria da amostra, esta é dada por: ρc= k x Rc, onde k é o fator geométrico determinado
conforme a geometria da sonda (determinado no item 3.4).
A sonda que foi utilizada nesta pesquisa (Figura 21) foi desenvolvida da mesma forma
que a utilizada no trabalho de Braun (2015). Esta sonda foi desenvolvida com base no arranjo
de Wenner a partir do princípio dos quatro pontos apresentado no capítulo 2.4. Seus eletrodos
são de aço inoxidável e estão separados por um material plástico não-condutor a uma
distância de 25,4 mm entre eixos.
59
Figura 21 – Equipamento utilizado nos ensaios de resistividade elétrica
Fonte: Elaborada pela autora
O equipamento é constituído de barras de PVC rosqueadas aos eletrodos. As barras
plásticas formam pequenos tubos, onde é possível a passagem dos cabos condutores. O
diâmetro externo das barras 20 mm. A Figura 22 apresenta o corte esquemático do
equipamento. Cada eletrodo apresenta 20 mm de diâmetro externo, 5 mm de espessura dois
orifícios internos, sendo um deles no centro, com 4 mm de diâmetro, para a passagem dos fios
condutores, e outro junto à uma das roscas por onde é a conexão do fio com o eletrodo e a
superfície metálica (BRAUN, 2015).
Figura 22 – Corte esquemático do equipamento
Fonte: Braun (2015, p. 76)
A parte central do equipamento foi preenchida com resina epóxi bicomponente para
selar qualquer possível infiltração de água, evitando que ocorram alterações nos resultados.
Foi ainda conectado à extremidade do equipamento uma peça ligada aos 4 fios
condutores, sendo que esta permite uma possível substituição do cabo externo. Na parte
externa, o ca o utilizado é “ lindado” quanto a poss veis interferências eletromagnéticas.
3.4.6. Análise dos dados
O tratamento e a análise estatística dos dados foi realizado através da análise de
variância (ANOVA) do Software Statistica 10 como forma de investigação da diferença
60
significativa ou não a um nível de 5% entre os efeitos dos fatores de controle sobre a
resistividade elétrica dos concretos, bem como a interação entre eles.
Os fatores de controle envolvidos na análise foram: a presença ou não de aditivo
superplastificante (AD), o teor de substituição de cimento por cinza de casca de arroz (CCA)
e a relação água/cimento ou água/aglomerante (a/c). A variável de resposta foi a resistividade
elétrica dos concretos no estado fresco.
3.5. CALIBRAÇÃO DO EQUIPAMENTO E DETERMINAÇÃO DO FATOR
GEOMÉTRICO K
A calibração do equipamento é necessária para a determinação do fator geométrico
(k). Tendo o fator geométrico e conhecendo-se corrente elétrica (i) inserida no concreto
através da sonda, pode-se obter a resistividade do material com base na medição da tensão nos
dois eletrodos internos (BRAUN, 2015).
O fator geométrico pode ser obtido teoricamente utilizando-se a Equação 8 ou
determinado experimentalmente através de soluções conhecidas de cloreto de sódio (NaCl).
3.5.1. Fator geométrico (k) teórico
Teoricamente, o fator geométrico (k) pode ser obtido com a Equação 11 apresentada
abaixo, que representa o divisor da Equação 8.
Substituindo-se a incógnita “a” pela distância de projeto da sonda entre eletrodos que
neste caso é de 2,54 mm, obtém-se o coeficiente de 0,319.
Equação 11
( )
3.5.2. Fator geométrico (k) medido
Experimentalmente, a calibração da sonda foi executada conforme indicam os
trabalhos de Mancio et al. (2010) e Braun (2015). Com isso, foram diluídos diferentes três
diferentes teores de sal na água da rede de abastecimento local a uma temperatura de 23 2 ºC
61
no mesmo recipiente plástico cilíndrico utilizado nos ensaios de resistividade elétrica no
estado fresco (aproximadamente 30 x 40 cm).
Com o auxílio de um condutivímetro foi adicionado cloreto de sódio na água até que
se tivessem as condutividades de 10 mS/cm, 2 mS/cm e 1 mS/cm, que correspondem às
resistividades de 1 Ω.m, 5 Ω.m e 10 Ω.m, respectivamente. A cada condutividade alcançada
foram feitas três leituras de diferença de potencial dadas pelos voltímetros.
As leituras de resistividade obtidas, os coeficientes geométricos determinados e o
coeficiente final estão apresentados na Tabela 12.
Tabela 12 – Resultados da calibração da sonda
Resisitividade r (Ω-m) k1
Baixa ( 1 .m)
0,998004 0,48004
0,999001 0,46563
0,998502 0,46563
Média ( 5 .m)
5,125577 0,42230
5,122951 0,42221
5,130836 0,42430
Alta ( 10 .m)
9,487666 0,40900
9,389671 0,41119
9,478673 0,40896
k médio 0,434
Fonte: Elaborada pela autora
O fator geométrico encontrado é 36% maior do que o fator calculado, porém deve-se
observar que este valor depende unicamente das dimensões do equipamento.
Acredita-se que isto pode ter ocorrido em função da variação das dimensões de projeto
e efetivamente existentes após a produção das peças e montagem da sonda, pois a resina
empregada para garantir a solidarização e vedação da mesma pode ter introduzido erros nas
medidas.
Para o cálculo da resistividade elétrica foi adotado o fator geométrico obtido
experimentalmente.
62
4. APRESENTAÇÃO, ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
Tendo em vista a grande quantidade de dados obtidos, a partir da resistividade elétrica
no estado fresco, as demais variáveis de resposta serão apresentadas relacionando-as com a
resistividade elétrica no estado fresco.
4.1.RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO CONCRETO NO ESTADO FRESCO
A evolução da resistividade dos concretos estudados ao longo dos 120 minutos de
ensaio é apresentada nos gráficos da Figura 23, da Figura 24 e da Figura 25.
Figura 23 – Resistividade ao longo do tempo dos concretos estudados (0% CCA)
Fonte: Elaborada pela autora
Figura 24 – Resistividade ao longo do tempo dos concretos estudados (10% CCA)
Fonte: Elaborada pela autora
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0 20 40 60 80 100 120 140
(
m)
t (min)
0% CCA - Sem Aditivo
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0 20 40 60 80 100 120 140
(
m)
t (min)
0% CCA - Com Aditivo
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0 20 40 60 80 100 120 140
(
m)
t (min)
10% CCA - Sem Aditivo
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0 20 40 60 80 100 120 140
(
m)
t (min)
10% CCA - Com Aditivo
63
Figura 25 – Resistividade ao longo do tempo dos concretos estudados (20% CCA)
Fonte: Elaborada pela autora
Nos gráficos constam as médias das três leituras das duas amostras de cada traço
estudado sendo que cada amostra teve suas leituras feitas a cada dez minutos, ficando cinco
minutos de intervalo entre as duas.
Vê-se, na legenda, que os pontos mais claros são sempre da amostra número dois e, os
pontos mais coloridos, da amostra um. Sendo assim, percebe-se que as duas amostras
apresentaram valores sempre muito semelhantes entre si, e que as diferenças que acabaram
aparecendo em algumas podem ser decorrentes de misturas desiguais entre as duas ao longo
do ensaio, o que pode ter acarretado na exsudação de água em alguma delas.
Com base nesses resultados, obtiveram-se as médias de resistividade elétrica no estado
fresco de cada concreto, apresentadas na Tabela 13 e visualizadas nos gráficos da Figura 26,
da Figura 27 e da Figura 27.
Tabela 13 – Resistividades médias dos concretos (.m)
Relação
a/agl
Sem aditivo Com aditivo
0%CCA 10%CCA 20%CCA 0%CCA 10%CCA 20%CCA
0,35 3,26 3,46 3,97 5,28 4,96 5,06
0,45 4,69 4,39 4,93 6,78 6,51 6,58
0,55 5,29 5,35 5,39 7,51 8,62 7,91
0,65 6,36 6,59 5,85 9,75 9,27 9,43
Fonte: Elaborada pela autora
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0 20 40 60 80 100 120 140
(
m)
t (min)
20% CCA - Sem Aditivo
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0 20 40 60 80 100 120 140
(
m)
t (min)
20% CCA - Com Aditivo
64
Figura 26 – Relação entre resistividade no
estado fresco e relação a/c dos concretos com
0% de CCA
Fonte: Elaborada pela autora
Figura 27 – Relação entre resistividade no
estado fresco e relação a/agl dos concretos
com 10% de CCA
Fonte: Elaborada pela autora
Figura 28 – Relação entre resistividade no estado fresco e relação a/agl concretos com 20% de
CCA
Fonte: Elaborada pela autora
Pode-se observar, tanto nas Figura 23, 24 e 25 quanto nas Figuras 26, 27 e 28, que
para todos os traços estudados o aumento da relação água/cimento ou água/aglomerante
resultou em um acréscimo na resistividade elétrica, efeito que já era esperado por ser igual ao
estudado por Mancio et al. (2010) e Braun (2015). A presença de aditivo superplastificante e a
y = 18,688x2 - 4,5762x + 4,7112 R² = 0,9749
y = -8,9522x2 + 18,854x - 2,1763 R² = 0,9827
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
(
m)
a/c
0% CCA
y = -22,476x2 + 37,506x - 5,5136 R² = 0,9827
y = 7,8392x2 + 2,5265x + 1,6239 R² = 0,9994 3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
(
m)
a/c
10% CCA
y = 0,1914x2 + 14,246x + 0,0738 R² = 0,9993
y = -12,643x2 + 18,734x - 1,0132 R² = 0,9931 3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
(
m)
a/c
20% CCA
65
redução no teor de umidade das misturas também resultou em aumento nos valores, pois a
resistividade elétrica dos concretos com aditivo ficou em média 47% maior em relação aos
concretos sem aditivo. Já a cinza de casca de arroz apresenta alterações nos valores na ordem
de 1%.
Foram ajustadas curvas polinomiais para modelar o efeito da relação a/agl sobre a
resistividade elétrica dos concretos estudados. A partir destas curvas é possível estimar a
relação a/c ou a/agl de concretos no estado fresco com base na resistividade elétrica medida..
As equações, bem como as estimativas das relações a/c ou a/agl a partir destas, são
apresentadas no item 4.8.
A análise de variância da resistividade elétrica no estado fresco é apresentada na
Tabela 14, onde é apresentada a influência significativa do efeito isolado de cada um dos
fatores estudados e da interação entre eles sobre a variável de resposta.
Os fatores de controle envolvidos na análise foram: a presença ou não de aditivo
superplastificante (AD), o teor de substituição de cimento por cinza de casca de arroz (CCA)
e a relação água/cimento ou água/aglomerante (a/c). A variável de resposta foi a resistividade
elétrica dos concretos no estado fresco.
Tabela 14 – Análise de variância (ANOVA) para a resistividade elétrica no estado fresco
Efeito SQ GL MQ F p Efeito
Significativo
AD 32,9274 1 32,9274 256,633 0,000004 Sim
CCA 0,0024 2 0,0012 0,009 0,990771 Não
a/c 40,3571 3 13,4524 104,846 0,000014 Sim
AD*CCA 0,0544 2 0,0272 0,212 0,814865 Não
AD*a/c 2,3933 3 0,7978 6,218 0,028499 Sim
CCA*a/c 0,7577 6 0,1263 0,984 0,507435 Não
Error 0,7698 6 0,1283
Fonte: Elaborada pela autora
Onde: SQ = soma quadrada; gl = grau de liberdade; MQ = média quadrada; F= razão entre modelo e erro; P = nível de probabilidade; Preto= não
significativo; Vermelho = significativo.
Como pode ser visto, os fatores que apresentaram efeito significativo na resistividade
dos concretos – representados em vermelho e que apresentam valor „p‟ menor ou igual a 0,05
– foram a presença de „aditivo‟ e a „relação água/cimento‟ e a interação entre „aditivo‟ e
„relação água/cimento‟. Sendo assim, „cinza de casca de arroz‟ foi o único fator que não
apresentou influência significativa nestes resultados.
66
As médias dos efeitos isolados dos fatores „aditivo‟, „cinza de casca de arroz‟ e
„relação a/c so re a variável de resposta „resistividade‟ são apresentados, respectivamente, na,
Figura 29, Figura 30 e Figura 31.
Figura 29 – Efeito isolado do fator “AD” na
resistividade elétrica no estado fresco
Fonte: Elaborada pela autora
Figura 30 – Efeito isolado do fator “CCA” na
resistividade elétrica no estado fresco
Fonte: Elaborada pela autora
O efeito significativo do fator isolado „aditivo‟ na resistividade elétrica dos concretos
pode ser melhor visualizado no gráfico da Figura 29. Neste caso, houve aumento de 47,3%
nos valores médios de resistividade dos concretos sem aditivo para os com aditivo
superplastificante. Assim, a análise de variância confirma o valor que já havia sido citado
anteriormente. Apesar de não ter sido alterada a relação água/cimento ou água/aglomerante
das misturas, o efeito de repulsão estérica do aditivo superplastificante que causa afastamento
das partículas acaba por dificultar a passagem de corrente elétrica, diminuindo a
condutividade da solução, aumentando a resistividade.
Juntamente com o aditivo superplastificante, outro fator que auxiliou no aumento da
resistividade final das misturas é o teor de umidade (H), que foi diminuído nos concretos com
aditivo. Analisando-se a Equação 6 da página 34, percebe-se que o aumento da porosidade,
que corresponde ao teor de umidade e que está apresentada no denominador da equação,
resulta na diminuição da resistividade final. De forma contrária, a redução na porosidade (H)
ocasiona o aumento da resistividade final. Isso é confirmado quando analisado o gráfico da
Figura 29, onde a maior resistividade corresponde aos concretos de menor teor de umidade.
Ocorre também que, devido à diminuição do consumo de cimento nos concretos com
aditivo (ver Tabela 10 e Tabela 11), em função da redução do teor de umidade destes, há uma
67
menor concentração de íons dissolvidos na água que são responsáveis pela condução elétrica
em soluções aquosas, sendo esta outra possível causa da diminuição da condutividade elétrica.
Já o efeito da CCA não apresentou significância nas médias de resistividade final. A
substituição de 10% de cimento por CCA representou um aumento de 0,21%, e quando se
aumenta a substituição para 20% o acréscimo nos valores de resistividade é de 0,18%. Ao
comparar com os concretos sem cinza, a incorporação de 20% de CCA gera um aumento de
0,40% na resistividade. Essa influência tão baixa pode ser vista na quase linearidade do
gráfico da Figura 30. Estes resultados não coincidem com os trabalhos citados no item 2.5.2,
pois tanto no trabalho de Mancio et al. (2010), onde houve substituição de 25% de cimento
por cinza volante, quanto no trabalho de Braun (2015), onde a presença de pozolana ocorre no
cimento CPII-Z e CPIV, ocorreu aumento da resistividade quando houve essa diminuição de
cimento (ou de clínquer) e inserção de pozolana. Neste caso, provavelmente a CCA esteja
fornecendo íons condutivos à solução aquosa que se comportam de forma análoga aos íons
dissolvidos das partículas de cimento.
Figura 31 – Efeito isolado do fator “a/c” na resistividade elétrica no estado fresco
Fonte: Elaborada pela autora
Apesar de estar apresentado como “Relação a/c”, este fator envolve, tam ém, as
relações a/agl.
Percebe-se, tam ém, o efeito significativo do fator „relação a/c‟ no gráfico da Figura
31. O aumento médio da resistividade média dos concretos quando a relação a/agl passou de
0,35 para 0,45 foi de 31,6%, 18% quando foi de 0,45 para 0,55, e 17,8% quando a relação
68
a/agl de 0,55 aumentou para 0,65. A diferença final das médias de resistividade é de 81,2%
dos concretos com relação a/agl 0,35 para os concretos com relação a/agl 0,65. Sendo assim,
há uma importante relação entre o aumento da resistividade elétrica no estado fresco e o
acréscimo de água nas misturas, resultados que são reforçados pelas as colocações dos
trabalhos de Mancio et al. (2010) e de Braun (2015), ou seja, quanto menor a relação a/c ou
a/agl, maior é a concentração iônica e maior é condutividade da solução, diminuindo a
resistividade. Este efeito ocorre de forma inversa com o aumento da relação a/agl, onde os
íons dissolvidos estão mais dispersos na água.
Neste estudo, foi mantido o teor de umidade (H (%)) dos concretos constante, ou seja,
nos concretos sem aditivos o H foi fixado em 9,0% e nos concretos com aditivo o H foi fixado
em 7,5%. Com isso houve uma diminuição no consumo de cimento para o aumento da relação
a/agl, ou seja, em menores relações a/agl havia mais cimento e, com isso, mais íons solúveis
(principalmente OH-, K
+, SO4
2-, e Ca
2+) nos poros do concreto que são responsáveis pela
migração de elétrons na solução, gerando maior condutividade elétrica na mistura (menor
resistividade). De forma contrária, nas misturas de maior relação a/agl, havia menor
quantidade de cimento e os íons disponíveis estiveram mais dispersos no mesmo volume de
água, gerando uma maior dificuldade na passagem de corrente elétrica, aumentando a
resistividade da solução. Desta forma, pode-se associar a resistividade elétrica no estado
fresco também com o consumo de cimento dos concretos.
Foi, por último, analisado o efeito isolado dos fatores “Tempo” e “a/agl” sobre as
médias de resistividade dos concretos, bem como a interação entre eles. Esses efeitos são
apresentados na Tabela 15 e o efeito do tempo pode ser visualizado na Figura 32.
Tabela 15 – Análise de variância (ANOVA) dos fatores “Tempo” e “a/agl” para a
resistividade elétrica no estado fresco
Efeito SQ GL MQ F p Efeito
Significativo
T (min) 3,15 10 0,32 0,165 0,998346 Não
a/agl 847,09 2 423,55 221,097 0,000000 Sim
T (min)*a/agl 5,27 20 0,26 0,138 0,999998 Não
Error 695,38 363 1,92
Onde: SQ = soma quadrada; gl = grau de liberdade; MQ = média quadrada; F= razão entre modelo e erro; P = nível de probabilidade; Preto= não
significativo; Vermelho = significativo.
Fonte: Elaborada pela autora
69
Figura 32 – Efeito isolado do fator “Tempo” na resistividade elétrica no estado fresco
Fonte: Elaborada pela autora
Percebe-se, portanto, que o tempo não apresenta influência significativa sobre a
resistividade elétrica no estado fresco, mesmo que essa tenha apresentado relativa diminuição
nos traços com aditivo e com cinza de casca de arroz, visualizada na Figura 24 e na Figura 25.
Esses resultados confirmam o que foi apresentado nos trabalhos de Mancio et al. (2010) e
Braun (2015), onde análises estatísticas também mostraram que o tempo não teve efeito
significativo sobre a resistividade elétrica dos concretos no estado fresco.
O efeito da interação entre os três fatores “AD”, “CCA” e “a/c” sobre a resistividade
pode ser visualizado no gráfico da Figura 33.
Figura 33 – Interação entre os fatores “CCA”, “a/c” e “AD” na reistividade elétrica no estado
fresco
Fonte: Elaborada pela autora
70
No gráfico à esquerda da Figura 33 as médias de resistividade dos concretos sem
aditivo aparecem todas com valores menores, porém elevando-se conforme o aumento da
relação água/aglomerante. À direita estão as resistividades médias dos concretos com aditivo
superplastificante, as quais apresentam em geral valores maiores e, também, sendo elevados
quando do aumento da relação água/aglomerante. A influência da CCA fica um pouco mais
visível para cada traço apresentado separadamente, porém ainda com pouca interferência nos
resultados se comparada à importância dos outros dois fatores, principalmente pelo fato de
que as resistividades de concretos com CCA mantiveram-se no mesmo nível dos concretos
sem a adição.
4.2. ABATIMENTO DE TRONCO DE CONE
A Figura 34, a Figura 35 e a Figura 36, apresentam a variação da resistividade elétrica
e do abatimento de tronco com o aumento da relação água/cimento (ou a/agl). A resistividade
é representada pela linha azul com seu eixo à esquerda e o abatimento é apresentado pelas
barras vermelhas com eixo à direita.
Figura 34 – Variação da resistividade elétrica e do abatimento de tronco de cone (0% CCA)
Fonte: Elaborada pela autora
0
50
100
150
200
0
2
4
6
8
10
0,35 0,45 0,55 0,65a/c
Ab
atim
en
to (
mm
)
(
m)
0%CCA - Sem Aditivo
0
50
100
150
200
0
2
4
6
8
10
0,35 0,45 0,55 0,65
a/c
Ab
atim
en
to (
mm
)
(
m)
0%CCA - Com Aditivo
71
Figura 35 – Variação da resistividade elétrica e do abatimento de tronco de cone (10% CCA)
Fonte: Elaborada pela autora
Figura 36 – Variação da resistividade elétrica e do abatimento de tronco de cone (20% CCA)
Fonte: Elaborada pela autora
A primeira observação a ser realizada é que estes concretos foram moldados no verão
e podem ter sofrido influência das condições ambientais adversas. Na tomada de decisão para
definir parâmetros a serem seguidos na execução do programa experimental, como já citado,
optou-se por manter constante o teor de umidade H(%), em níveis diferentes para os concretos
com e sem aditivo, baseado em registros de trabalhos anteriores, como Krug (2011),
Gonçalves (2011) e Fedumenti (2013). Procurou-se adotar um H (%) elevado nos concretos
sem aditivo (9%), no entanto o abatimento obtido foi ainda muito baixo. Já nos concretos com
aditivo, cujo teor em relação à massa de cimento foi mantido constante e com a adoção de um
H igual a 7,5%, o aditivo agiu de forma esperada apenas nas relações a/agl mais baixas, onde
o consumo de cimento é maior. O aditivo empregado atua nas partículas de cimento e, se o
consumo deste for baixo, menor será a quantidade de aditivo empregada e menor vai ser o seu
efeito na consistência do concreto.
0
50
100
150
200
0
2
4
6
8
10
0,35 0,45 0,55 0,65a/c
Ab
atim
en
to (
mm
)
(
m)
10%CCA - Sem Aditivo
0
50
100
150
200
0
2
4
6
8
10
0,35 0,45 0,55 0,65a/c
Ab
atim
en
to (
mm
)
(
m)
10%CCA - Com Aditivo
0
50
100
150
200
0
2
4
6
8
10
0,35 0,45 0,55 0,65a/c
Ab
atim
en
to (
mm
)
(
m)
20%CCA - Sem Aditivo
0
50
100
150
200
0
2
4
6
8
10
0,35 0,45 0,55 0,65
a/c
Ab
atim
en
to (
mm
)
(
m)
20%CCA - Com Aditivo
72
Também é possível observar, de maneira contrária ao esperado, que o aumento no teor
de CCA levou a um aumento na consistência do concreto. Procurou-se manter o volume de
pasta constante, no entanto, como pode ser observado nos consumos efetivos praticados e
apresentados na Tabela(A) 1 e na Tabela(A) 2 do Apêndice, ocorreu um aumento médio de
5% no volume de pasta ao empregar 10% de CCA e de 10% ao empregar 20% de CCA. Este
aumento no volume de pasta pode explicar o aumento da consistência dos concretos com
CCA.
Com os gráficos apresentados, é possível visualizar que não existe uma relação direta
da resistividade elétrica do concreto no estado fresco com o abatimento de tronco de cone dos
concretos estudados, reforçando o fato de que o controle do recebimento e a aceitação
provisória do concreto pelo abatimento de tronco cone ainda confere um caráter subjetivo à
questão.
4.3. TAXA DE ABSORÇÃO DE ÁGUA CAPILAR
São apresentadas na Figura 37, através das barras vermelhas, as taxas de absorção
capilar dos concretos estudados obtidas pelo ensaio de absorção capilar e, nas linhas azuis, a
resistividade elétrica dos mesmos. São apresentadas, também, na Tabela 16 as porosidades
efetivas de cada traço. Estes resultados referem-se à média de três amostras retiradas de um
corpo de prova prismático, conforme descrito no item 3.4.3.
Figura 37 – Taxa de absorção capilar e resistividade dos concretos estudados no estado fresco
Fonte: Elaborada pela autora
Observa-se que não houve uma relação direta da evolução da taxa de absorção capilar
com o aumento da relação a/agl dos concretos, apesar de todas as amostras com relação a/agl
0
2
4
6
8
10
12
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,3
50
,45
0,5
50
,65
0,3
50
,45
0,5
50
,65
0,3
50
,45
0,5
50
,65
0,3
50
,45
0,5
50
,65
0,3
50
,45
0,5
50
,65
0,3
50
,45
0,5
50
,65
ρ (Ω
m)
Taxa
de
ab
sorç
ão
(g/c
m²*
min
^1/2
)
Relação a/c
abs
ρ
Com Aditivo Sem Aditivo
0% CCA 0% CCA 10% CCA 10% CCA 20% CCA 20% CCA
73
0,35 terem apresentado taxa de absorção menor do que as amostras de relação a/gl 0,65.
Assim, não houve uma relação linear com os resultados de resistividade elétrica no estado
fresco. Percebe-se também um leve aumento médio de 8,2% na taxa de absorção capilar dos
concretos com aditivo para os sem aditivo, porém, os primeiros apresentaram picos de
elevação da taxa de absorção nos concretos com relação a/c e a/agl 0,55 e 0% e 20% de CCA,
onde esses valores ficaram em 0,16 e 0,17 g/cm²×min1/2
, respectivamente, sendo que os
demais concretos com aditivo permaneceram abaixo de 0,14 g/cm²×min1/2
.
A taxa de absorção (em g/cm²*min1/2
) dos concretos com relação a/agl 0,35 foi, em
média 0,101, para a relação a/agl 0,45 foi de 0,121, para a/agl 0,55 foi 0,139 e para os
concretos com relação a/agl 0,65, a taxa de absorção média é de 0,137. Sendo assim, o
aumento da taxa quando a relação a/agl passou de 0,35 para 0,45 foi de 20%, de 0,45 para
0,55 o acréscimo foi de 15,6% e de 0,55 para 0,65 houve decréscimo 1,7%.
A partir do ensaio de absorção de água foi possível calcular a porosidade efetiva
vinculada à absorção capilar do concreto, cujos dados são apresentados na Tabela 16.
Tabela 16 – Porosidade efetiva dos concretos estudados
CCA
(%) a/agl Aditivo Pef (%) Aditivo Pef (%)
0 0,35 Sem 13,74 Com 10,79
0 0,45 Sem 13,75 Com 11,66
0 0,55 Sem 13,97 Com 14,08
0 0,65 Sem 14,86 Com 12,50
10 0,35 Sem 13,58 Com 12,75
10 0,45 Sem 15,15 Com 12,25
10 0,55 Sem 14,88 Com 13,27
10 0,65 Sem 15,91 Com 13,79
20 0,35 Sem 16,73 Com 13,80
20 0,45 Sem 17,43 Com 16,66
20 0,55 Sem 15,69 Com 15,20
20 0,65 Sem 15,71 Com 14,92
Fonte: Elaborada pela autora
A porosidade efetiva dos concretos apresentou uma relação direta com a relação a/agl
apenas nos concretos sem CCA e sem aditivo, observando-se um aumento das porosidades
médias de 6,7% da relação a/c 0,35 para 0,45, 0,2% quando o a/c passou de 0,45 para 0,55 e
0,7% da a/c 0,55 para 0,65.
No entanto, quando foi empregada CCA, nos concretos com e sem aditivo, houve um
aumento médio da porosidade efetiva na ordem de 6% para o teor de CCA de 10% e de 20%
74
para o teor de CCA de 20%. Nos concretos com CCA a microestrutura pode se modificar,
fazendo com que haja um refinamento de poros, levando a um aumento dos poros menores,
responsáveis pela sucção capilar. Também pode ser observado que, em média, os concretos
com aditivos apresentaram menor porosidade efetiva, na ordem de 11%, justamente pela
diminuição do teor de umidade H destas misturas em relação aos concretos sem aditivo.
4.4. RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO
Os resultados do valor potencial de resistência à compressão dos concretos para as
idades de 7, 28 e 63 dias estudados são apresentados na Tabela 17. Foram adotados os
maiores valores de resistência como resultado final, em função de estes representarem o
potencial dos traços, e de que todas as amostras apresentaram valores semelhantes.
Tabela 17 – Resistência à compressão dos concretos estudados
CCA
(%) a/agl Aditivo
fc 7
(MPa)
fc 28
(MPa)
fc 63
(MPa) Aditivo
fc 7
(MPa)
fc 28
(MPa)
fc 63
(MPa)
0 0,35 Sem 40,1 53,1 51,6 Com 51,5 54,0 68,8
0 0,45 Sem 27,8 39,3 46,2 Com 35,3 47,6 43,7
0 0,55 Sem 34,3 37,5 36,2 Com 22,9 32,5 32,0
0 0,65 Sem 21,3 28,3 27,5 Com 16,6 23,7 25,2
10 0,35 Sem 45,5 54,1 52,8 Com 41,4 56,9 58,7
10 0,45 Sem 35,2 43,4 46,3 Com 26,4 37,8 43,6
10 0,55 Sem 26,1 30,3 32,2 Com 19,0 32,8 34,4
10 0,65 Sem 18,9 31,0 29,0 Com 13,0 19,5 26,2
20 0,35 Sem 37,9 53,3 51,4 Com 38,2 49,6 51,8
20 0,45 Sem 25,9 41,3 40,0 Com 22,6 33,4 38,3
20 0,55 Sem 25,5 40,1 43,0 Com 18,1 27,6 32,4
20 0,65 Sem 19,1 30,0 36,7 Com 11,2 19,7 22,6
Fonte: Elaborada pela autora
Observa-se que o aumento da relação a/c ou a/agl resulta na diminuição da resistência
à compressão, como já era esperado em função do aumento da porosidade dos concretos.
Porém, os concretos com maiores relações a/agl foram também os que apresentaram, em
geral, maior acréscimo de resistências ao longo do tempo. Em média o aumento da resistência
à compressão dos 7 para os 63 dias foi de 31,8% para os concretos com relação a/agl 0,35,
51,7% nos concretos com fator a/agl 0,45, 49,5% para os com relação a/agl 0,55 e 71,8% nos
concretos com 0,65 de relação a/agl.
75
Para as mesmas idades, a substituição de cimento por cinza de casca de arroz resultou
num aumento médio da resistência à compressão de 51,8% quando teor de substituição foi de
10% e de 67,0% quando esse teor foi elevado para 20%. Já nos concretos que não tiveram esta
adição o aumento médio da resistência à compressão foi de 34,7%. Porém, o principal
aumento de resistência dos concretos se deu dos 7 para os 28 dias, como pode ser visto nos
gráficos da Figura 38, da Figura 39, e da Figura 40 que apresentam a relação entre as
resistências à compressão aos 7, 28 e 63 dias e a resistividade elétrica. Como já visto, o
aditivo eleva significativamente os resultados de resistividade elétrica, portanto foram
elaborados dois gráficos para melhorar a visualização dos resultados.
A fim de verificar se a diferença entre os valores obtidos é significativa, realizou-se
uma ANOVA dos dados de resistência à compressão (Tabela 18), sendo analisada a influência
dos fatores de controle aditivo (AD); cinza de casca de arroz (CCA), relação água/cimento ou
água/aglomerante (a/c) e idade (IDD), bem como o efeito da interação entre eles.
Tabela 18 – Análise de variância (ANOVA) para resistência à compressão
Efeito SQ GL MQ F p
AD 247,014 1 247,014 50,90 0,0000
CCA 304,343 2 152,171 31,36 0,0000
a/c 13320,0 3 4440,01 914,99 0,0000
IDD 3936,92 2 1968,46 405,66 0,0000
AB 269,043 2 134,521 27,72 0,0000
AC 496,772 3 165,591 34,12 0,0000
AD 52,831 2 26,4155 5,44 0,0063
BC 257,897 6 42,9829 8,86 0,0000
BD 58,6244 4 14,6561 3,02 0,0232
CD 36,8415 6 6,14025 1,27 0,2842
ABC 298,195 6 49,6992 10,24 0,0000
ABD 94,4553 4 23,6138 4,87 0,0016
ACD 115,017 6 19,1695 3,95 0,0018
BCD 112,622 12 9,38519 1,93 0,0440
ABCD 128,044 12 10,6703 2,20 0,0205
Resíduo 349,38 72 4,8525
Total (corrigido) 20078,0 143
Fonte: Elaborada pela autora
Onde: SQ = soma quadrada; gl = grau de liberdade; MQ = média quadrada; F= razão entre modelo e erro; P = nível de probabilidade; Preto= não
significativo; Vermelho = significativo.
76
A Figura 38, a Figura 39 e a Figura 40 apresentam a relação linear entre resistência à
compressão e a resistividade elétrica no estado fresco dos concretos com, respectivamente,
0%, 10% e 20% de CCA.
Figura 38 – Relação entre resistência à compressão e resistividade elétrica no estado fresco de
concretos com 0% de CCA
Fonte: Elaborada pela autora
Figura 39 – Relação entre resistência à compressão e resistividade elétrica no estado fresco de
concretos com 10% de CCA
Fonte: Elaborada pela autora
y = -0,1123x + 8,3032 R² = 0,8416
y = -0,125x + 9,835 R² = 0,9847
y = -0,1167x + 9,6048 R² = 0,9326
3
4
5
6
7
8
9
10
0 10 20 30 40 50 60 70
(
.m)
fc (MPa)
Sem aditivo - 0% CCA
y = -0,1127x + 10,897 R² = 0,8818
y = -0,1271x + 12,35 R² = 0,9027
y = -0,0888x + 11,103 R² = 0,8468
3
4
5
6
7
8
9
10
0 10 20 30 40 50 60 70
(
.m)
fck (MPa)
Com aditivo - 0% CCA
y = -0,1153x + 8,5661 R² = 0,9791
y = -0,108x + 9,2313 R² = 0,8347
y = -0,1138x + 9,5055 R² = 0,923
3
4
5
6
7
8
9
10
0 10 20 30 40 50 60 70
(
.m)
fc (MPa)
Sem aditivo - 10% CCA
y = -0,1578x + 11,277 R² = 0,9561
y = -0,1218x + 11,814 R² = 0,9033
y = -0,1401x + 13,047 R² = 0,9697
3
4
5
6
7
8
9
10
0 10 20 30 40 50 60 70
(
.m)
fck (MPa)
Com aditivo - 10% CCA
77
Figura 40 – Relação entre resistência à compressão e resistividade elétrica no estado fresco de
concretos com 20% de CCA
Fonte: Elaborada pela autora
Percebe-se que existe uma boa relação entre resistência à compressão e resistividade
elétrica no estado fresco dos concretos, em função de que o coeficiente de determinação R²
aos 7 dias foi de aproximadamente 84% para os concretos sem aditivo, e acima de 88% para
os concretos com aditivo; aos 28 dias esses valores se elevam para acima de 83% e 90%,
respectivamente; e, para os 63 dias, o coeficiente de determinação fica acima de 82% para os
concretos sem aditivo e acima de 84% para os com aditivo superplastificante.
As relações lineares obtidas confirmam a hipótese de que pode ser obtida uma
previsão da resistência à compressão dos concretos a partir da medida de resistividade elétrica
no estado fresco. Como se pode ver na Figura 38, Figura 39 e na Figura 40, os concretos de
maior relação água/aglomerante são aqueles de maior resistividade elétrica, e são também
aqueles que apresentaram menores valores de resistência à compressão. Da mesma forma,
aqueles com menores resistividades, são os que resultaram em maiores resistências á
compressão.
y = -0,1001x + 7,7438 R² = 0,9555
y = -0,082x + 8,4065 R² = 0,9506
y = -0,1157x + 9,9789 R² = 0,8248
3
4
5
6
7
8
9
10
0 10 20 30 40 50 60 70
(
.m)
fc (MPa)
Sem aditivo - 20% CCA
y = -0,1566x + 10,777 R² = 0,9363
y = -0,143x + 11,909 R² = 0,9554
y = -0,1508x + 12,717 R² = 0,9843
3
4
5
6
7
8
9
10
0 10 20 30 40 50 60 70
(
.m)
fck (MPa)
Com aditivo - 20% CCA
78
4.5.RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO CONCRETO NO ESTADO ENDURECIDO
A resistividade elétrica dos concretos estudados foi medida ao longo do tempo até a
idade de 63 dias, esta evolução é apresentada na Figura 41.
Figura 41 – Evolução da resistividade dos concretos no estado endurecido
Fonte: Elaborada pela autora
Observa-se que a tendência de comportamento da evolução da resistividade elétrica no
estado endurecido foi similar para todos os concretos estudados, pois todos eles apresentaram
aumento ao longo do tempo. Porém, percebe-se nitidamente que o fator de maior influência
nestes resultados foi a CCA, confirmando que a CCA contribui para o desenvolvimento de
resistências e transformação da microestrutura em idades mais avançadas (KRUG, 2011).
0
200
400
600
800
1000
1200
0 20 40 60
(
.m)
Idade (dias)
a/c e a/agl 0,35
0
200
400
600
800
1000
1200
0 20 40 60
(
.m)
Idade (dias)
a/c e a/agl 0,45
0
200
400
600
800
1000
1200
0 20 40 60
(
.m)
Idade (dias)
a/c e a/agl 0,55
0
200
400
600
800
1000
1200
0 20 40 60
(
.m)
Idade (dias)
a/c e a/agl0,65
79
Quando verificado o aumento nestes resultados ao longo do tempo, percebe-se ainda
mais a influência da pozolana, pois a resistividade dos concretos sem CCA dos 7 para os 28
dias aumentou em média 35,7%, nos concretos com 10% de CCA o acréscimo de 122,5% e
nos traços com 20% de CCA, este aumento na resistividade foi de 253,8%. Aos 63 dias, a
cinza de casca de arroz se destacou ainda mais, pois se comparados com as resistividades
apresentadas aos 7 dias, os concretos com 0%, 10% e 20% de CCA apresentaram aumento
médio de 71%, 198,9% e 535,8%, respectivamente.
Mais uma vez é possível relacionar esses resultados com a relação água/aglomerante e
com o consumo de cimento, pois este material, enquanto na forma de solução, auxilia a
migração de elétrons através de seus íons dissolvidos que, após a cura, viram uma matriz
cimentícia rígida que passa a impedir a passagem de corrente elétrica. Sendo assim, pode-se
explicar que as maiores relações a/agl dos concretos estudados possuíam menor concentração
íons dissolvidos no estado fresco (menos condutividade) e maior porosidade no estado
endurecido (menor resistividade).
É importante lembrar também que as amostras tiveram cura submersa em solução de
água com cal e que no momento dos ensaios elas foram secas apenas superficialmente. Esta
situação aumenta a condutividade de concretos com maiores relações a/agl, pois seus poros
estão preenchidos com solução iônica que conduz eletricidade. Caso a cura fosse de outra
forma, onde as amostras estivessem secas, provavelmente ocorreria o efeito contrário, em
função de que os poros estariam preenchidos com ar, que é resistivo (Proceq, 2015). relação
entre Resistividade elétrica no estado fresco e absorção capilar
4.6. ESTIMATIVA DA RELAÇÃO A/C E A/AGL A PARTIR DA RESISTIVIDADE
ELÉTRICA
Para a determinação da estimativa de relação água/cimento e água/aglomerante dos
concretos no estado fresco, foram elaboradas equações com base nas curvas dos gráficos
apresentados na Figura 26, na Figura 27 e na Figura 28, que serão apresentadas a seguir. Nas
tabelas em seguida às equações, estão apresentadas as médias das relações a/agl estimadas
com cada equação com base nos valores de resistividade medidos durante as duas horas de
ensaios das duas amostras. São, também, apresentadas as médias de desvio padrão, os
coeficientes de variação e os erros médio, máximo e mínimo dos resultados estimados em
relação aos valores efetivos.
80
Concretos com 0% de CCA sem aditivo superplastificante
√
Equação 12
Tabela 19 – Comparação entre a relação a/c efetiva e a estimada (0% CCA sem aditivo)
Relação a/c
efetiva Relação a/c
estimada Desvio
Padrão Coeficiente
de Variação Erro médio
(%)
0,35 0,34 ± 0,016 0,008 2,22% 2,12% 0,45 0,47 ± 0,048 0,024 5,22% 4,27%
0,55 0,53 ± 0,026 0,013 2,53% 4,23%
0,65 0,66 ± 0,032 0,016 2,44% 2,44% Fonte: Elaborada pela autora
Concretos com 10% de CCA sem aditivo superplastificante
√
Equação 13
Tabela 20 – Comparação entre a relação a/agl efetiva e a estimada (10% CCA sem aditivo)
Relação
a/agl
efetiva
Relação
a/agl
estimada
Desvio
Padrão Coeficiente
de Variação Erro médio
(%)
0,35 0,35 ± 0,044 0,022 6,37% 3,42% 0,45 0,45 ± 0,020 0,010 2,21% 1,81%
0,55 0,55 ± 0,018 0,009 1,69% 1,23%
0,65 0,65 ± 0,018 0,009 1,42% 1,21% Fonte: Elaborada pela autora
Concretos com 20% de CCA sem aditivo superplastificante
√
Equação 14
Tabela 21 – Comparação entre a relação a/agl efetiva e a estimada (20% CCA sem aditivo)
Relação
a/agl
efetiva
Relação
a/agl
estimada
Desvio
Padrão Coeficiente
de Variação Erro médio
(%)
0,35 0,35 ± 0,018 0,009 2,59% 1,86% 0,45 0,46 ± 0,022 0,011 2,45% 2,89%
0,55 0,54 ± 0,050 0,025 4,74% 4,69%
0,65 0,64 ± 0,048 0,024 3,76% 3,10% Fonte: Elaborada pela autora
81
Concretos com aditivo superplastificante e 0% de CCA
√
Equação 15
Tabela 22 – Comparação entre a relação a/c efetiva e a estimada (0% CCA com aditivo)
Relação a/c
efetiva Relação a/c
estimada Desvio
Padrão Coeficiente
de Variação Erro médio
(%)
0,35 0,33 ± 0,064 0,032 9,61% 7,52% 0,45 0,47 ± 0,080 0,040 8,49% 7,51%
0,55 0,53 ± 0,024 0,012 2,36% 4,11%
0,65 0,66 ± 0,026 0,013 1,92% 1,91% Fonte: Elaborada pela autora
Concretos com aditivo superplastificante e 10% de CCA
√
Equação 16
Tabela 23 – Comparação entre a relação a/agl efetiva e a estimada (10% CCA com aditivo)
Relação
a/agl
efetiva
Relação
a/agl
estimada
Desvio
Padrão Coeficiente
de Variação Erro médio
(%)
0,35 0,35 ± 0,018 0,009 2,66% 2,69% 0,45 0,43 ± 0,016 0,008 1,77% 3,83%
0,55 0,58 ± 0,042 0,021 3,66% 4,70%
0,65 0,64 ± 0,148 0,074 11,56% 9,65% Fonte: Elaborada pela autora
Concretos com aditivo superplastificante e 20% de CCA
√
Equação 17
Tabela 24 – Comparação entre a relação a/agl efetiva e a estimada (20% CCA com aditivo)
Relação
a/agl
efetiva
Relação
a/agç
estimada
Desvio
Padrão Coeficiente
de Variação Erro médio
(%)
0,35 0,35 ± 0,018 0,009 2,58% 2,15% 0,45 0,45 ± 0,028 0,014 3,04% 2,87%
0,55 0,55 ± 0,026 0,013 2,39% 1,87%
0,65 0,65 ± 0,054 0,027 4,19% 3,56% Fonte: Elaborada pela autora
82
Os resultados apresentados confirmam o grande potencial do ensaio de resistividade
elétrica em determinar a relação a/agl do concreto ainda no estado fresco. Em geral, a maioria
dos resultados estimados de relação a/agl foram iguais aos valores efetivos, principalmente
nos concretos sem aditivo e com 10% de CCA e com aditivo e 20% de CCA, o que mostra
que para adições de CCA feitas no concreto é possível encontrar, por esse método, a relação
a/agl no estado fresco.
Os baixos valores de desvio padrão e coeficiente de variação, que ficaram em média
0,019 e 3,83%, respectivamente, demonstram a acuidade dos ensaios. Os valores médios de
erro ficaram entre 1,21% e 9,65%, e apresentaram uma média de 3,57%, o que confirma a
qualidade e exatidão do método. Estes resultados foram semelhantes aos encontrados nos
trabalhos de Mancio et al. (2010) e Braun (2015).
Nos trabalhos citados houve uma tendência de minoração do erro percentual quando a
relação a/agl foi diminuída, tendência esta que não foi observada para os concretos estudados
neste trabalho, mesmo que o menor erro médio tenha sido o dos concretos com relação a/c
0,35, não há uma tendência de aumento de erro com o aumento da relação. O que se pode
observar, porém, é que os maiores erros médios foram obtidos nos concretos com aditivo
(9,65% e 7,52% nos concretos com 0% e 10% de CCA, respectivamente).
4.7. ESTIMATIVA DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO A PARTIR DA
RESISTIVIDADE ELÉTRICA
A partir dos valores observados de resistência à compressão para cada relação a/c ou
a/agl dos concretos estudados, foram elaboradas equações matemáticas da curva de Abrams
aos 28 dias para cada concreto estudado, apresentadas na Tabela 25. As curvas ajustadas para
os concretos com 0%, 10% e 20% de CCA são ilustradas na Figura 42, na Figura 43 e na
Figura 44, respectivamente. Estas estão correlacionadas com as curvas ajustadas de
resistividade elétrica já apresentadas no item 4.2.
Tabela 25 – Equações de ajustes da curva de Abrams, 28dias
Aditivo CCA (%) Equação R² (%)
Sem 0 LOG(fc) = 2,0440-0,9120*a/c 94,2
Sem 10 LOG(fc) = 2,0159-0,8071*a/agl 92,0
Sem 20 LOG(fc) = 2,0177-0,8322*a/agl 93,0
Com 0 LOG(fc) = 2,1485-1,1895*a/c 95,1
Com 10 LOG(fc) = 2,2963-1,5468*a/agl 96,8
Com 20 LOG(fc) = 2,1646-1,3394*a/agl 98,3
Fonte: Elaborada pela autora
83
Figura 42 – Diagrama de correlação entre resistividade e resistência à compressão (0% CCA)
Fonte: Elaborada pela autora
Figura 43 – Diagrama de correlação entre resistividade e resistência à compressão (10%
CCA)
Fonte: Elaborada pela autora
84
Figura 44 – Diagrama de correlação entre resistividade e resistência à compressão (20%
CCA)
Fonte: Elaborada pela autora
Observa-se, nos diagramas apresentados, que o aumento da relação a/c ou a/agl gera
um aumento também da resistividade elétrica e uma diminuição na resistência à compressão
dos concretos estudados. Os concretos com aditivo superplastificante e com menor teor de
umidade apresentaram maiores resistividade e, em geral, menores resistências, porém as
curvas ajustadas destes concretos apresentam uma inclinação maior, o que demonstra a
possibilidade de resistências maiores que os concretos de referência para relações a/agl
menores.
Com esses diagramas, percebe-se que é possível partindo-se de uma resistividade
elétrica determinada no estado fresco do concreto é possível obter a relação a/c ou a/agl desse
material com grande aproximação e, com isso, pode-se estimar a resistência à compressão que
este concreto alcançará aos 28 dias de idade. Ressalta-se que devem ser elaborados diagramas
específicos para diferentes tipos de cimento, teores de umidade e adições.
85
5. CONCLUSÃO
A resistividade elétrica demonstrou-se bastante eficaz para determinar a relação
água/cimento ou água/aglomerante de concretos no estado fresco.
Com os resultados encontrados neste trabalho, é possível perceber que a resistividade
elétrica do concreto no estado fresco é fortemente influenciada pela relação água/cimento e
água/aglomerante dos concretos, sendo que quanto maior a relação a/agl da massa, maior
também a resistividade elétrica, o que pode ser explicado pela alteração na concentração de
íons dissolvidos nas misturas, que acarreta também na mudança da condutividade elétrica
destas. Esta característica é visualizada também na relação entre o consumo de cimento com a
resistividade elétrica no estado fresco, onde os concretos com maior consumo de cimento
apresentaram menores resistividades, o que também pode ser explicado pela concentração de
íons solúveis nos poros do concreto.
A cinza de casca de arroz não tem influência significativa na resistividade elétrica no
estado fresco, pois a tendência de comportamento observada nos concretos sem CCA é
repetida nos concretos com a substituição de 10% ou de 20% de cimento por cinza de casca
de arroz.
O aditivo superplastificante e apresentam forte influência no aumento da resistividade
das misturas, o que pode ser atribuído ao maior afastamento das partículas que diminui a
condutividade elétrica. Pode estar ocorrendo, também, um efeito retardador na dissolução das
partículas de cimento na solução aquosa, fazendo com que diminua a presença de íons
disponíveis na solução, que poderiam vir a aumentar a condutividade elétrica. O teor de
umidade também é um fator que deve ser considerado em função de que o seu aumento causa
diminuição na resistividade elétrica. O efeito causado pela combinação destes dois fatosres
ampliou os valores de resistividade elétrica em quase 50%.
Quando comparados com outros ensaios realizados nos concretos, obtiveram-se
resultados bastante satisfatórios, e em sua maioria já esperados.
Não foi encontrada correlação entre os resultados dos ensaios de abatimento de tronco
de cone e os valores de resistividade elétrica. O que pode ter influenciado no comportamento
do a atimento são os fatores não controlados „umidade relativa do ar‟ e „temperatura‟, pois
estes ensaios foram realizados no verão, onde ocorrem temperaturas bastante altas com
umidades muito baixas em alguns dias e com uma chuva essas características alteravam
significativamente. Porém, deve-se lembrar que estas situações também ocorrem em obra e da
mesma forma podem afetar o ensaio de abatimento.
86
Há uma forte relação entre a resistividade elétrica dos concretos no estado fresco com
a resistência à compressão para todas as idades estudadas, sendo que os concretos com menor
resistividade são aqueles que, em geral, apresentam maiores resistências à compressão. Isso se
relaciona também com o consumo de aglomerante (cimento + CCA), pois os concretos com
maior resistência à compressão são aqueles que apresentaram maior consumo de aglomerante.
Sendo assim, pode-se inferir que a menor resistividade elétrica do concreto no estado fresco
corresponde a uma maior concentração de íons solúveis nos poros e indica que esta mistura
apresenta maior consumo de aglomerante, o que irá retornar uma maior resistência à
compressão.
Para a resistividade elétrica no estado endurecido, os fatores que mais influenciaram
nos resultados foram a cinza de casca de arroz e a idade. Quando estes resultados são
comparados com a resistividade no estado fresco, percebe-se uma correlação mais forte entre
os concretos com 10% de cinza de casca de arroz. Outro ponto importante a ser observado é o
efeito da relação a/c ou a/agl que se inverte nas resistividades dos concretos do estado fresco
para o estado endurecido, pois neste último, as amostras de maior relação a/agl são as que
apresentaram menor resistividade. Esse efeito pode ser devido à hidratação do cimento, pois
os traços que apresentaram menor resistividade no estado fresco são aqueles que tiveram
maior consumo de aglomerante, ou seja, o cimento que no estado fresco aumentada a
condutividade da mistura, no estado endurecido para a se tornar uma resistência à passagem
de corrente elétrica.
As porosidades efetivas médias apresentaram leves aumentos nos valores conforme o
aumento da relação a/agl. Já a taxa de absorção capilar não apresentou relações lineares com a
relação a/agl, apesar de ser sempre mais baixa para concretos com menor relação. Sendo
assim, também não houve relação direta com a resistividade elétrica.
Neste trabalho foi possível elaborar equações para a obtenção da relação a/agl dos
concretos tendo-se apenas a resistividade elétrica no estado fresco. Estas equações retornaram
desvios padrão e erros médios muito baixos, o que demonstra a eficiência do método.
Foi possível, por fim, elaborar diagramas de correlação entre resistividade elétrica e a
resistência à compressão aos 28 dias, obtendo-se equações a partir de curvas de Abrams
ajustadas. Estas equações se baseiam na relação a/agl dos concretos. Observa-se nos
diagramas a possibilidade da estimativa com grande aproximação da relação a/c ou a/agl dos
concretos ainda no estado fresco e, tendo-se este dado, pode-se estimar a resistência que este
material poderá alcançar aos 28 dias.
87
Estes resultados demonstram que a calibração de algum equipamento portátil ou que
não necessite de tanta aparelhagem pode vir a ser utilizado para o recebimento e aceitação de
lotes de concreto em obra. A utilização deste equipamento não excluiria a necessidade de
execução dos ensaios atualmente realizados para o controle do concreto, pois a consistência,
por exemplo, é muito importante para o adensamento do concreto nas fôrmas, bem como a
amostragem de material para ensaio de resistência à compressão em idades avançadas, que
demonstram valores reais da estrutura. O equipamento possibilitaria uma melhor verificação,
onde seria possível obter dados que são relevantes para resultados finais, como resistência à
compressão e durabilidade.
5.1.SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Surgem novas possibilidades de estudos ao longo do trabalho, são elas:
Elaboração de equipamento portátil para utilização em obra, aplicando-o em situações
reais de recebimento de lotes de concreto;
Análise da influência sobre a resistividade elétrica no estado fresco da adição de cinza
de casca de arroz em concretos mantendo-se os cosumos de cimento;
Verificação do comportamento de aditivos plastificantes frente à resistividade elétrica
dos concretos no estado fresco;
Análise de diferentes relações a/c e a/agl mantendo-se os consumos de cimento dos
concretos.
Análise de diferentes adições de aditivos plastificantes e superplastificantes para
teores de umidade (H) constantes.
88
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95
APÊNDICES
96
Tabela(A) 1 – Quantitativos dos concretos sem aditivos.
CC
A (
%)
a/c
Cim
en
toC
CA
Are
iaB
rita
Cim
en
to
(Kg)
CC
A
(Kg)
Are
ia
(Kg)
Bri
ta
(Kg)
Água
(L)
00
,35
10
1,1
41
,75
0,0
42
2,3
02
5,4
39
,03
7,8
13
91
53
8--
--
00
,45
10
1,7
52
,25
0,0
41
7,2
40
30
,17
38
,78
7,7
63
91
33
4--
--
00
,55
10
2,3
62
,75
0,0
41
4,0
50
33
,17
38
,63
7,7
33
91
23
1--
--
00
,65
10
2,9
73
,25
0,0
41
1,8
50
35
,23
38
,53
7,7
13
91
22
9--
--
10
0,3
50
,90
,06
81
,14
1,7
50
,04
22
,12
1,5
12
5,1
93
8,7
8,2
74
01
64
05
10
0,4
50
,90
,06
81
,75
2,2
50
,04
17
,13
1,1
72
9,9
73
8,5
48
,23
40
14
36
5
10
0,5
50
,90
,06
82
,36
2,7
50
,04
13
,97
0,9
53
2,9
93
8,4
38
,21
40
13
33
5
10
0,6
50
,90
,06
82
,97
3,2
50
,04
11
,80
,83
5,0
83
8,3
68
,19
40
12
31
5
20
0,3
50
,80
,13
61
,14
1,7
50
,04
21
,93
2,9
92
4,9
83
8,3
98
,72
41
17
42
9
20
0,4
50
,80
,13
61
,75
2,2
50
,04
17
,02
2,3
22
9,7
83
8,2
98
,74
11
53
71
0
20
0,5
50
,80
,13
62
,36
2,7
50
,04
13
,91
,93
2,8
23
8,2
38
,69
41
14
34
10
20
0,6
50
,80
,13
62
,97
3,2
50
,04
11
,75
1,6
34
,92
38
,19
8,6
84
11
33
21
0
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lum
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past
a (
L)
Vo
lum
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Kg
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(m³)
CO
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UM
O (
m³)
97
Tabela(A) 2 – Quantitativos dos concretos com aditivo.
CC
A (
%)
a/c
Cim
ento
CC
AA
reia
Bri
taC
imen
to
(Kg)
CC
A
(Kg)
Are
ia
(Kg)
Bri
ta
(Kg)
Águ
a
(L)
00
,35
10
1,5
72
,10
,04
19
,12
02
9,9
54
0,1
46
,69
39
13
33
----
00
,45
10
2,3
2,7
0,0
41
4,7
90
34
,01
39
,93
6,6
53
91
12
9--
--
00
,55
10
3,0
33
,30
,04
12
,06
03
6,5
83
9,7
96
,63
39
11
27
----
00
,65
10
3,7
73
,90
,04
10
,18
03
8,3
43
9,7
6,6
23
91
02
5--
--
10
0,3
50
,90
,06
81
,57
2,1
0,0
41
9,1
21
,29
29
,74
39
,86
7,1
40
14
35
5
10
0,4
50
,90
,06
82
,32
,70
,04
14
,79
13
3,8
33
9,7
17
,07
40
12
31
6
10
0,5
50
,90
,06
83
,03
3,3
0,0
41
2,0
60
,82
36
,58
39
,79
7,0
84
01
12
86
10
0,6
50
,90
,06
83
,77
3,9
0,0
41
0,1
80
,69
38
,34
39
,77
,07
40
11
27
6
20
0,3
50
,80
,14
1,5
72
,10
,04
19
,12
2,5
72
9,5
33
9,5
87
,54
11
53
61
1
20
0,4
50
,80
,14
2,3
2,7
0,0
41
4,7
91
,99
33
,64
39
,49
7,4
84
11
33
21
1
20
0,5
50
,80
,14
3,0
33
,30
,04
12
,06
1,6
43
6,5
83
9,7
97
,54
41
12
30
11
20
0,6
50
,80
,14
3,7
73
,90
,04
10
,18
1,3
93
8,3
43
9,7
7,5
24
11
12
81
1
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lum
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g)
Vo
lum
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(m
³)
CO
NS
UM
O (
m³)
98
Tabela(A) 3 – Resultados de resistência à compressão.
Aditivo CCA (5) a/agl Idade (dias) fc (MPa) Idade (dias) fc (MPa) Idade (dias) fc (MPa)
0 0 0,35 7 36,7 28 53,1 63 51,6
0 0 0,35 7 40,1 28 51,3 63 51,4
0 0 0,45 7 27,8 28 35,0 63 46,2
0 0 0,45 7 25,7 28 39,3 63 40,3
0 0 0,55 7 34,3 28 37,5 63 36,2
0 0 0,55 7 28,7 28 36,4 63 36,2
0 0 0,65 7 21,3 28 28,3 63 27,0
0 0 0,65 7 18,4 28 27,4 63 27,5
0 10 0,35 7 43,7 28 49,6 63 48,5
0 10 0,35 7 45,5 28 54,1 63 52,8
0 10 0,45 7 34,1 28 43,4 63 46,3
0 10 0,45 7 35,2 28 42,9 63 45,4
0 10 0,55 7 26,1 28 30,0 63 32,2
0 10 0,55 7 22,6 28 30,3 63 30,7
0 10 0,65 7 18,9 28 31,0 63 28,9
0 10 0,65 7 18,0 28 27,8 63 29,0
0 20 0,35 7 37,9 28 53,3 63 44,9
0 20 0,35 7 36,5 28 52,4 63 51,4
0 20 0,45 7 24,9 28 34,7 63 36,4
0 20 0,45 7 25,9 28 41,3 63 40,0
0 20 0,55 7 25,5 28 33,7 63 39,1
0 20 0,55 7 24,9 28 40,1 63 43,0
0 20 0,65 7 19,1 28 30,0 63 36,7
0 20 0,65 7 17,9 28 29,5 63 32,5
1 0 0,35 7 49,7 28 49,8 63 68,8
1 0 0,35 7 51,5 28 54,0 63 60,0
1 0 0,45 7 35,3 28 46,0 63 43,7
1 0 0,45 7 34,5 28 47,6 63 43,7
1 0 0,55 7 22,9 28 32,5 63 28,8
1 0 0,55 7 22,6 28 30,3 63 32,0
1 0 0,65 7 15,5 28 23,7 63 24,9
1 0 0,65 7 16,6 28 21,9 63 25,2
1 10 0,35 7 36,7 28 45,4 63 56,2
1 10 0,35 7 41,4 28 56,9 63 58,7
1 10 0,45 7 26,4 28 37,8 63 41,3
1 10 0,45 7 22,7 28 37,7 63 43,6
1 10 0,55 7 18,6 28 32,8 63 33,4
1 10 0,55 7 19,0 28 31,8 63 34,4
1 10 0,65 7 13,0 28 19,4 63 26,2
1 10 0,65 7 11,8 28 19,5 63 24,8
1 20 0,35 7 36,6 28 49,6 63 51,5
1 20 0,35 7 38,2 28 47,8 63 51,8
1 20 0,45 7 22,6 28 30,1 63 35,4
1 20 0,45 7 22,5 28 33,4 63 38,3
1 20 0,55 7 18,1 28 27,1 63 32,4
1 20 0,55 7 18,1 28 27,6 63 31,7
1 20 0,65 7 10,5 28 19,7 63 22,6
1 20 0,65 7 11,2 28 18,2 63 21,7
99
Tabela(A) 4 – Leituras médias de tensão (V) durante o ensaio para 0% CCA sem aditivo
0% CCA sem aditivo
T (min) a/c 0,35 a/c 0,45 a/c 0,55 a/c 0,65
Vo V Vo V Vo V Vo V
10 0,5813 0,0272 0,5601 0,0390 - - - -
15 0,5989 0,0286 0,5497 0,0384 0,5385 0,0423 0,5017 0,0489
20 0,5986 0,0295 0,5486 0,0383 0,5342 0,0427 0,5081 0,0487
25 0,5981 0,0284 0,5532 0,0393 0,5426 0,0438 0,5114 0,0503
30 0,6030 0,0299 0,5543 0,0457 0,5477 0,0435 0,5110 0,0504
35 0,6003 0,0296 0,5530 0,0389 0,5384 0,0438 0,5131 0,0515
40 0,5954 0,0302 0,5545 0,0392 0,5413 0,0448 0,5156 0,0509
45 0,6023 0,0299 0,5494 0,0403 0,5393 0,0470 0,5117 0,0510
50 0,6031 0,0311 0,5501 0,0388 0,5418 0,0444 0,5159 0,0511
55 0,6009 0,0298 0,5565 0,0413 0,5484 0,0451 0,5192 0,0516
60 0,6040 0,0316 0,5628 0,0395 0,5430 0,0454 0,5208 0,0521
65 0,6101 0,0305 - - 0,5507 0,0446 0,5210 0,0513
70 0,6067 0,0316 - - 0,5471 0,0451 0,5217 0,0508
75 0,6125 0,0310 - - 0,5565 0,0455 0,5247 0,0510
80 0,6055 0,0313 - - 0,5512 0,0446 0,5201 0,0506
85 0,6127 0,0309 - - 0,5531 0,0446 0,5270 0,0507
90 0,6082 0,0312 - - 0,5499 0,0446 0,5219 0,0497
95 0,6148 0,0310 - - 0,5594 0,0456 0,5265 0,0519
100 0,6103 0,0320 - - 0,5588 0,0447 0,5360 0,0519
105 0,6176 0,0306 - - 0,5596 0,0442 0,5182 0,0515
110 0,6121 0,0307 - - 0,5531 0,0449 0,5308 0,0501
115 0,6158 0,0304 - - 0,5593 0,0441 0,5279 0,0506
120 0,6145 0,0303 - - 0,5568 0,0441 0,5312 0,0504
100
Tabela(A) 5 – Leituras médias de tensão (V) durante o ensaio para 10% CCA sem
aditivo
10% CCA sem aditivo
T (min) a/agl 0,35 a/agl 0,45 a/agl 0,55 a/agl 0,65
Vo V Vo V Vo V Vo V
10 0,7135 0,0304 0,5695 0,0381 0,5643 0,0440 0,5000 0,0514
15 0,5937 0,0316 0,5670 0,0362 0,5320 0,0441 0,4967 0,0508
20 0,6022 0,0313 0,5686 0,0378 0,5388 0,0431 0,5096 0,0516
25 0,5961 0,0322 0,5667 0,0377 0,5371 0,0441 0,5075 0,0521
30 0,6012 0,0311 0,5676 0,0377 0,5345 0,0433 0,5121 0,0510
35 0,5970 0,0319 0,5670 0,0378 0,5392 0,0445 0,5139 0,0528
40 0,5879 0,0318 0,5656 0,0382 0,5360 0,0444 0,5094 0,0523
45 0,5967 0,0324 0,5661 0,0360 0,5353 0,0430 0,5127 0,0524
50 0,5975 0,0323 0,5695 0,0391 0,5314 0,0448 0,5081 0,0518
55 0,5900 0,0318 0,5641 0,0382 0,5363 0,0444 0,5081 0,0515
60 0,6028 0,0313 0,5658 0,0380 0,5321 0,0451 0,5126 0,0531
65 0,5973 0,0327 0,5660 0,0380 0,5364 0,0448 0,5257 0,0523
70 0,6040 0,0314 0,5654 0,0384 0,5268 0,0419 0,5134 0,0534
75 0,6004 0,0330 0,5684 0,0384 0,5390 0,0441 0,5167 0,0519
80 0,6063 0,0320 0,5695 0,0381 0,5309 0,0438 0,5145 0,0516
85 0,6137 0,0334 0,5673 0,0387 0,5393 0,0445 0,5179 0,0528
90 0,6104 0,0326 0,5723 0,0396 0,5455 0,0440 0,5127 0,0528
95 0,6098 0,0338 0,5661 0,0398 0,5394 0,0444 0,5201 0,0518
100 0,6107 0,0320 0,5629 0,0387 0,5403 0,0446 0,5160 0,0521
105 0,6115 0,0331 0,5713 0,0390 0,5457 0,0443 0,5208 0,0518
110 0,6131 0,0320 0,5659 0,0380 0,5451 0,0456 0,5202 0,0517
115 0,6177 0,0339 0,5737 0,0390 0,5439 0,0448 0,5245 0,0510
120 0,6152 0,0322 0,5670 0,0387 0,5466 0,0454 0,5234 0,0514
101
Tabela(A) 6 – Leituras médias de tensão (V) durante o ensaio para 20% CCA sem
aditivo
20% CCA sem aditivo
T (min) a/agl 0,35 a/agl 0,45 a/agl 0,55 a/agl 0,65
Vo V Vo V Vo V Vo V
10 0,5638 0,0343 0,5432 0,0401 0,5243 0,0443 0,5112 0,0466
15 0,5711 0,0354 0,5495 0,0404 0,5316 0,0438 0,5107 0,0479
20 0,5725 0,0366 0,5514 0,0412 0,5315 0,0455 0,5153 0,0479
25 0,5719 0,0349 0,5502 0,0422 0,5379 0,0439 0,5172 0,0480
30 0,5757 0,0349 0,5516 0,0415 0,5345 0,0463 0,5131 0,0469
35 0,5645 0,0347 0,5512 0,0427 0,5382 0,0435 0,5246 0,0475
40 0,5650 0,0349 0,5541 0,0426 0,5302 0,0451 0,5249 0,0468
45 0,5706 0,0357 0,5441 0,0404 0,5356 0,0434 0,5233 0,0468
50 0,5767 0,0356 0,5529 0,0408 0,5325 0,0448 0,5210 0,0475
55 0,5871 0,0355 0,5554 0,0419 0,5406 0,0439 0,5222 0,0467
60 0,5712 0,0353 0,5483 0,0416 0,5412 0,0446 0,5266 0,0468
65 0,5722 0,0328 0,5474 0,0411 0,5404 0,0439 0,5263 0,0465
70 0,5691 0,0351 0,5510 0,0423 0,5360 0,0437 0,5291 0,0460
75 0,5820 0,0341 0,5493 0,0412 0,5413 0,0445 0,5244 0,0474
80 0,5733 0,0347 0,5527 0,0423 0,5414 0,0453 0,5293 0,0472
85 0,5799 0,0350 0,5486 0,0411 0,5418 0,0461 0,5192 0,0458
90 0,5785 0,0356 0,5517 0,0430 0,5445 0,0438 0,5294 0,0467
95 0,5882 0,0350 0,5526 0,0419 0,5433 0,0467 0,5286 0,0473
100 0,5751 0,0355 0,5534 0,0418 0,5466 0,0446 0,5317 0,0474
105 0,5776 0,0355 0,5551 0,0423 0,5449 0,0450 0,5325 0,0473
110 0,5863 0,0359 0,5555 0,0430 0,5357 0,0441 0,5353 0,0473
115 0,5835 0,0350 0,5574 0,0428 0,5483 0,0442 0,5305 0,0469
120 0,5903 0,0349 0,5596 0,0428 0,5458 0,0437 0,5344 0,0471
102
Tabela(A) 7 – Leituras médias de tensão (V) durante o ensaio para 0% CCA com
aditivo
0% CCA com aditivo
T (min) a/c 0,35 a/c 0,45 a/c 0,55 a/c 0,65
Vo V Vo V Vo V Vo V
10 0,5466 0,0414 - - 0,4640 0,0563 - -
15 0,5492 0,0427 0,4906 0,0470 0,4734 0,0546 0,4256 0,0653
20 0,5592 0,0416 0,4928 0,0499 0,4799 0,0562 0,4408 0,0686
25 0,5530 0,0428 0,4987 0,0466 0,4839 0,0547 0,4422 0,0676
30 0,5450 0,0411 0,4869 0,0507 0,4785 0,0558 0,4457 0,0680
35 0,5472 0,0444 0,4992 0,0477 0,4725 0,0534 0,4501 0,0689
40 0,5496 0,0415 0,4658 0,0486 0,4823 0,0555 0,4485 0,0694
45 0,5462 0,0451 0,4657 0,0472 0,4794 0,0536 0,4591 0,0695
50 0,5458 0,0430 0,4548 0,0470 0,4747 0,0550 0,4554 0,0696
55 0,5379 0,0449 0,4728 0,0475 0,4859 0,0538 0,4608 0,0696
60 0,5409 0,0421 0,3924 0,0441 0,4751 0,0568 0,4566 0,0691
65 0,5452 0,0457 0,4346 0,0450 0,4798 0,0540 0,4559 0,0694
70 0,5435 0,0448 0,3164 0,0365 0,4795 0,0547 0,4627 0,0692
75 0,5426 0,0451 0,3619 0,0362 0,4759 0,0551 0,4647 0,0685
80 0,5378 0,0443 0,3126 0,0393 0,4783 0,0535 0,4547 0,0701
85 0,5429 0,0462 - - 0,4768 0,0558 0,4681 0,0691
90 0,5400 0,0444 - - 0,4718 0,0539 0,4584 0,0663
95 0,5423 0,0461 - - 0,4806 0,0557 0,4750 0,0688
100 0,5422 0,0439 - - 0,4762 0,0536 0,4729 0,0693
105 0,5320 0,0461 - - 0,4725 0,0559 0,4768 0,0677
110 0,5436 0,0442 - - 0,4866 0,0558 0,4744 0,0700
115 0,5300 0,0465 - - 0,4713 0,0570 0,4766 0,0693
120 0,5413 0,0447 - - 0,4772 0,0536 0,4770 0,0669
103
Tabela(A) 8 – Leituras médias de tensão (V) durante o ensaio para 10% CCA com
aditivo
10% CCA com aditivo
T (min) a/agl 0,35 a/agl 0,45 a/agl 0,55 a/agl 0,65
Vo V Vo V Vo V Vo V
10 - - 0,5019 0,0488 0,4466 0,0580 0,4381 0,0644
15 0,5531 0,0436 0,5018 0,0504 0,4494 0,0620 0,4244 0,0680
20 0,5536 0,0450 0,5121 0,0488 0,4598 0,0604 0,4484 0,0672
25 0,5627 0,0434 0,5007 0,0516 0,4629 0,0648 0,4358 0,0694
30 0,5612 0,0421 0,5050 0,0496 0,4658 0,0614 0,4560 0,0678
35 0,5482 0,0420 0,4994 0,0508 0,4636 0,0639 0,4447 0,0681
40 0,5612 0,0437 0,5055 0,0506 0,4636 0,0608 0,4519 0,0673
45 0,5414 0,0434 0,5022 0,0521 0,4632 0,0625 0,4527 0,0683
50 0,5622 0,0397 0,5081 0,0493 0,4590 0,0613 0,4606 0,0663
55 0,5483 0,0422 0,5081 0,0520 0,4643 0,0614 0,4611 0,0690
60 0,5570 0,0407 0,5012 0,0498 0,4659 0,0617 0,4592 0,0665
65 0,5482 0,0435 0,5021 0,0507 0,4655 0,0599 0,4656 0,0692
70 0,5615 0,0409 0,5059 0,0508 0,4647 0,0636 0,4652 0,0646
75 0,5549 0,0431 0,5072 0,0501 0,4732 0,0610 0,4649 0,0703
80 0,5605 0,0403 0,5053 0,0495 0,4785 0,0613 0,4741 0,0655
85 0,5527 0,0438 0,5109 0,0510 0,4661 0,0616 0,4732 0,0686
90 0,5473 0,0403 0,5082 0,0499 0,4761 0,0625 0,4787 0,0623
95 0,5477 0,0430 0,5126 0,0518 0,4767 0,0649 0,4813 0,0644
100 0,5596 0,0410 0,5112 0,0508 0,4725 0,0606 0,4864 0,0602
105 0,5550 0,0433 0,5132 0,0524 0,4778 0,0638 0,4837 0,0623
110 0,5527 0,0399 0,5159 0,0517 0,4822 0,0614 0,4927 0,0606
115 0,5471 0,0431 0,5119 0,0522 0,4815 0,0627 0,4847 0,0633
120 0,5426 0,0392 0,5209 0,0508 0,4840 0,0611 0,4918 0,0588
104
Tabela(A) 9 – Leituras médias de tensão (V) durante o ensaio para 20% CCA com
aditivo
20% CCA com aditivo
T (min) a/agl 0,35 a/agl 0,45 a/agl 0,55 a/agl 0,65
Vo V Vo V Vo V Vo V
10 0,5419 0,0407 0,4948 0,0517 0,4632 0,0578 0,4258 0,0668
15 0,5490 0,0417 0,4988 0,0500 0,4683 0,0573 0,4373 0,0663
20 0,5517 0,0421 0,5045 0,0518 0,4735 0,0601 0,4458 0,0676
25 0,5584 0,0415 0,5096 0,0519 0,4745 0,0583 0,4434 0,0685
30 0,5542 0,0419 0,5022 0,0523 0,4776 0,0610 0,4371 0,0649
35 0,5449 0,0421 0,5068 0,0495 0,4773 0,0576 0,4380 0,0659
40 0,5489 0,0419 0,4984 0,0525 0,4802 0,0598 0,4459 0,0660
45 0,5397 0,0441 0,5088 0,0501 0,4812 0,0574 0,4590 0,0662
50 0,5426 0,0425 0,5035 0,0519 0,4737 0,0576 0,4494 0,0673
55 0,5447 0,0430 0,5079 0,0484 0,4794 0,0588 0,4639 0,0681
60 0,5470 0,0424 0,4985 0,0520 0,4778 0,0583 0,4605 0,0672
65 0,5375 0,0431 0,5140 0,0500 0,4831 0,0590 0,4657 0,0669
70 0,5508 0,0436 0,5025 0,0530 0,4777 0,0578 0,4607 0,0682
75 0,5362 0,0423 0,5151 0,0503 0,4903 0,0581 0,4742 0,0672
80 0,5405 0,0434 0,5016 0,0514 0,4847 0,0589 0,4754 0,0682
85 0,5376 0,0431 0,5173 0,0508 0,4870 0,0586 0,4653 0,0645
90 0,5506 0,0433 0,5060 0,0523 0,4907 0,0602 0,4667 0,0655
95 0,5374 0,0418 0,5171 0,0511 0,4880 0,0570 0,4731 0,0644
100 0,5336 0,0423 0,5088 0,0529 0,4897 0,0592 0,4801 0,0659
105 0,5492 0,0414 0,5162 0,0510 0,4910 0,0582 0,4810 0,0661
110 0,5544 0,0429 0,5087 0,0523 0,4905 0,0588 0,4761 0,0669
115 0,5474 0,0410 0,5171 0,0503 0,4958 0,0571 0,4814 0,0664
120 0,5494 0,0431 0,5102 0,0520 0,4988 0,0608 0,4756 0,0652