The influence of cement type on the performance of advanced concretes designed by computing mix proportion technique

Abstract

When a concrete is produced, especially a high performance one, the first concern is the cement type to be used, making this binder an essential compound. The rheological properties of high performance concretes are related to the hydration of cement aluminates phase, whereas the development of mechanical strength depends on the hydrated silicates formed. Thus, variations on cement characteristics influence the properties of a concrete, being observed different behaviors for mixtures produced with distinct cements. The present paper aims to evaluate the influence of cement type on the performance of special concretes designed using computing techniques. The fresh properties were evaluated measuring the fluidity index and the rheological behavior of the material. In the hardened condition, the mechanical strength were evaluated by the compressive, splitting tensile and 3 point bending tests, whereas the Young's modulus was measured by the static and dynamic methods. By comparing all the measured properties, the concretes produced with Portland cement showed better performance than that containing calcium aluminate cement, being the high early strength Portland cement more efficient than the slag-modified Portland cement for the production of high performance mixtures and until the age of 28 days.

Full text

10
Cerâmica 57 (2011) 10-21
INTRODUÇÃO
Os concretos atuais são mais do que uma simples mistura
de cimento, água e agregados. Normalmente contêm adições
minerais e aditivos químicos que conferem propriedades
especiais, ou ainda, corrigem certas defi ciências do cimento
usado. O desenvolvimento de novos concretos não resulta
necessariamente no aumento da disponibilidade de novos
tipos de cimento, mas necessita que a qualidade deste seja
reprodutível, atendendo a especifi cações muito mais severas
[1]. Ao se produzir uma mistura de concreto, especialmente
de alto desempenho, a primeira escolha a ser feita é quanto
ao tipo de cimento a ser empregado, isto porque seu
desempenho em termos de reologia e de comportamento
mecânico torna-se um item crítico à medida que a resistência
à compressão desejada aumenta [2]. Assim, o cimento
A infl uência do tipo de cimento no desempenho de concretos avançados
formulados a partir do método de dosagem computacional
(The infl uence of cement type on the performance of advanced concretes
designed by computing mix proportion technique)
A. L. de Castro1, J. B. L. Liborio2, V. C. Pandolfelli1
1Departamento de Engenharia de Materiais, Universidade Federal de S. Carlos, Rod. Washington Luiz, km 235,
S. Carlos, SP 13565-905
2Escola de Engenharia de S. Carlos, Universidade de S. Paulo, Av. Trabalhador Sancarlense 400,
S. Carlos, SP 13566-590
alelorencastro@yahoo.com.br, vicpando@power.ufscar.br
Resumo
Ao se produzir uma mistura de concreto, especialmente de alto desempenho, a primeira escolha a ser feita é quanto ao tipo de cimento
a ser empregado, o que faz deste ligante um material essencial para a produção desses materiais. As características reológicas
de formulações de concretos de alto desempenho estão relacionadas com a hidratação dos aluminatos do cimento, enquanto o
desenvolvimento da resistência mecânica é dependente dos silicatos hidratados formados. Assim, variações nas características do
cimento infl uenciam as propriedades dos concretos, sendo observados comportamentos distintos para misturas produzidas com
diferentes cimentos. O presente artigo visa avaliar a infl uência do tipo de cimento sobre o desempenho de concretos especiais
aplicados na construção civil, dosados a partir de um método computacional. As propriedades no estado fresco foram avaliadas
medindo-se o índice de fl uidez e determinando-se o comportamento reológico do material. No estado endurecido, a resistência
mecânica foi avaliada pelos ensaios de compressão uniaxial, tração por compressão diametral e fl exão em 3 pontos, enquanto o
módulo de elasticidade foi avaliado pelos métodos estático e dinâmico. Comparando-se todas as propriedades medidas, verifi ca-se
que os concretos produzidos com cimento Portland apresentaram desempenhos superiores ao do concreto produzido com cimento
aluminoso, sendo o cimento Portland de alta resistência inicial ainda mais efi ciente que o cimento Portland composto com escória
para a produção de misturas de alto desempenho e até os 28 dias de idade.
Palavras-chave: concreto de alto desempenho, cimento, propriedade reológica, resistência mecânica.
Abstract
When a concrete is produced, especially a high performance one, the fi rst concern is the cement type to be used, making this
binder an essential compound. The rheological properties of high performance concretes are related to the hydration of cement
aluminates phase, whereas the development of mechanical strength depends on the hydrated silicates formed. Thus, variations on
cement characteristics infl uence the properties of a concrete, being observed different behaviors for mixtures produced with distinct
cements. The present paper aims to evaluate the infl uence of cement type on the performance of special concretes designed using
computing techniques. The fresh properties were evaluated measuring the fl uidity index and the rheological behavior of the material.
In the hardened condition, the mechanical strength were evaluated by the compressive, splitting tensile and 3 point bending tests,
whereas the Young’s modulus was measured by the static and dynamic methods. By comparing all the measured properties, the
concretes produced with Portland cement showed better performance than that containing calcium aluminate cement, being the
high early strength Portland cement more effi cient than the slag-modifi ed Portland cement for the production of high performance
mixtures and until the age of 28 days.
Keywords: high performance concrete, cement, rheological property, mechanical resistance.
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ainda é um material essencial para a produção do concreto.
Atualmente, a partir de um cimento comercialmente
disponível, é possível obter um novo aglomerante hidráulico
com características específi cas para uma determinada
utilização. Esse novo material pode ser composto com
diversos constituintes, tais como clínquer, gipsita, escória
de alto-forno, cinza volante, sílica ativa de ferro-silício ou
silício metálico, cinza e sílica extraídas da casca de arroz,
metacaulinita, terras diatomáceas, argilas calcinadas, pós
de concreto reciclado, cerâmica moída, vidros, microfi bras,
fíler calcário etc. [3]. Assim, com a utilização de uma
menor quantidade de clínquer, a indústria do cimento
atinge alguns de seus objetivos dentro da perspectiva do
desenvolvimento sustentável. Os diferentes tipos de cimento
existentes não apresentam o mesmo desempenho quando se
produz um concreto de alto desempenho. Alguns possuem
um bom desempenho em termos de resistência mecânica,
mas um inadequado comportamento reológico, o que
difi culta o lançamento e o adensamento do material; outros
apresentam um ótimo comportamento reológico, porém
seu desempenho mecânico deixa a desejar. Assim, devido
à grande variabilidade nas propriedades físicas e químicas
do cimento, deve-se esperar que diferentes cimentos se
comportem de maneiras distintas na presença de um mesmo
aditivo (indispensável para a produção de misturas de alto
desempenho).
As características reológicas de traços com baixa
relação água/aglomerante (concretos de alto desempenho)
estão relacionadas com a hidratação dos aluminatos do
cimento (fase intersticial), enquanto o desenvolvimento da
resistência mecânica é dependente dos silicatos hidratados
formados. Sendo assim, o desempenho fi nal do cimento
na produção dessas misturas dependerá da maneira pela
qual o comportamento reológico e o desenvolvimento da
resistência podem ser simultaneamente otimizados [2].
Infl uência do cimento sobre as propriedades do concreto
no estado fresco
Diversos fatores infl uenciam a reologia de materiais
à base cimento, tais como a relação água/cimento, a
composição química e o tempo de hidratação do cimento, a
reatividade química do fíler, a distribuição granulométrica,
a massa específi ca, a textura superfi cial e a geometria das
partículas, as propriedades do aditivo químico, a temperatura
e a umidade do meio onde o material é preparado e aplicado,
as condições de mistura e o procedimento de ensaio adotado
[4]. Assim, existem diversos fatores a serem considerados,
sendo a situação ainda mais complicada pelo fato da
existência de interações físico-químicas entre eles. No caso
específi co do cimento, dentre suas características físicas, a
área superfi cial e a distribuição granulométrica são as mais
importantes em termos de fl uidez da mistura [5]. Dentre
os parâmetros químicos, aqueles que têm exercido maior
infl uência sobre as propriedades das misturas são a perda
ao fogo, o teor e a morfologia do C3A, o teor de álcalis e o
tipo de sulfato de cálcio adicionado ao clínquer [6]. Assim,
o cimento não pode ser considerado como um material cujo
comportamento pode ser previsto por uma única variável.
Além disso, no caso dos concretos de alto desempenho, a
reologia não é mais ditada apenas pela quantidade de água
ou pela forma do agregado graúdo, mas sim pelo que hoje é
conhecido como compatibilidade entre o cimento e o aditivo
usados [1]. O fator chave que controla o comportamento
de um superplastifi cante é a composição do cimento (tipo
de clínquer e produtos de hidratação), uma vez que o
efeito positivo do aditivo só é verifi cado se ele melhorar as
propriedades do concreto pela reação com os produtos da
hidratação do cimento. Isso pode ocorrer tanto pelos efeitos
de desaglomeração e dispersão das partículas de cimento
quanto pela infl uência sobre as taxas de reação do C3A e do
C3S, constituintes do cimento [7, 8].
Infl uência do cimento sobre as propriedades do concreto
no estado endurecido
Como a reatividade dos componentes minerais do
cimento com a água varia consideravelmente, é possível
modifi car as características de desenvolvimento da
resistência de materiais contendo este ligante hidráulico
pela simples alteração das proporções dos componentes
do cimento. Por exemplo, no caso do cimento Portland,
as resistências iniciais (aos 3, 7 e 28 dias) serão altas se
o cimento contiver grandes quantidades de C3S e C3A,
enquanto essas serão baixas se o cimento for composto por
uma proporção elevada de C2S. Adicionalmente, a resistência
fi nal (em idades mais avançadas) de um cimento rico em
C2S deverá ser maior do que a de outro cimento com baixo
teor desse componente mineral [9]. Além da composição do
cimento, as taxas de desenvolvimento de resistência podem
ser prontamente controladas por meio da adequação da
granulometria (área superfi cial) desse material. Para uma
determinada relação água/cimento, a redução do tamanho
médio das partículas geralmente resulta em uma maior taxa
de hidratação e, assim, em melhores propriedades e maiores
resistências nas primeiras idades. Porém, do ponto de vista
da durabilidade, cimentos com área superfi cial superior nem
sempre são preferidos; em concretos de alto desempenho,
cimentos com granulometria mais grossa podem oferecer
desempenho equivalente aos cimentos mais fi nos a longo
prazo, resultando em economia de energia e recursos devido
à redução do tempo de moagem [10]. As propriedades de
um material à base de cimento estão relacionadas com sua
porosidade, a qual depende da densidade de empacotamento
das partículas e do grau de hidratação do cimento, porém as
infl uências de ambos os parâmetros são opostas: para uma
distribuição granulométrica mais aberta, a densidade de
empacotamento é maior, enquanto o grau de hidratação é
menor; para uma distribuição granulométrica mais estreita,
a densidade de empacotamento é menor, mas o grau de
hidratação é maior, desde que o tamanho das partículas do
cimento seja pequeno. Assim, as duas situações devem ser
consideradas simultaneamente a fi m de ser obter a menor
porosidade possível: nas primeiras idades, o efeito do
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empacotamento sobre a porosidade é principal, enquanto o
efeito do grau de hidratação é secundário; em idades mais
avançadas, os efeitos de ambos os fatores infl uenciam a
porosidade em uma mesma extensão [11]. No período
de cura, o processo de hidratação resulta na redução e na
redistribuição do sistema de poros ativos determinado
pela relação água/cimento da mistura; assim, a forma e o
tamanho desses poros são infl uenciados pela entrada e saída
de umidade no interior do concreto. A porosidade ativa,
consistindo de capilares e poros de gel, pode ser descrita
como canais longos e contínuos quando comparada com
a forma (aproximadamente) circular e natureza discreta
dos poros inativos (originados pela incorporação ou
aprisionamento de ar na mistura). A resistência mecânica e
o módulo de elasticidade são reduzidos proporcionalmente
com o volume de poros inativos e são infl uenciados pelo
volume de poros ativos e pela umidade dentro deles [12].
Objetivos
A partir da revisão bibliográfi ca apresentada, é possível
constatar que as características do cimento infl uenciam
diretamente as propriedades dos concretos, podendo ser
observados comportamentos diferenciados para misturas
produzidas com cimentos distintos. Assim, o presente
artigo tem como objetivo avaliar a infl uência do tipo
de cimento sobre o desempenho de concretos especiais
aplicados na construção civil, dosados a partir de um método
computacional, por meio da determinação das propriedades
tanto no estado fresco (índice de fl uidez e reologia) quanto
no estado endurecido (resistência mecânica e módulo de
elasticidade).
MATERIAIS E MÉTODOS
Materiais
Para verifi car a infl uência do cimento sobre o
comportamento de concretos de alto desempenho, três
cimentos distintos foram utilizados: cimento Portland de alta
resistência inicial (CPV ARI), cimento Portland composto
com escória (CPII E 32) e cimento aluminoso (Secar 71). As
composições químicas, bem como as composições potenciais
são apresentadas na Tabela I. As propriedades físicas desses
cimentos são apresentadas na Tabela II e a distribuição
granulométrica na Fig. 1.
Quatro agregados – com distribuições granulométricas
distintas e controladas – foram utilizados na composição dos
concretos: AG 10-20, AG 05-08, AG 40-50 e AG 80-100
(todos fornecidos pela Mineração Jundu). Todos eles são areias
de origem quartzosa, constituídos por grãos arredondados. A
granulometria é controlada por meio de técnicas estatísticas
de tamanho efetivo e coefi ciente de uniformidade, enquanto
as características físicas e químicas são mantidas estáveis
e em conformidade com as especifi cações de mercado
(especialmente de fi ltros, vidros e cerâmicas).
Pós de quartzo – SM 200, SM 400 e SM 500 – também
foram utilizados na composição dos concretos. Esses pós são
sílicas moídas obtidos a partir de matérias-primas de qualidade
superior. Esses materiais são disponíveis em granulometrias
variadas e comercializados pela Mineração Jundu para a
Óxidos Resultado (%)
CPV ARI CPII E 32 Secar 71(1)
SiO221,16 21,86 < 0,80
Al2O34,71 4,96 ≥ 68,50
Fe2O31,89 1,83 < 0,30
CaO 68,08 63,57 ≥ 31,00
SO32,77 1,78 < 0,30
MgO 0,48 1,46 < 0,50
TiO20,15 0,16 < 0,25
Álcalis (Na2O
equivalente) 0,65 0,67 -----
K2O + Na2O solúvel ----- ----- < 0,50
Perda ao fogo 2,39 4,98 -----
Composição potencial (%)
C3S(2) 74,10 51,65 -----
C2S(2) 4,77 23,71 -----
C3A(2) 9,28 10,05 -----
C4AF(2) 5,75 5,57 -----
CA ----- ----- 40 a 70
CA2----- ----- < 25
C12A7----- ----- < 3
Tabela I - Composições química e potencial dos cimentos
utilizados.
[Table I - Chemical and potential phase compositions of the
used cements.]
(1) Os dados da composição química do Secar 71 foram fornecidos pelo
fabricante (Kerneos, 2008); (2) Determinada a partir das equações de Bogue.
Propriedades físicas CPV
ARI
CPII E
32
Secar
71
Massa específi ca (g/cm3) 3,16 3,11 3,00
Área superfi cial – B.E.T. (m2/g) 1,70 0,64 2,16
Início de pega (min)(1) 143 232 279
Fim de pega (min)(1) 338 397 414
Teor de água de
consistência normal (a/c) 0,30 0,28 0,28
Resistência à compressão (MPa)
1 dia
3 dias
7 dias
28 dias
25,2
36,2
39,8
47,4
5,6
19,5
28,1
37,4
39,0
51,8
54,7
60,9
Tabela II - Propriedades físicas dos cimentos utilizados.
[Table II - Physical properties of the used cements.]
(1) Os tempos de início e fi m de pega foram medidos pela agulha de Vicat.
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produção de tintas, plásticos, borrachas, esmaltes, abrasivos
etc.
A sílica MS 920U utilizada como adição mineral nos
concretos é uma sílica ativa não-densifi cada obtida a partir
da fabricação de silício metálico ou de ligas de ferro-
silício, fornecida pela Elkem. É um material extremamente
fi no, constituído de pequenas partículas esféricas com
diâmetros médios de cerca de 50 a 100 vezes menores que
os das partículas de cimento (∼ 100% < 1 μm), resultando
em uma área superfi cial específi ca elevada (∼ 20 m2/g). A
sílica apresenta uma composição química consistente, sendo
qualifi cada como quase pura, uma vez que suas partículas
possuem altos teores de sílica amorfa (> 98% de SiO2)
quando comparado à presença de pequenas quantidades de
outros elementos.
A distribuição granulométrica dos agregados e dos
materiais fi nos que compõem os concretos estudados é
apresentada na Fig. 2.
Composições dos concretos
Os modelos de empacotamento de partículas podem
fornecer ferramentas para melhorar o desempenho de um
concreto pela redução do teor de água livre e aumento
da quantidade de sólidos. Eles permitem determinar a
combinação ótima dos constituintes da mistura a fi m de
obter máxima densidade de empacotamento e, com isso,
minimizar a quantidade de vazios. Esses métodos de
dosagem adotam um dos diversos modelos matemáticos
disponíveis e, a partir das características físicas dos
materiais constituintes são feitas distintas combinações
entre eles até se atingir a condição ótima, dada em termos
de porosidade e permeabilidade mínimas, abatimento e
resistência à compressão máximos [13].
O estudo do empacotamento do sistema granular dos
concretos foi feito a partir do modelo de Alfred, com
coefi ciente de distribuição (q) igual a 0,26. As curvas
de distribuição granulométrica (Fig. 3) dos concretos
foram semelhantes para os três tipos de cimento usados,
verifi cando-se pequenas variações entre os coefi cientes de
correlação obtidos para cada composição.
As proporções das matérias-primas constituintes dos
concretos foram iguais para todos os cimentos usados,
sendo os valores obtidos apresentados na Tabela III. A
quantidade de água de mistura foi mantida fi xa em 7% em
peso (correspondendo a uma relação água/aglomerante
igual a 0,35) para todas as composições, enquanto os teores
de aditivo foram determinados a fi m de se obter misturas
100
90
50
70
30
80
40
60
20
10
0
0,01 0,10 1 10 100
% Acumulada
Diâmetro (μm)
Figura 1: Distribuição granulométrica dos cimentos utilizados.
[Figure 1: Particle size distribution of the cements used.]
100
90
50
70
30
80
40
60
20
10
0
0,01 0,10 1 10 100
% Acumulada
Diâmetro (μm)
Figura 2: Distribuição granulométrica dos agregados e dos
materiais fi nos utilizados.
[Figure 2: Particle size distribution of the aggregates and fi ne
materials used.]
Figura 3: Curva da distribuição granulométrica dos concretos
estudados.
[Figure 3: Particle size distribution of the concretes analyzed.]
100
10
1
0,1
0,1 1 10 100 1000 10000
10
1
5
Diâmetro (μm)
% Discreta
% Acumulada
Concreto (q=0,26)Alfred 0,26 21
Tabela III - Proporção entre as matérias-primas dos concretos
estudados.
[Table III - Raw materials content for the concretes
analyzed.]
Matéria-prima % p
AG 10-20 24,0
AG 05-08 7,0
AG 40-50 29,0
AG 80-100 7,5
SM 200 7,0
SM 400 3,0
SM 500 2,5
MS 920U 10,0
Cimento 10,0
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auto-adensáveis (índice de fl uidez livre maior ou igual a
80%) – os teores utilizados para os concretos compostos
com CPV ARI, CPII E 32 e Secar 71 foram iguais a 0,65%,
0,50% e 0,60%, respectivamente, obtendo-se índices de
fl uidez iguais a 89%, 80% e 83%. Vale lembrar que as
quantidades de água e superplastifi cante são determinadas
para a quantidade total de material e não apenas sobre
a quantidade de cimento e/ou aglomerante (cimento
e sílica ativa) e que a quantidade de água presente no
superplastifi cante foi descontada da água de mistura.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
O procedimento experimental constituiu na defi nição
dos traços de concreto a partir de um método de dosagem
computacional, com posterior avaliação de suas propriedades
tanto no estado fresco quanto no estado endurecido.
A defi nição dos traços foi dividida em duas etapas:
empacotamento do sistema granular e determinação do teor
ótimo de superplastifi cante. O empacotamento do sistema
granular foi elaborado utilizando o modelo de Alfred, com
coefi ciente de distribuição igual a 0,26. O teor ótimo de
aditivo foi defi nido como aquele que possibilitou atingir
índice de fl uidez de um concreto auto-adensável, ou seja,
maior que 80% de fl uidez livre.
O procedimento adotado na mistura dos concretos
envolveu a homogeneização do material seco em sacos
plásticos, sendo em seguida a água adicionada e o material
misturado em um reômetro por 1 min na velocidade de
rotação de 20 rpm. O superplastifi cante foi adicionado após
esse período e a velocidade de rotação do reômetro foi
aumentada para 60 rpm, totalizando o tempo de mistura em
6 min.
A avaliação das propriedades no estado fresco
compreendeu a medida do índice de fl uidez da mistura
e a determinação de suas propriedades reológicas. Para
a medida do índice de fl uidez, uma amostra de concreto
foi colocada em um molde tronco-cônico metálico – com
diâmetro superior de 70 mm, diâmetro inferior de 100 mm e
altura de 65 mm – e, após corretamente nivelado, foi retirado
verticalmente. Dois diâmetros ortogonais da amostra foram
medidos e o índice de fl uidez determinado pela equação A.
Fluidez = 100 (Desp - Dinf)
Dinf
(A)
onde Desp é o diâmetro médio do espalhamento [cm] e Dinf =
diâmetro inferior do molde tronco-cônico [cm].
As propriedades reológicas dos concretos foram
determinadas com o auxílio de um reômetro. Para a
caracterização reológica (identifi cação do comportamento
reológico), amostras de concreto foram submetidas a
ciclos de cisalhamento em escada, com velocidade de
rotação variando entre 5 rpm e 80 rpm após a mistura. As
curvas de cisalhamento obtidas foram ajustadas por dois
modelos reológicos – Bingham e Lei das potências, sendo
o comportamento reológico identifi cado pelo modelo que
melhor se ajustou à curva de cisalhamento, ou seja, aquele
que permitiu obter o maior coefi ciente de correlação entre os
dados obtidos pelo reômetro e a reta constitutiva do modelo
reológico. Além disso, as curvas de mistura dos concretos
foram geradas e a energia de mistura foi determinada como a
área sob a curva do torque versus tempo. Assim, foi possível
verifi car a efi ciência desta etapa para cada composição. O
acompanhamento das propriedades reológicas foi feito por
um intervalo de até uma hora após o contato água-cimento;
assim, foi possível verifi car a perda de trabalhabilidade e das
demais propriedades por meio da evolução dos parâmetros
reológicos – tensão de escoamento e viscosidade plástica.
O processo de endurecimento das misturas também foi
acompanhado pelo ensaio de cisalhamento contínuo
(sob velocidade de rotação constante) durante o período
compreendido desde o fi m da mistura até a total perda de
trabalhabilidade do material (falta de coesão da amostra).
Ensaios de condutividade iônica, em função do tempo,
também foram realizados a fi m de verifi car o comportamento
da hidratação dos cimentos utilizados na composição dos
concretos estudados. Os ensaios foram realizados em
suspensões aquosas de cimento, preparadas com um teor de
sólidos de 8,4% em volume.
A avaliação das propriedades no estado endurecido
compreendeu a medida da porosidade aparente, da
resistência mecânica e do módulo de elasticidade. A relação
completa dos ensaios realizados, bem como os métodos de
ensaio adotados, é apresentada a seguir: porosidade aparente
[14]; resistência à compressão uniaxial de corpos de prova
cilíndricos [15]; resistência à tração por compressão diametral
de corpos de prova cilíndricos [16]; resistência à fl exão em
três pontos de corpos de prova prismáticos [17]; módulo
de elasticidade estático em corpos de prova cilíndricos
[18]; módulo de elasticidade dinâmico em corpos de prova
prismáticos [19]. Para isso, corpos de prova cilíndricos e
prismáticos foram moldados em dimensões de 40 mm x
40 mm e 25 mm x 25 mm x 150 mm, respectivamente. O
método de cura adotado foi a úmido por imersão em água
saturada com cal, onde os corpos de prova permaneceram
até as idades de ensaio: 1, 3, 7 11, 15, 19, 23 e 28 dias para
o CPV ARI e o CPII E 32 e 1, 3, 5, 7 e 10 dias para o Secar
71. Para os ensaios de resistência à compressão uniaxial e
módulo de elasticidade estático, as superfícies dos corpos de
prova cilíndricos foram retifi cadas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Propriedades do concreto no estado fresco
Curvas de mistura
A avaliação do desempenho de um concreto começa com
a compreensão das suas características e do equipamento
utilizado em sua produção. Na etapa de produção do concreto,
dois itens são importantes: a composição da mistura e o
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15 A. L. de Castro et al. / Cerâmica 57 (2011) 10-21
procedimento de mistura do concreto. A qualidade de uma
mistura é infl uenciada por diversos parâmetros associados
com o misturador e com sua utilização, tais como a velocidade,
o tempo, o volume de material e a geometria dos elementos de
mistura. Um parâmetro básico importante de um misturador de
concreto é sua velocidade máxima, que depende da resistência
da partícula e do comportamento do material a ser misturado.
Assim, uma mistura ideal é obtida quando todos os componentes
estão distribuídos uniformemente na massa da mistura, isto é,
cada amostra retirada do misturador deve apresentar as mesmas
características [20]. Para um mesmo procedimento de mistura,
verifi cou-se que a variação do tipo de cimento implicou em
alterações da área sob a curva de mistura das composições
(Fig. 4, Tabela IV). Como uma menor área indica uma melhor
dispersão das partículas e, conseqüentemente, em uma mistura
mais efetiva, o procedimento de mistura adotado foi mais
efi ciente para os concretos produzidos com cimento Secar 71,
CPII E 32 e CPV ARI, considerando uma ordem decrescente
de efi ciência.
Curvas de cisalhamento
Para a construção das curvas de cisalhamento, a
velocidade foi considerada em rotações por segundo (rps)
para que o parâmetro relacionado com a viscosidade
plástica (viscosidade de torque – h), expresso em Nm.s,
fosse determinado diretamente a partir da equação da reta
de ajuste ao modelo.
A partir das curvas de cisalhamento (Figs. 5, 6 e 7),
verifi ca-se que a parte ascendente e a parte descendente
não coincidem, resultando em uma área de histerese. A
formação dessa histerese indica que o misturador utilizado
não foi capaz de fornecer energia sufi ciente para quebrar
os aglomerados presentes na mistura; assim, um processo
de mistura mais efi ciente está relacionado com uma menor
área de histerese. Além disso, a não coincidência das
partes ascendente e descendente da curva de cisalhamento
evidencia o comportamento pseudoplástico dos concretos,
Figura 6: Curvas de cisalhamento do concreto produzido com CPII
E 32. Obs.: As setas indicam o sentido de aplicação da velocidade
de cisalhamento.
[Figure 6: Flow curves of the concrete produced with CPII E 32.
Obs.: The arrows indicate the up and down curves, respectively.]
10
8
6
4
2
00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,401,201
Torque (Nm)
Velocidade de rotação (rps)
Figura 5: Curvas de cisalhamento do concreto produzido com CPV
ARI. Obs.: As setas indicam o sentido de aplicação da velocidade
de cisalhamento.
[Figure 5: Flow curves of the concrete produced with CPV ARI.
Obs.: The arrows indicate the up and down curves, respectively.]
10
8
6
4
2
0
0 0,20 0,40 0,60 0,80 1,401,201
Torque (Nm)
Velocidade de rotação (rps)
Figura 7: Curva de cisalhamento do concreto produzido com Secar
71. Obs.: As setas indicam o sentido de aplicação da velocidade de
cisalhamento.
[Figure 7: Flow curve of the concrete produced with Secar 71.
Obs: The arrows indicate the up and down curves, respectively.]
14
12
10
8
6
4
2
00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,401,201
Torque (Nm)
Velocidade de rotação (rps)
Figura 4: Curva de mistura dos concretos produzidos com
diferentes cimentos.
[Figure 4: Mixing curve of the concretes produced with different
cements.]
50
40
30
20
10
0500 100 150 200 300250 350 400
Torque (Nm)
Tempo (s)
Tabela IV- Área sob a curva de mistura dos concretos
produzidos com diferentes cimentos.
[Table IV - Area under the mixing curve for the concretes
produced with different cements.]
Cimento Área (Nm.s)
CPV ARI 3.522
CPII E 32 3.283
Secar 71 3.192
Cer_341_2011.indd Sec1:15Cer_341_2011.indd Sec1:15 21/03/11 11:1821/03/11 11:18

16
A. L. de Castro et al. / Cerâmica 57 (2011) 10-21
que foi verifi cado independentemente do tipo de cimento
usado na sua composição.
Os valores das áreas de histerese geradas (Tabela V)
variam entre os concretos produzidos com diferentes tipos
de cimento. As áreas calculadas confi rmam a efi ciência
de mistura, ou seja, a ordem obtida pelo cálculo da área
sob a curva de mistura se repetiu quando a análise foi
feita a partir do cálculo da área de histerese resultante da
curva de cisalhamento (Secar 71 > CPII E 32 > CPV ARI,
considerando a ordem decrescente de efi ciência).
Um fato a ser destacado é o comportamento das curvas
de cisalhamento ao longo do tempo. Enquanto as curvas
obtidas para ambos os cimentos Portland são praticamente
justapostas para todos os tempos de medida, verifi ca-se um
deslocamento da curva de cisalhamento medida aos 60 min
– com relação às curvas medidas aos 10 e 30 min de ensaio –
para o cimento aluminoso. Isso pode estar relacionado com
o início do processo de pega desse cimento antes do fi m do
ensaio, o que indicaria uma tendência contrária ao resultado
do tempo de pega medido com o auxílio da agulha de Vicat e
apresentado na Tabela II. Assim, para melhor elucidar estes
aspectos usou-se também a técnica da condutividade iônica,
cujos resultados são apresentados a seguir (Fig. 8).
O processo de hidratação das partículas de cimento em
água envolve três períodos distintos: dissolução de íons,
nucleação e precipitação de fases hidratadas. Assim que as
partículas de cimento entram em contato com a água, inicia-
se a dissociação das fases anidras e, com isso, a liberação
de íons no meio líquido. O processo de dissolução ocorre
até que a concentração dos íons em solução alcance certo
nível de saturação, promovendo a precipitação dos hidratos
por meio de mecanismos de nucleação e crescimento. A
precipitação dos primeiros produtos da hidratação diminui a
concentração de íons em solução, favorecendo a dissociação
das fases anidras. Isso resulta em um processo contínuo de
dissolução-precipitação até que a maioria (ou toda) da fase
anidra tenha reagido. Desde que a nucleação heterogênea
na superfície das partículas seja favorecida, os hidratos
precipitados tendem a formar fortes ligações entre as
partículas vizinhas, promovendo a pega e o endurecimento
do concreto [21].
Com o aumento da condutividade iônica, o potencial
superfi cial das partículas de cimento tende a diminuir,
resultando na aglomeração das partículas e, com isso, no
endurecimento do sistema. Os cimentos Portland estudados
apresentaram valores de condutividade iônica muito
superiores ao medido para o cimento aluminoso (Fig. 8),
o que justifi ca o menor tempo de início de pega medido
pelo ensaio de Vicat (Tabela II). Por outro lado, o cimento
aluminoso não apresenta um aumento inicial da força iônica
do meio tão acentuado como o cimento Portland, refl etindo
em um tempo de início de pega superior.
Porém, para o cimento aluminoso, verifi cou-se uma
discordância entre o tempo de fi m de pega medido com o
método usual da agulha de Vicat (Tabela II) e os resultados
obtidos com o ensaio de condutividade iônica e reometria.
Aparentemente, a reometria e a condutividade iônica
estariam indicando um fi m de pega mais breve desse cimento,
enquanto a agulha de Vicat apontaria em outra direção. Tal
efeito despertou interesse dos autores e será assunto de um
estudo complementar, visto que estas técnicas podem estar
indicando fenômenos distintos do processo de dissolução-
precipitação que os cimentos aluminosos estão sujeitos.
Caracterização reológica
Para a identifi cação do comportamento reológico
das misturas de concreto, os ajustes foram feitos tanto na
parte ascendente quanto na parte descendente da curva de
cisalhamento. Porém, a consideração da parte ascendente se
mostrou mais adequada (maiores coefi cientes de correlação),
além de corresponder ao período em que a tensão de
escoamento deve ser excedida para que o material inicie seu
escoamento.
A partir das curvas de cisalhamento obtidas (Figs. 9, 10
e 11), verifi cou-se que, independente do tipo de cimento
adotado na produção dos concretos, os comportamentos
reológicos de todas as misturas estudadas se ajustaram
melhor ao modelo binghamiano, ou seja, o ajuste da parte
ascendente da curva de cisalhamento resultou nos maiores
Figura 8: Curvas de condutividade iônica em função do tempo das
suspensões aquosas dos três cimentos utilizados na produção dos
concretos estudados, com destaque para a queda de condutividade
apresentada para o cimento aluminoso.
[Figure 8: Ionic conductivity curves as a function of time for
aqueous suspensions for the cements used in the production of the
concretes analyzed, highlighting the conductivity decrease for the
calcium aluminate cement.]
18000
14000
16000
10000
12000
6000
2000
00 50 200100 250150 300
8000
4000
Tempo (min)
Condutividade (μs/cm)
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
00 50 100 150 200 250 300
Cimento Tempo de medida (min)
10 30 60
CPV ARI 1,95 2,50 2,62
CPII E 32 1,68 2,33 2,24
Secar 71 1,08 1,24 2,01
Tabela V - Área de histerese das curvas de cisalhamento dos
concretos estudados – unidade: Nm.rps.
[Table V - Hysteresis area for the concretes’ fl ow curves –
unity: Nm.rps.]
Cer_341_2011.indd Sec1:16Cer_341_2011.indd Sec1:16 21/03/11 11:1821/03/11 11:18

17 A. L. de Castro et al. / Cerâmica 57 (2011) 10-21
coefi cientes de correlação entre a curva e a reta constitutiva
do modelo. Esse comportamento é amplamente observado
para as misturas de concreto de alto desempenho encontradas
na literatura [22]. Assim, sendo o comportamento dos
concretos estudados semelhantes ao de um fl uido plástico ou
binghamiano (equação B), dois parâmetros reológicos são
necessários para sua caracterização: a tensão de escoamento
(τo) [Pa] e a viscosidade plástica (μ) [Pa.s]. Porém, em
função da heterogeneidade do concreto, esses parâmetros
são normalmente expressos em unidades de torque, sendo
a relação entre o torque (T) [Nm] e a velocidade de rotação
(N) [rps] dada segundo a equação C.
(Β)
Τ = g + h∗Ν (C)
onde τ é a tensão de cisalhamento [Pa] e é a taxa de
cisalhamento [s-1], na equação B, g é o torque de escoamento
[Nm] e h é a viscosidade de torque [Nm.s] na equação
C, e consideradas análogas à tensão de escoamento e a
viscosidade plástica, respectivamente [23]. Assim, os
valores dos parâmetros reológicos que caracterizam os
comportamentos dos concretos estudados são apresentados
na Tabela VI em unidades de torque.
Como a aplicação dos concretos não se dá imediatamente
após a mistura, é preciso conhecer seu comportamento durante
o intervalo de tempo necessário para sua aplicação. Assim, as
propriedades reológicas dos concretos foram acompanhadas
ao longo do tempo, com as amostras sendo submetidas a
ciclos de cisalhamento 10, 30 e 60 min após o contato água-
cimento. A partir dos valores obtidos (Tabela VI), verifi ca-se
que o torque de escoamento aumentou ao longo do tempo,
enquanto a viscosidade permaneceu praticamente constante.
Isso quer dizer que, uma vez que a tensão de escoamento
tenha sido excedida, sua resistência ao escoamento permanece
praticamente a mesma para as taxas de cisalhamento aplicadas,
dentro do intervalo de tempo avaliado.
Figura 10: Parte ascendente da curva de cisalhamento do concreto
produzido com CPII E 32.
[Figure 10: Shearing upward plot for the concrete containing CPII
E 32.]
10
8
6
4
2
00 0,20 0,60 1,000,40
Dados
0,80 1,20 1,40
Velocidade de Rotação (rps)
Torque (Nm)
Leis das potências Bingham
Figura 9: Parte ascendente da curva de cisalhamento do concreto
produzido com CPV ARI.
[Figure 9: Shearing upward plot for the concrete containing CPV
ARI.]
10
8
6
4
2
00 0,20 0,60 1,000,40 0,80 1,20 1,40
Velocidade de Rotação (rps)
Torque (Nm)
Dados Leis das potências Bingham
Figura 11: Parte ascendente da curva de cisalhamento do concreto
produzido com Secar 71.
[Figure 11: Shearing upward plot for the concrete containing
Secar71.]
10
8
6
4
2
00 0,20 0,60 1,000,40
Dados
0,80 1,20 1,40
Velocidade de Rotação (rps)
Torque (Nm)
Leis das potências Bingham
Cimento
Torque de
escoamento
[g (Nm)]
Viscosidade
de torque
[h (Nm.s)]
Tempo de
medida (min)
Tempo de medida
(min)
10 30 60 10 30 60
CPV ARI 0,28 1,01 1,34 3,86 3,68 3,76
CPII E 32 4,67 5,57 5,76 2,79 2,54 2,54
Secar 71 2,93 3,68 6,95 4,08 3,75 3,69
Tabela VI - Valores dos parâmetros reológicos considerando-
se a parte ascendente da curva de cisalhamento e o
comportamento binghamiano.
[Table VI - Values of the rheological parameters considering
upward part of the fl ow curve and the Bingham behavior.]
Cer_341_2011.indd Sec1:17Cer_341_2011.indd Sec1:17 21/03/11 11:1821/03/11 11:18

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A. L. de Castro et al. / Cerâmica 57 (2011) 10-21
reduzidas, independente do tipo de cimento utilizado (CPV
ARI ou CPII E 32). A baixa porosidade aparente desses
materiais está relacionada com a baixa relação água/
aglomerante (0,35) considerada na sua produção. Assim,
parte dos materiais aglomerantes não-hidratados pôde
contribuir com o efeito fíler proporcionado pela adição
mineral (sílica ativa), melhorando o empacotamento das
partículas e, com isso, resultando em matrizes mais densas
em idades avançadas (28 dias). No caso do concreto
produzido com Secar 71, a porosidade aparente reduziu
com o decorrer do tempo, atingindo valores próximos aos
dos concretos de cimento Portland. Porém, aos 10 dias de
idade, verifi cou-se uma inversão dessa tendência, ou seja,
a porosidade aumentou. Esse aumento está relacionado
com o mecanismo de conversão das fases hidratadas do
cimento aluminoso. Durante o processo de hidratação
desse cimento, os produtos formados (CAH10 e C3AH8) são
quimicamente instáveis e se transformam em uma fase mais
estável e de maior densidade (C3AH6). Como conseqüência
dessa conversão, a pasta endurecida de cimento aluminoso
pode apresentar uma redução de volume de sólidos de mais
de 50%, o que causa aumento na porosidade e perda de
resistência [9, 25]. Tal efeito é ainda mais signifi cativo se
os concretos forem processados durante um período que
envolve grande oscilação da temperatura ambiente.
Resistência mecânica
O desenvolvimento do comportamento mecânico dos
concretos estudados ao longo do tempo, expresso em termos
de resistência à compressão uniaxial, resistência à tração por
compressão diametral e resistência à fl exão em 3 pontos,
é apresentado nas Figs. 14, 15 e 16, respectivamente. No
caso do cimento Portland, o concreto produzido com CPV
ARI apresenta maiores resistências do que os concretos
produzidos com CPII E 32 devido ao seu maior teor de C3S
(co-responsável pelo desenvolvimento da resistência) e seu
menor tamanho de partículas (maior área superfi cial). A
diferença entre as resistências medidas se mantém até os 28
dias. O comportamento mecânico do concreto de cimento
O aumento do torque de escoamento refl ete o processo
de pega e endurecimento do material; porém, não a
evolução da viscosidade. Como as amostras de concreto
permanecem em repouso entre os consecutivos ensaios
reológicos, a exigência de torque para as baixas velocidades
de rotação aumenta mais do que para as velocidades mais
altas, provavelmente devido à aglomeração das partículas,
à geração dos produtos da hidratação e ao esgotamento
das moléculas de superplastifi cante no processo químico
de dispersão. Isso resulta em uma redução da inclinação
da curva de cisalhamento, o que pode explicar porque a
viscosidade não aumenta com o tempo, tendendo a diminuir
ligeiramente em alguns casos [24].
Curvas de endurecimento
As curvas de endurecimento, avaliadas sob cisalhamento
contínuo, para os concretos estudados são apresentadas na
Fig. 12. Os concretos produzidos com ambos os cimentos
Portland (CPV ARI e CPII E 32) apresentaram a mesma
tendência de pega e endurecimento, o que ocorreu de maneira
contínua e gradual ao longo do tempo, diferenciando apenas
nos valores de torque medidos no processo. Porém, para
o concreto produzido com cimento aluminoso (Secar 71),
verifi cou-se uma perda acentuada da trabalhabilidade logo
na primeira hora de ensaio. Isso pode estar relacionado com
o rápido enrijecimento da mistura a fi m de se atingir altas
resistências nas primeiras horas da hidratação, conforme
observado nos ensaios de condutividade iônica realizados
em suspensões de cimento puro (Fig. 8).
Propriedades do concreto no estado endurecido
Porosidade aparente
A porosidade inicial é determinada pela relação água/
cimento da mistura. Porém, uma vez fi xada a quantidade de
água, é o processo de hidratação que determina a extensão
do preenchimento e redistribuição de poros [12]. A evolução
da porosidade aparente dos concretos estudados, avaliada
ao longo do tempo, é apresentada na Fig. 13. Com exceção
da idade de 1 dia, os concretos produzidos com cimento
Portland apresentaram porosidades semelhantes e bastante
Figura 12: Curvas de endurecimento dos concretos estudados.
[Figure 12: Hardening curves of the studied concretes.]
14
12
10
8
6
4
2
00 2000 60004000 8000 10000
Torque (Nm)
Tempo (s)
Figura 13: Evolução da porosidade aparente dos concretos ao
longo do tempo.
[Figure 13: Evolution of the concretes’ apparent porosity with the
time.]
10
8
6
4
2
00 5 10 15 20 25 30
Porosidade (%)
Idade (dias)
Cer_341_2011.indd Sec1:18Cer_341_2011.indd Sec1:18 21/03/11 11:1821/03/11 11:18

19 A. L. de Castro et al. / Cerâmica 57 (2011) 10-21
aluminoso pode ser descrito por uma alta resistência inicial,
seguida por uma perda dessa resistência com o decorrer
do tempo. A alta resistência inicial é uma característica
do cimento aluminoso, uma vez que cerca de 80% da
sua resistência fi nal pode ser obtida em 24 h. A perda de
resistência ao longo do tempo está relacionada com o
mecanismo de conversão das fases hidratadas do cimento
descrito anteriormente. Esse comportamento do concreto
de cimento aluminoso limita sua utilização em aplicações
estruturais, a menos que o corpo seja aquecido e auto-
clavado e as fases estáveis sejam obtidas antes da aplicação
do material em construções civis.
Módulo de elasticidade
Os valores dos módulos de elasticidade usados
nos cálculos estruturais de estruturas de concreto são
normalmente estimados a partir de expressões empíricas
que pressupõem dependência direta entre o módulo de
elasticidade, a resistência e a densidade do concreto. Em
materiais homogêneos realmente existe essa relação, porém,
em materiais heterogêneos e multifásicos como o concreto,
a fração volumétrica, a densidade e o módulo de elasticidade
dos principais constituintes (agregados e matriz), bem como
as características da zona de transição é que determinam o
comportamento elástico do compósito. Para o concreto, a
relação direta entre a resistência e o módulo de elasticidade
provém do fato de que ambos são infl uenciados pela
porosidade e pelas fases constituintes, embora não no
mesmo grau [9].
As evoluções dos módulos de elasticidade estático
e dinâmico ao longo do tempo são apresentadas,
respectivamente, nas Figs. 17 e 18 e a correlação entre eles
na Fig. 19. A partir dos gráfi cos, verifi ca-se que ambos os
módulos de elasticidade dos concretos produzidos com
cimento Portland apresentaram um aumento contínuo ao
longo do tempo, além de uma boa correlação entre os valores
medidos (coefi cientes de correlação sempre maior que 0,90).
Porém, o concreto produzido com cimento aluminoso, em
função do aumento da porosidade, apresentou perda do
módulo de elasticidade estático, enquanto o módulo dinâmico
– que corresponde a uma deformação instantânea muito
pequena – não foi infl uenciado pelo aumento da porosidade.
Assim, o comportamento diferenciado entre os dois módulos
de elasticidade medidos não permitiu estabelecer uma boa
Figura 15: Evolução da resistência à tração por compressão
diametral dos concretos ao longo do tempo.
[Figure 15: Evolution of the concretes’ splitting tensile strength
with the time.]
10
4
8
2
6
00 5 10 15 20 25 30
Resistência à tração (MPa)
Idade (dias)
Figura 14: Evolução da resistência à compressão uniaxial dos
concretos ao longo do tempo.
[Figure 14: Evolution of the concretes’ compressive strength with
the time.]
140
80
120
60
40
20
100
00 5 10 15 20 25 30
Resistência à
compressão (MPa)
Idade (dias)
Figura 17: Evolução do módulo de elasticidade estático dos
concretos ao longo do tempo.
[Figure 17: Evolution of the concretes’ static Young’s modulus with
the time.]
50
40
30
10
20
00 5 10 15 20 25 30
Módulo de elasticidade
estático (GPa)
Idade (dias)
Figura 16: Evolução da resistência à fl exão em 3 pontos dos
concretos ao longo do tempo.
[Figure 16: Evolution of the concretes’ 3 point bending strength
with the time.]
14
4
6
12
10
8
2
00 5 10 15 20 25 30
Resistência à fl exão (MPa)
Idade (dias)
Cer_341_2011.indd Sec1:19Cer_341_2011.indd Sec1:19 21/03/11 11:1821/03/11 11:18

20
A. L. de Castro et al. / Cerâmica 57 (2011) 10-21
concreto. Os parâmetros reológicos obtidos foram diferentes
entre os concretos estudados, indicando comportamentos
reológicos distintos. Ao longo do tempo, verifi cou-se um
aumento da tensão de escoamento, enquanto a viscosidade
permaneceu praticamente constante. Os processos de pega
e endurecimento dos concretos medidos sob cisalhamento
contínuo foram distintos para os cimentos Portland e
aluminoso. Os concretos de cimento Portland apresentaram
um processo de pega e endurecimento contínuo e gradual
ao longo do tempo, enquanto o concreto produzido com
cimento aluminoso apresentou uma perda de trabalhabilidade
acentuada logo na primeira hora de ensaio. Essa diferença
pode estar relacionada com a velocidade da hidratação dos
cimentos, que é muito mais rápida para o cimento aluminoso
do que para ambos os cimentos Portland, conforme observado
no ensaio de condutividade iônica. No caso do cimento
Portland, o concreto produzido com CPV ARI apresentou
maiores resistências do que o concreto produzido com
CPII E 32, devido ao seu maior teor de C3S e superior área
superfi cial, sendo que esta diferença se manteve até os 28
dias de idade. O concreto produzido com cimento aluminoso
apresentou uma alta resistência inicial, porém, ao longo do
tempo, verifi cou-se uma perda dessa resistência, sendo esta
correlacionada com o mecanismo de conversão das fases
hidratadas desse cimento (para inibir as transformações de
fase do cimento aluminoso, que prejudicam seu desempenho
mecânico, seria necessário um tratamento em autoclave e
sob temperatura de aproximadamente 80 °C). Comparando
todas as propriedades medidas – tanto no estado fresco,
quanto no estado endurecido – verifi ca-se que os concretos
produzidos com os dois cimentos Portland considerados
apresentaram desempenhos superiores ao do concreto
produzido com cimento aluminoso, sendo o cimento
Portland de alta resistência inicial ainda mais efi ciente que o
cimento Portland composto para a produção de misturas de
alto desempenho e até os 28 dias de idade.
AGRADECIMENTOS
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científi co
e Tecnológico, CNPq, pela bolsa de estudo, e às Empresas
Holcim Brasil S. A., Elkem Materials South America Ltda.,
Basf Construction Chemicals Brasil e Mineração Jundu
Ltda., pela doação dos materiais utilizados na pesquisa. O
apoio da Dra. I. R. Oliveira nos ensaios de condutividade
iônica também é reconhecido.
REFERÊNCIAS
[1] P.-C. Aïtcin, “Cements of yesterday and today; concrete
of tomorrow”, Cement Concrete Res. 30, 9 (2000) 1349-
1359.
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G. Serra, PINI, S. Paulo, SP (2000).
[3] J. B. L. Liborio, A. L. Castro, F. G. Silva, V. M. Silva,
Proc. IV High Performance Concrete Structures - IV ACI/
CANMET Conf. Quality of Concrete Structures and Recent
correlação entre eles (coefi ciente de correlação menor que
0,50). De acordo com a literatura, o módulo de elasticidade
dinâmico é indicado como sendo maior que o módulo de
elasticidade estático em torno de 20%, 30% e 40% para
concretos de alta, média e baixa resistência, respectivamente
[9]. A partir dos resultados obtidos, as relações entre os
módulos recomendadas na literatura não foram obedecidas,
porém o módulo de elasticidade dinâmico medido foi sempre
superior que o módulo estático.
CONCLUSÕES
Mantendo-se os mesmos materiais constituintes
da mistura e o mesmo coefi ciente de empacotamento
das partículas, uma mudança apenas do tipo de cimento
implicou em variações no teor ótimo de aditivo necessário
para se obter concretos auto-adensáveis. A variação do tipo
de cimento resultou em diferentes efi ciências de mistura,
determinadas pela área sob a curva de mistura e comprovadas
pela área de histerese gerada nas curvas de cisalhamento
dos concretos. A natureza reológica foi identifi cada como
sendo semelhante a um fl uido plástico ou Binghamiano,
independente do tipo de cimento usado na composição do
Figura 19: Correlação entre os módulos de elasticidade estático e
dinâmico dos concretos.
[Figure 19: Correlation between static and dynamic Young’s
modulus for the concretes.]
60
50
40
30
10
20
00102030 40 50
Módulo de elasticidade
dinâmico (GPa)
Módulo de elasticidade estático (GPa)
Figura 18: Evolução do módulo de elasticidade dinâmico dos
concretos ao longo do tempo.
[Figure 18: Evolution of the concretes’ dynamic Young’s modulus
with the time.]
60
50
40
30
10
20
00 5 10 15 20 25 30
Módulo de elasticidade
dinâmico (GPa)
Idade (dias)
Cer_341_2011.indd Sec1:20Cer_341_2011.indd Sec1:20 21/03/11 11:1821/03/11 11:18

21 A. L. de Castro et al. / Cerâmica 57 (2011) 10-21
Advances in Concrete Materials and Testing, Olinda, PE
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cement characteristics with rheology of paste”, Cement
Concrete Res. 37, 11 (2007) 1502-1511.
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calcium sulfate in belite-rich cement on the change in
fl uidity of mortar with time”, Cement Concrete Res. 28, 9
(1998) 1297-1308.
[6] P.-C. Aïtcin, C. Jolicoeur, J. G. MacGregor,
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(Rec. 21/06/2008, Ac. 13/12/2008)
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