Contribuição ao controle tecnológico de concretos estruturais de cimento Portland em ambientes marítimos. - Cavalcanti Filho, Antonio Nereu (2010)
A durabilidade dos edifícios em concreto armado só pode ser alcançada se for atendido um conjunto de requisitos e critérios nas etapas de projeto, execução e manutenção, nas quais os materiais envolvidos precisam ser adequadamente especificados, produzidos e empregados, de acordo com as respectivas rotinas dessas etapas. Assim, o requisito genérico de proteção das armaduras de aço carbono, para a durabilidade de estruturas, é contemplado por vários critérios, desde a etapa de projeto. Esta dissertação trata dos critérios pertinentes à qualidade do concreto e visou contribuir para a evolução de procedimentos para o controle tecnológico de concretos estruturais de cimento Portland, em atmosferas marítimas e urbanas, em clima tropical, com vistas à proteção de armaduras de aço carbono. O programa experimental estudou três lotes diferentes de concretos estruturais, semelhantes quanto a especificações básicas de abatimento: 10 ± 2 cm, de fck 30 MPa e para ambiente classe III da NBR 6118 (2003). O objetivo foi caracterizar e analisar a influência de propriedades físicas do estado fresco sobre o estado endurecido de concretos, dentro da faixa de consistência citada, com ênfase nas propriedades relacionadas ao teor de ar das misturas e suas respectivas resistências à carbonatação e ao ingresso de íons cloreto. A amostragem, os ensaios no estado fresco e a moldagem dos corpos-de-prova foram realizados durante três concretagens conduzidas em duas obras de edifícios de múltiplos andares, na cidade de João Pessoa/PB. As composições e a produção dos lotes ficaram a cargo da central dosadora e fornecedora do concreto em cada obra. O lote inicial serviu para o treinamento da equipe, em campo e laboratório, com amostragem de seis caminhões. Os outros dois lotes, identificados como 1 e 2, foram caracterizados em condições bastante semelhantes, sempre pela mesma equipe, e representados pela amostragem de cinco e seis caminhões, respectivamente. As propriedades medidas no estado fresco foram: abatimento do tronco de cone pela ABNT NBR NM 67 (1998); teor de ar por método pressométrico da ABNT NBR 47 (2002); massa específica pela ABNT NBR 9833 (2008); relação água/materiais secos por analogia à ABNT NBR 9605 (1992); e compactabilidade dos concretos adensado e não adensado, por adaptação da BS EN 12350-4 (2008). Para o estudo das propriedades no estado endurecido, os corpos-de-prova eram cilíndricos, com 10 cm de diâmetro e 20 cm de altura, e foram maturados por dois métodos adaptados do Tipo A da ASTM C 684 (1999). Certas propriedades foram ainda caracterizadas para condições normais de cura da ABNT NBR 5738 (2003). As propriedades estudadas no estado endurecido foram: resistência à compressão pela ABNT NBR 5739 (2007); resistência à tração por compressão diametral pela ABNT NBR 7222 (1994); absorção de água por capilaridade pela ABNT NBR 9779 (1995); absorção de água total e índice de vazios pela ABNT NBR 9778 (2005); resistência à carbonatação em câmara com CO2 (5%; UR 65 + 10 %; 23 + 3 °C); e resistência à penetração de cloretos e CO2, por três ciclos de um dia de molhagem e 27 dias de secagem, entre sete e 91 dias. De modo complementar, foram moldados corpos-de-prova específicos de aço e concreto, para medidas de potencial de circuito aberto, com vistas à continuidade de pesquisas sobre envelhecimento acelerado. A maioria das propriedades foram medidas por duas repetições, constando os resultados individuais em apêndices. A análise inicial dos resultados dos três lotes foi descritiva e resumiu em tabelas o valor médio, desvio padrão, valor máximo, valor mínimo, a amplitude e o coeficiente de variação de cada lote. As propriedades de cada lote também foram comparadas por análise de variância e, ao final, foram correlacionadas de modo conjunto, independentemente do lote de origem. Nesse caso, foram destacadas as melhores correlações entre propriedades, independentemente dos materiais constituintes de cada concreto. Entre as propriedades do estado fresco, destacaram-se as seguintes: a) o abatimento do tronco de cone apresentou correlação forte e inversa (r² = -0,802, para lotes 1 e 2) com resistência à compressão após um dia de cura acelerada em temperatura moderada, em método similar ao Tipo A da ASTM C 684 (1999); b) o teor de ar pelo método pressométrico apresentou correlações de razoáveis a fortes com a resistência à compressão a 28 dias (r² = -0,698, para lotes 1 e 2), com a resistência à tração por compressão diametral por cura acelerada a sete dias (r² = -0,818, para lotes 1 e 2), com a profundidade de carbonatação em câmara de CO2 (r² = 0,699, para lotes 1 e 2) e com a profundidade de penetração de cloretos por três ciclos de imersão e secagem (r² = 0,625, para lotes 1 e 2); c) as medidas de compactabilidade do concreto adensado, ainda que realizadas em condições de campo, apresentaram várias correlações moderadas com outras propriedades do estado fresco e endurecido. No estado endurecido, destacaram-se as seguintes correlações: a) r² da ordem de -0,75 para a resistência à compressão a um dia dos concretos dos lotes 1 e 2, com cura acelerada de 0/24 horas em temperatura moderada, e a profundidade de carbonatação em câmara de CO2 (5%) e a de penetração de cloretos por três ciclos de imersão e secagem, ambas analisadas a 91 dias, tendo os corpos-de-prova recebido cura inicial acelerada de 24/48 h, em temperatura moderada, seguida de imersão normal por até sete dias; b) r² de -0,682 entre a resistência à tração por compressão diametral, com cura acelerada de 24/48h em temperatura moderada seguida de cura normal por até sete dias, e a profundidade de ingresso de íons cloreto, para os três lotes submetidos aos ciclos citados; c) valores de r² entre 0,521 e - 0,561 para as correlações entre a absorção de água por capilaridade, em corpos-de-prova submetidos à cura inicial acelerada em temperatura moderada por 24/48 h e em temperatura normal por até sete dias, e a resistência à carbonatação para os lotes submetidos aos ciclos citados. Assim, esta pesquisa conclui e propõe que, além do teor de ar no estado fresco, as resistências à compressão e à tração por compressão diametral entre um e sete dias, por cura acelerada do Tipo A da ASTM C 684 (1999) ou por duração adaptada da mesma, sejam propriedades que passem a ser avaliadas em concretos, com vistas a melhorar e controlar a sua resistência a agentes agressivos. Nesta pesquisa, a microestrutura nas primeiras idades do concreto mostrou ser mais determinante da rede de conexão de poros e do transporte de agentes agressivos do que a microestrutura em idades mais avançadas de hidratação; e trabalhos futuros devem confirmar esta interpretação. Espera-se que estes resultados possam estimular novas práticas de qualificação de concretos em estudos de dosagem ou no ato do recebimento de concretos pré-misturados, especialmente em ambientes mais agressivos às armaduras, com vistas à futura evolução de procedimentos da ABNT NBR 12655 (2006).