S.J. dos Campos

1. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL Prof. Dr. FERNANDO CRUZ BARBIERI S.J. dos Campos

2. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL CAD

3. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 1 – Concreto: Definição • DEFINIÇÕES: Concreto é um material de construção proveniente da mistura, em proporção adequada, de: • aglomerantes, • agregados e • água.

4. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 2 – Concreto: Composição • a) Aglomerantes: • Unem os fragmentos de outros materiais. • No concreto, em geral se emprega cimento portland, que reage com a água e endurece com o tempo. • b) Agregados: • São partículas minerais que aumentam o volume da mistura, reduzindo seu custo. • Dependendo das dimensões características φ, dividem-se em dois grupos: • • Agregados miúdos: 0,075mm < φ < 4,8mm. Exemplo: areias. • • Agregados graúdos: φ ≥ 4,8mm. Exemplo: pedras.

5. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 2 – Concreto: Composição • c) Pasta: • Resulta das reações químicas do cimento com a água. Quando há água em excesso, denomina-se nata.

6. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 2 – Concreto: Composição • d) Argamassa: • Provém da pela mistura de cimento, água e agregado miúdo, ou seja, pasta com agregado miúdo

7. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 2 – Concreto: Composição • e) Concreto simples: • É formado por cimento, água, agregado miúdo e agregado graúdo, ou seja, argamassa e agregado graúdo.

8. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 2 – Concreto: Composição

9. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 3 – Concreto: Propriedades • Depois de endurecer, o concreto apresenta: • boa resistência à compressão; • baixa resistência à tração; • comportamento frágil, isto é, rompe com pequenas deformações. • Na maior parte das aplicações estruturais, para melhorar as características do concreto, ele é usado junto com outros materiais.

10. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 4 – Concreto: Classificação quanto a resistência à compressão CAR CAD

11. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 5 – Concreto: CAD: Definição • CAD: Concreto de Alto Desempenho • CAD é evolução tecnológica de um material consagrado do concreto convencional.

12. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 6 – Concreto: CAD: Histórico • HISTÓRICO: • Primeiras experiências no Brasil com CAD: • MASP (década de 60) 45 MPa • CNEC (1989) edifício de 18 pavimentos • Fc3 = 46,8 MPa • Fc7 = 56,9 MPa • Fc28 = 84 MPa • Fc90= 120,7 MPa • 523 kg/m3 de cimento • 12% de sílica ativa • A/C = 0,28 Fc = resistência à compressão

13. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 7 – Concreto: CAD: Característica ANTIGAMENTE  Estruturas concebidas e projetadas para satisfazer condições de segurança e estabilidade perante solicitações de ordem mecânica ATUALMENTE  Propriedades mecânicas, Durabilidade, Desempenho

14. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 7 – Concreto: CAD: Característica • OFERECE: • Alta resistência mecânica (compressão); • Baixa difusão (íons e gases); • Estabilidade dimensional (retração, tensões térmicas, Etc); • Alta aderência (aço/matriz e pasta/agregado); • Baixa permeabilidade; • Resistencia à ataque químicos. • EXIGÊNCIAS DAS NOVAS CONCEPÇÕES: • Custo (redução do custo final da obra); • Durabildiade.

15. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 7 – Concreto: CAD: Característica • Concretos com resistência à compressão em torno de 120 MPa (1200 Kgf/cm2), podem hoje ser obtidos e utilizados em obras comuns, com uma série de vantagens em relação aos concretos normais, dentre as quais a maior durabilidade. • Para se obter tais concretos são utilizados os mesmos materiais empregados no concreto convencional, ou seja: • cimento Portland comum, • brita, • areia, • água, • acrescentando-se porém, aditivo superplastificante e sílica ativa.

16. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 8 – Concreto: CAD: Dosagem Dosagem:

17. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 8 – Concreto: CAD: Dosagem

18. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 9 – Concreto: CAD: A/C • Relação agua e cimento A/C: • Funções da pasta • Estado fresco – • envolver os agregados, • preencher os vazios entre agregados e • comunicar uma certa mobilidade ou fluidez à mistura • Estado endurecido – • aglutinar os agregados, • conferindo impermeabilidade, • resistência mecânica e durabilidade

19. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 9 – Concreto: CAD: A/C Relação agua e cimento A/C no concreto comum: Quantidade media de água da mistura em relação à massa de cimento

20. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 9 – Concreto: CAD: A/C • Relação agua e cimento A/C no CAD: • Quanto menor a relação água/cimento, mais duráveis serão as estruturas e melhor a resistência à compressão . • No CAD a relação A/C é menor, cerca de 0,2 a 0,4 devido a adição de plastificantes

21. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 10 – Concreto: CAD: Sílica Ativa • Sílica Ativa: • A sílica ativa possui uma superfície especifica enorme e o diâmetro médio de seu grão é 100 (cem) vezes menor que o de cimento. • Torna-se imprescindível o uso de um aditivo superplastificante, devido ao baixo fator a/c (ou fator a/c + sílica ativa) e devido à grande superfície especifica da sílica ativa. • Consegue através da atuação de adição mineral na microestrutura do concreto através de dois efeitos: • atua quimicamente reagindo com o CH transformando-o CSH (silicato cálcico hidratado), o qual é um dos principais componentes do concreto endurecido responsáveis pela sua resistência, e • atua também como material inerte preenchendo os poros do concreto e tornando-os descontínuos.

22. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 10 – Concreto: CAD: Sílica Ativa Sílica Ativa:

23. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 10 – Concreto: CAD: Sílica Ativa • Sílica Ativa: • Com o uso da sílica ativa o concreto passa a ter: • maior resistência à compressão, • porosidade próxima de zero, • maior resistência à abrasão e à corrosão química, • maior adesão a outras superfícies de concreto e • melhor aderência com o aço, • SÍLICA ATIVA DIMINUI A FRAGILIDADE DA INTERFACE PASTA-AGREGADO

24. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 11 – Concreto: CAD: Superplastificantes • Superplastificantes: • Novidade superplastificantes (apesar da 1ª patente datar de 1938) como fluidificantes e, depois, como redutores de água. • Possibilita a mínima quantidade de agua. • Ação dispersante  Exemplos: naftaleno sulfonado e melamina sulfonada • Permite alta dosagens • Quantidade necessária de agua : • 20 a 30 MPa ( sem aditivos) 180 l/m3 • Redutores de agua 165 l/m3 • SUPERPLASTIFICANTE 120 l/m3

25. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 11 – Concreto: CAD: Superplastificantes Superplastificantes:

26. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 12 – Concreto: CAD: Vantagens • Vantagens: • Edifícios em concreto- por reduzir tempo de execução, aumentar a área útil, tornar a estrutura mais durável e proporcionar uma economia em torno de 20%. • Pontes e viadutos - permite maiores vãos, rapidez de execução e aumento da vida útil, além de economia. • Soleiras de vertedouros de usinas Hidrelétricas - devido a sua boa resistência à abrasão. • Pisos industriais - indicado por ter alta resistência à abrasão bem como a ataques químicos.

27. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 12 – Concreto: CAD: Vantagens • Vantagens: • Obras marítimas - por se tratar de um material com permeabilidade próxima de zero é fortemente indicado o seu uso em ambientes agressivos. • Recuperação de estruturas - pela sua grande aderência a superfícies de concreto, dispensando a utilização de epóxi para união das superfícies. • Peças pré moldadas - seu uso impõe agilidade à produção. • Concreto projetado - elimina o problema da reflexão no concreto projetado

28. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 13 – Concreto: CAD: Obras Obras que utilizaram o CAD:

29. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 13 – Concreto: CAD: Obras Obras que utilizaram o CAD:

30. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 13 – Concreto: CAD: Obras Obras que utilizaram o CAD:

31. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 13 – Concreto: CAD: Obras Obras que utilizaram o CAD:

32. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 13 – Concreto: CAD: Obras Obras que utilizaram o CAD:

33. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 13 – Concreto: CAD: Obras Obras que utilizaram o CAD:

34. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 13 – Concreto: CAD: Obras Obras que utilizaram o CAD:

35. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 14 – Concreto: CAD: Viabilidade econômica • A realidade do concreto mudou. • Sempre foi necessário cotejar alternativas técnicas e para isto sempre foi imprescindível apoio em custos para verificação de viabilidade econômica. • Para produzir um 1m3cúbico de concreto tradicional são necessários 250 kg de cimento. • No caso do CAD, essa relação é de 500 kg/m3, o que o torna extremamente caro. • A analise feita por engenheiros, baseia-se na substituição de parte do cimento por minerais, como a sílica ativa e a escória de alto forno.

36. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 14 – Concreto: CAD: Viabilidade econômica • A sílica ativa é um substituto perfeito, além de suas propriedades cimentícias, o material é comercializado a um preço relativamente baixo por ser um rejeito industrial. • A sílica também aumenta a durabilidade do concreto, 100 vezes mais fino que o cimento, o material penetra em espaços minúsculos, evitando a formação de poros e vácuos, isso torna o concreto mais resistente a infiltrações.

37. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 14 – Concreto: CAD: Viabilidade econômica • Estudos realizados no exterior, concluíram pela necessidade de redução da água total nos traços do concreto, como forma de reduzir a fissuração e a deformabilidade consequente e aumentar resistência mecânica. • Com o advento dos superplastificantes viabilizou-se a produção de concretos de relação água/cimento menores que 0,4 surgindo o CAD, ou seja, um concreto de elevada resistência que possui uma estrutura densa, com um mínimo de vazios tal que, além de resistências acima de 120 MPa, e não permite a passagem de gases e agentes agressivos que atacam o concreto e as armaduras.

38. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL APS:CAD • APS - Atividades Práticas Supervisionadas - 2014 • Elaboração de um trabalho intitulado “Estudo sobre Concreto de Alto Desempenho”, abordando os aspectos técnicos e econômicos sobre este tipo de concreto, com pelo menos 40 páginas, com textos, figuras e fotos. • Elaborar o trabalho respeitando a formatação ABNT e este trabalho devera conter: • Titulo • Objetivo • Introdução Teórica (texto) • Conclusão • Bibliografia • OBS.: Equipes de até 5 alunos.

39. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL

40. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL Superplastificantes são polímeros à base de éter policarboxilato modificado. Devido à sua química diferenciada, consegue resultados bem superiores aos superplastificantes à base de naftaleno e melamina.