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.