Influncia do Clima Tropical na Cura do Concreto
Transcrição
Influncia do Clima Tropical na Cura do Concreto
INFLUÊNCIA DO CLIMA TROPICAL NA CURA DO CONCRETO VALIN JR, Marcos de Oliveira 1 LIMA, Sandra Maria de 2 (1) Cursando Controle Tecnológico de Obras no Centro Federal de Educação Tecnológica de Mato Grosso (CEFET-MT) e Geografia na Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), sendo bolsista do Programa de Iniciação Cientifica do CNPQ, Cuiabá – MT, E-mail: [email protected] (2) Orientadora do Artigo. Professora do curso de Controle Tecnológico de Obras no Centro Federal de Educação Tecnológica de Mato Grosso (CEFET-MT), graduada em Engenharia Civil e doutoranda na Escola de Engenharia de São Carlos, Cuiabá – MT, E-mail: [email protected] Resumo: É inquestionável a importância da cura do concreto na hidratação do cimento e na redução da retração do concreto, obtendo assim um concreto durável conforme as especificações do projeto estrutural. O principal fator da evaporação d’água são a umidade do ar e as altas temperaturas que são constantemente elevadas nas regiões tropicais ao longo do ano, visto que o sol se encontra sempre próximo à linha do Equador e a temperatura é sempre superior a 18ºC, fato que aliado à falta de preparo técnico de parte dos trabalhadores da construção civil dificulta na realização da cura nas melhores condições. Neste artigo serão apresentados fatores de influência da cura úmida e da cura ao ar, além dos prováveis efeitos do uso de 7 % de polímero na resistência a compressão e absorção de água com 1, 7, 28, 63 e 365 dias no concreto de traço 1:2,12:2,88:0,35 com uso de 1,5% de superplastificante. Palavras-chave: cura do concreto e clima tropical. 1. Introdução O concreto é um material de construção muito utilizado devido à sua versatilidade, durabilidade e resistência. Boas práticas construtivas como a boa cura, são essenciais para produzir uma estrutura de concreto durável. Quanto maiores os cuidados com a cura do concreto, melhor é o seu desempenho mecânico e a sua resistência aos agentes agressivos do meio ambiente. O apelo ambiental chama a comunidade científica ao compromisso da produção de concretos de alto desempenho frente as mais diversas condições. As condições de cura são primordiais para garantir o alto desempenho de concretos, sendo de relevada importância em climas tropicais seco. O objetivo desse artigo é avaliar as provaveis resistências à compressão e a absorção de água nas idades de 1, 7, 28, 63 e 365 dias em dois tipos de concretos de alto desempenho (com e sem adição de 7% de polímero) submetidos a duas condições de cura: cura ao ar e cura úmida que é o procedimento considerado ideal para que o concreto atinja maiores resistências mecânicas e maior durabilidade. A dosagem proposta, diferentemente da maioria, terá como principio reproduzir ao máximo as condições climáticas das obras, que dificilmente são as mesmas do laboratório, como temperatura ambiente, temperatura do concreto, umidade relativa do ar, velocidade do vento e preparo dos agregados. Os resultados permitirão observar que a condição de cura empregada influenciou na resistência e na durabilidade dos concretos, apresentando diferenças entre os valores obtidos e efeitos causados. 2. Fundamentação Teórica O clima tropical ocorre entre os paralelos 5º e 15º (N e S). Contudo, prolonga-se um pouco mais além nas margens orientais dos continentes em função dos ventos Alísios e das correntes marítimas quentes. A temperatura é constantemente elevada ao longo do ano, visto que o sol se encontra quase sempre próximo da linha do Equador. Assim as temperaturas médias mensais são sempre superiores a 18ºC, temperatura essa que associada à umidade do ar tem influencia direta na cura do concreto. TERZIAN (2007) discorre sobre a importância das as condições climáticas na execução de estruturas de concreto. Tais situações são de relevância para a escolha dos procedimentos de cura, além da definição de diretrizes para a dosagem do concreto. As condições climáticas têm influência no grau de evaporação provável da água existente no interior do concreto, o que está diretamente relacionado à ocorrência de fissuras por retração plástica. As condições climáticas devem ser monitoradas a partir de medidas de variação da temperatura em obra, temperatura do concreto no estado fresco, velocidade e direção predominante do vento e umidade do ar. Estas medições irão influenciar na decisão do tecnologista responsável pela dosagem de concreto sobre a necessidade de refrigeração do concreto, na escolha do período de concretagem (i.e. diurno, vespertino ou noturno), consumo máximo de aglomerante, utilização de aditivos e procedimento de cura (TERZIAN, (2007)). As condições climáticas, bem como o tipo de cura escolhido para os elementos de concreto, influenciam a sua estabilidade volumétrica. A cura do concreto é conhecida como o conjunto de medidas que tem por finalidade evitar a evaporação prematura da água necessária para a hidratação do cimento, que é responsável pela pega e endurecimento do concreto. O objetivo da cura é manter o concreto saturado, ou o mais próximo possível dessa condição, até que os espaços inicialmente ocupados pela água sejam ocupados pelos produtos da hidratação do aglomerante. Cura ao ar: Na cura ao ar do concreto não são tomados cuidados especiais para se evitar a evaporação prematura da água necessária para a hidratação do cimento. Cura úmida: Na cura úmida do concreto devese manter a superfície do concreto úmida por meio de aplicação de água na sua superfície ou manter o concreto coberto com água ou totalmente imerso em água par evitar que ocorra evaporação da água. Segundo TERZIAN (2007), empresas fornecedoras de concreto e construtoras têm encontrado dificuldades em solucionar o problema do aparecimento de fissuras em função de diversas razões, entre elas destaca-se a questão da elevação térmica oriunda da hidratação do cimento e por retração plástica, devido à rápida secagem do concreto em estado fresco, em função da ação do clima atuante no momento da concretagem e nos primeiros dias de idade. Sobre as alterações volumétricas de concretos de alto desempenho, AÏTCIN (2003) aponta as mudanças volumétricas e conseqüentemente as exigências de cura como um importante e um dos principais diferenciais em relação aos concretos comuns. As alterações volumétricas por ele citadas são as retrações plásticas, retração isotérmica ou autógena e retração por secagem. A origem destas variações volumétricas tem a mesma causa para os três tipos: o surgimento de tensões de tração, quer seja pela exsudação (retração plástica), quer pela auto-dessecação (retração autógena), quer pela secagem (retração por secagem). Essas considerações apontadas por AÏTCIN (2003) são muito pertinentes para a aplicação de concreto de alto desempenho em pisos, pois esses elementos construtivos são de pequena espessura em relação à extensão da área de exposição à atmosfera. Assim, há diferenças consideráveis entre o concreto comum e o CAD com respeito às variações volumétricas. A pasta de cimento do concreto comum apresenta rápida retração por secagem a partir da superfície em direção ao interior do concreto, enquanto o CAD pode ter a sua pasta de cimento afetada pela retração autógena, que ocorre de modo isotrópico e homogêneo quando não curado adequadamente. Estas diferenças de comportamento da pasta de cimento têm conseqüências importantes para a cura e durabilidade do concreto. A figura 1 mostra a influência do procedimento de cura para a estabilidade volumétrica do CAD (LIMA e LIBORIO, (2008)). Hidratação Contração Volumétrica Não Auto dessecação Sim Adição de H2O externa Não Capilares conectados ? Sim Menisco Sem retração autógena Sem menisco Retração Autógena Figura 1-Influência das condições de cura na ocorrência da retração autógena. (AÏTCIN (2003)). Essas diferenças de comportamento da pasta de cimento têm conseqüências importantes para a cura e durabilidade do concreto. Desse modo, Aïtcin (2003) mostra a importância da retração da pasta de cimento hidratada na estabilidade volumétrica do concreto; entretanto, esse autor cita que o parâmetro-chave para restringi-la é a quantidade de agregado no concreto e mais especificamente a quantidade de agregado graúdo. Esse parâmetro é freqüentemente negligenciado e admitido somente como um filer no concreto. A efetividade dos agregados na restrição da retração da pasta de cimento é facilmente comprovada pelo fato de que uma pasta de cimento sofre fissuração muito mais intensa que um concreto com a mesma relação a/c. Entretanto, deve-se enfatizar que a Temperatura retração na pasta continua a mesma, somente a estabilidade volumétrica do concreto é melhorada. Em decorrência dos fatos acima expostos, o processo de cura vem a ser outro grande diferencial entre o concreto comum e o CAD, sendo esses dois tipos de concreto curados de maneira diferentes, como ilustrado pela figura 2. O CAD deve ser curado imediatamente após o término do seu lançamento, caso contrário, irá favorecer a evaporação da água de exsudação, e posteriormente, a retração autógena ocorrerá intensamente. Enquanto a manta de cura é suficiente para cura do concreto comum (que é insensível à retração autógena), ela pode prevenir a retração plástica no CAD, mas não tem nenhum valor na inibição de retração autógena (AÏTCIN, 2003). Esse mesmo autor aponta o período crítico de cura para os concretos típicos de alto desempenho entre o término do lançamento até o 2º ou 3º dias posteriores ao lançamento, sendo das 12 às 36 horas posteriores ao término do lançamento é considerado o intervalo mais crítico. Retração por Secagem Retração Plástica Retração Autógena COMO CURAR O CAD PARA MINIMIZAR SUA RETRAÇÃO Deve ser impedida a evaporação da água Cura com água ou cura a vapor Deve ser evitada a formação de menisco Tabela 1: Tipos de cura da pesquisa. sem polímero com polímero Cura Cura Cura Cura Idade úmida ao Ar úmida ao Ar 1 9 6 9 6 7 9 6 9 6 28 9 6 9 6 63 9 6 9 6 365 9 6 9 6 Após os concretos serão submetidos às duas diferentes condições de cura até a data dos ensaios (Cura úmida: temperatura de 19ºC em média e Cura ao Ar: temperatura de 30ºC em média). Os ensaios de resistência à compressão e a absorção de água foram realizados conforme as normas vigentes da ABNT. 4. Resultados e Discussões Tempo Manta de cura ou cura por vapor Agregado Miúdo: 2,4mm, Massa unitária 1,55 g/cm3 e Massa específica 2,64 g/cm3. • Água; • Polímero; O concreto utilizado será de M=5, com teor de argamassa de 52%, sendo o traço 1:2,12:2,88:0,35. Os materiais serão misturados em betoneira mecânica e moldados 150 corpos-de-prova de 10x20cm na seguinte distribuição • Filme impermeável A dessecação deve ser evitada. A autodessecação se desenvolve até a hidratação completa Figura 2. Regime de cura mais apropriado no decorrer da reação de hidratação do CAD. Fonte: Aïtcin, (2003) apud Lima (2006). 3. Materiais e Métodos Os materiais empregados para a execução dos concretos serão: • Cimento portland CP II E 32; • Aditivo superplastificante Gleno/ El Condor; • Agregados graúdos: 70% 19mm + 21% 9,5mm + 9% 4,8mm, Massa unitária 1,47 g/cm3 e Massa específica 2,78 g/cm3. Os resultados que serão obtidos com os ensaios irão demonstrar que a resistência à compressão e a absorção de água dos concretos sem o uso do polímero em cura úmida são melhores do que os obtidos na cura ao ar. Já nos concretos com o uso do polímero, será possível notar que os efeitos negativos da ausência de cura são minimizados. Mesmo a cura sendo feita ao ar ou úmida, ela varia ainda de acordo com as condições climáticas durante o processo de cura, conforme exemplo no caso de fissuras, ilustrado na tabela abaixo, elaborada por TERZAN. Tabela 2: Comparação de evaporação de água do concreto e aparecimento de fissuras. Evaporação Probabilidade Exemplos de água de fissuras de retração Temperatura Ambiente: 25ºC até 0,5 Não há Umidade relativa do ar: litro/m3/hora ocorrência de 60% fissuras Temperatura do Concreto: 25ºC Velocidade do vento local: 5 km/h 0,5 a 1,2 litros/m3/hora > 1,5 litros/m3/hora Alguma probabilidade da ocorrência de fissuras 100% de probabilidade de ocorrência de fissuras Temperatura Ambiente: 34ºC Umidade relativa do ar: 48% Temperatura do Concreto: 37ºC Velocidade do vento local: 10 km/h Temperatura Ambiente: 25ºC Umidade relativa do ar: 40% Temperatura do Concreto: 30ºC Velocidade do vento local: 25 km/h Além de problemas como fissuras, com a cura podem deixar a camada fraca, porosa e permeável, vulnerável à substâncias agressivas provenientes ambiente, degradando o concreto. Condições de Cura em Algumas Propriedades dos Concretos Convencionais e de Alto Desempenho. Instituto Brasileiro do Concreto - 44º Congresso Brasileiro. [3] Universidade Estadual de Campinas. Disponível em: <http://www.ige.unicamp.br/site/aulas/124>. Acesso em: 25/08/08. [4] BALDO, J. T; SEVERI, A. A; RODOLFO, M. P; PEREIRA, D. S. Pesquisa dos efeitos do clima sobre pavimentos de concreto – Instrumentação da pista experimental na USP. São Paulo. problemas superficial entrada de do meio- [5] BARDELLA, P. S.; BARBOSA, D. C.; Estudo da permeabilidade ao ar em concretos produzidos com cimento portland de alto-forno submetidos a diferentes procedimentos de cura. Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP, Campinas. Os concretos submetidos à cura úmida apresentarão os melhores resultados, tanto para a resistência a compressão quanto para a absorção de água. No entanto o uso do polímero no concreto com cura ao ar tende a diminuir os efeitos da ausência da água na cura. A utilização do polímero pode ser uma medida pratica e de grande utilidade na confecção de concretos em localidades de alta temperatura e baixa umidade do ar (Zona Tropical), onde o procedimento de cura úmida é mais trabalhoso para ser realizado corretamente, reduzido assim o risco de fissuras, entre outros problemas causados pela ausência de cura úmida. Outro fator de grande importância para garantir que o concreto mantenha as características do projeto é que os laboratórios de concreto ao realizar dosagens façam levantamentos e levem em conta as condições de temperatura, umidade e vento durante a dosagem e cura do concreto do local da obra. [6] LIMA, S.M.DE. Concreto de alto desempenho em ambientes com baixas temperaturas. 2006 . 216 f . Dissertação (Mestrado). Departamento de Engenharia de Estruturas, EESC, Universidade de São Paulo, 2006. 5. Conclusões 6. Referências Bibliográficas [1] AÏTCIN, P.C. The durability characteristics of high performance concrete: a review. Cement & Concrete Composites, [S.I], v.25, n.4-5, p.409-420, 2003. [2] BATTAGIN, A. F.; CURTI, R; SILVA, C. O.; MUNHOZ, F. A. C. Influência das [7] LIMA, S.M.DE; LIBORIO, J.B.L. Pisos industriais expostos a ciclos de molhagem e secagem em baixas temperaturas. In: CONGRESSO BRASILIERO DO CONCRETO 50., 2008, Salvador. IBRACON, setembro 2008, (no prelo). [8] TERZIAN, Paulo. Prevenção de fissuras por retração plástica de origem climática em pavimentos, pisos e lajes de concreto. Concreto e Construções – IBRACON, nº 46, Abril – 2007.