3.3. TRANSKRANYAL DOPPLER ULTRASONOGRAFİ (TKD)
3.3.1. DOPPLER PRENSİPLERİ
Os concretos autoadensáveis relacionados na Tabela 4.5 foram caracterizados na condição fresca por meio da massa específica do concreto fresco (ABNT NBR 9833, 2009) e pelos ensaios propostos pelas normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas para este tipo de concreto, como se segue:
Os ensaios de espalhamento (SF), viscosidade plástica aparente (fluxo livre) – Slump Flow -, T500 (VS) (NBR 15823-2);
Habilidade passante pelo anel–J (PJ) (fluxo livre) (NBR 15823-3);
Habilidade passante pela caixa–L (PL) (fluxo confinado) (NBR 15823-4); Viscosidade plástica aparente pelo funil–V (fluxo confinado) (VF) (NBR
15823-5) e;
Resistência à segregação (SR) (coluna de segregação) (NBR 15823-6).
As análises das características autoadensabilidade dos concretos produzidos nesta fase, apresentadas a seguir, foram feitas a partir dos aspectos da capacidade de preenchimento, habilidade de passagem por obstáculos e resistência à segregação. Os resultados dos ensaios dos concretos produzidos nesta etapa são mostrados na Tabela 4.8.
a) C
APACIDADE DE PREENCHIMENTO DOSCAA
AEEsta propriedade do concreto autoadensável foi avaliada por meio dos ensaios de espalhamento (Slump Flow) e T500, realizados com o cone de Abrams e
pelos ensaios de escoamento da mistura pelo funil-V (Tv-30 e Tv-300), seguindo os
procedimentos prescritos nas normas ABNT NBR 15823-2 e ABNT NBR 15823-3. A Figura 4.10, a Figura 4.11 e a Figura 4.12 ilustram, respectivamente, os resultados desses experimentos.
FIGURA 4.10 Espalhamento pelo tronco de cone (Slump Flow) dos concretos
autoadensáveis dosados com diferentes teores de argila expandida AE-1506
Fonte: O autor (2015)
FIGURA 4.11 Tempo de escoamento (T500) dos concretos autoadensáveis dosados com
diferentes teores de argila expandida AE-1506
Nota-se na Figura 4.10 que todas misturas atingiram a faixa de espalhamento de 650 mm a 750 mm especificada pelo autor (linha tracejada).
A Tabela 4.4 relaciona as alterações nos valores da relação Vw/Vp e volume
sólido do agregado graúdo (Vg), em relação aos mesmos parâmetros definidos na
Fase 1 e Fase 2. Tais mudanças foram feitas para ajustar as misturas aos limites de autoadensabilidade fixados previamente na pesquisa, ou seja:
1. Nas misturas com teor de substituição de 40% foi aumentada a relação Vw/Vp que passou de 1,050 para 1,100. Isso implica em alterações na
quantidade de água dos concretos;
2. Em relação ao traço de referência (CAAREF) as misturas com teores de
substituição de 60%, 80% e 100%, modificou-se a relação Vw/Vp que
passou de 1,050 para 1,120, enquanto que o volume de agregado graúdo (Vg) foi diminuído de 0,332 m³/m³ para 0,286 m³/m³ (CAAAE-60) e de
0,332 m³/m³ para 0,284 m³/m³ (CAAAE-80 e CAAAE-100).
O acréscimo da quantidade de água em 4,54% melhorou a fluidez das misturas produzidas com 40% de substituição quando comparada com aquelas confeccionadas com Vw/Vp = 1,050 (Figura 4.1). O ganho na fluidez na mistura neste
caso, foi decorrente da melhor qualidade na lubrificação entre as partículas de agregado, diminuindo a tensão de escoamento, melhorando a fluidez da mistura (UYGUNOGLU; TOPÇU, 2011).
Os incrementos de água foram feitos por tentativas, pois a fluidez excessiva, neste caso provocado por excesso de água, diminui a resistência à segregação da mistura. Já concretos produzidos com teores de substituição maiores que 40% tiveram além do incremento de 6,25% na quantidade de água, reduções no volume de graúdo em até 11,45% na comparação com o traço de referência (CAAREF).
Essas alterações implicam em modificações na reologia das misturas à medida que mudam as composições em termos de volume de pasta (Vp) e volume de
argamassa (Vm). Para argamassas com mesma viscosidade é o teor de pasta e a
fração de agregados miúdos que podem garantir coesão adequada e capacidade de deformação da mistura. (BOGAS; GOMES; PEREIRA, 2012).
que as misturas com teores de substituição a partir de 60% apresentaram crescimento nos valores do espalhamento com as modificações nos teores de água e volume de agregado graúdo. Essas modificações causaram aumento no volume de argamassa, que de 64,7% foi a 68,6%, enquanto que o consumo de cimento aumentou em 6,4%.
Considerando que o teor de aditivo superplastificante foi mantido constante, a melhoria no espalhamento das misturas foi decorrência do aumento no teor de finos (cimento Portland + sílica ativa) e do volume de água nas misturas.
Os tempos de espalhamento pelo tronco de cone (T500) e escoamento pelo
funil – V (Tv-30 e Tv-300) são ilustrados na Figura 4.11 e na Figura 4.12. Todas as
misturas confeccionadas com argila expandida AE-1506 apresentaram tempos de espalhamento T500 maior ou igual a 2 segundos e tempos de escoamento TV-30 de 3,35
segundos a 8,35 segundos e TV-300 de 4,93 segundos a 9,83 segundos.
A avaliação qualitativa da viscosidade plástica aparente do concreto pode ser obtida por meio da medida do tempo de escoamento do CAA em ensaios que medem a habilidade de preenchimento da mistura. O concreto com maior viscosidade demanda maior tempo para fluir (ABNT NBR 15823-1, 2010). As diretrizes da EFNARC (2005) indicam o uso do tempo de espalhamento T500 e o tempo de
escoamento no funil - V como parâmetros para avaliar qualitativamente a viscosidade aparente do concreto autoadensável.
A norma ABNT NBR 15823-1 (2010) estabelece classes de viscosidade plástica aparente17 do CAA em função da sua aplicação tendo como base os tempos
de espalhamento T500 e escoamento pelo funil–V (TV), cujos valores são apresentados
na Tabela 4.9. A Figura 4.12 mostra a equação matemática que estabelece a relação entre os tempos para atingir o espalhamento de 500 mm (T500) e os tempos de
escoamento pelo funil–V decorridos 30 segundos do preenchimento do dispositivo de ensaio (TV-30), obtidos nos experimentos realizados com os concretos autoadensáveis
produzidos com e sem argila expandida.
17 Viscosidade plástica aparente do concreto: propriedade que está relacionada com a consistência da mistura (coesão) e que influencia na resistência (comportamento) do concreto ao escoamento. Quanto maior a viscosidade do concreto, maior a sua resistência ao escoamento. (ANBT NBR 15823-1, 2010)
TABELA 4.9 Viscosidade plástica aparente aplicáveis aos concretos autoadensáveis
produzidos com agregados normais CLASSE DE VISCOSIDADE PLÁSTICA APARENTE TEMPO DE ESPALHAMENTO T500 (s) TEMPO DE ESCOAMENTO PELO FUNIL–V TV-30 (s) VS 1 / VF 1 ≤ 2 ≤ 8 VS 2 / VF 2 ˃ 2 9 a 25
Fonte: Adaptada da norma ABNT NBR 15823-1 (1010)
FIGURA 4.12 Relação entre o tempo de espalhamento T500 e o tempo de escoamento pelo
funil–V (TV-30) dos concretos autoadensáveis com argila expandida AE-1506
Fonte: O autor (2015)
A resistência ao escoamento do CAA está relacionada ao maior ou menor atrito entre as partículas de agregado, especialmente quando o concreto é forçado entre obstáculos ou aberturas estreitas. Desta forma, o tempo de escoamento do CAA pelo o funil–V é influenciado pela densidade do concreto, quantidade, forma e granulometria dos agregados, além da quantidade e viscosidade da pasta (BOGAS; GOMES; PEREIRA, 2012; UYGUNOGLU; TOPÇU, 2011).
(CAA), para misturas com mesma faixa de espalhamento (BOGAS; GOMES; PEREIRA, 2012).
Observa-se pela Tabela 4.8 que nos concretos produzidos com argila expandida os tempos de escoamento pelo funil - V (TV-30), dependendo do teor de
substituição aumentaram em 18,7% (CAAAE-20), 36,6% (CAAAE-60) e 56,3% (CAAAE-
100) em relação ao CAAREF. A Figura 4.13 e a Figura 4.14 ilustram as relações entre
os tempos de escoamento pelo funil-V (TV-30) e teor de substituição e o tempo de
espalhamento T500 em função da massa específica do concreto fresco (cf),
respectivamente.
FIGURA 4.13 Relação entre o tempo de escoamento pelo funil – V (TV-30 e TV-300) dos
concretos autoadensáveis dosados com argila expandida AE-1506
Fonte: O autor (2015)
FIGURA 4.14 Relação entre o tempo de espalhamento T500 e o tempo de escoamento pelo
funil–V (Tv-30) e a massa específica do CAAAE no estado fresco
FIGURA 4.15 Espalhamento (Slump Flow) de concretos autoadensáveis dosados com
diferentes teores de argila expandida AE-1506
CAA
REF(0%)
CAA
AE-20 (20%)
CAA
AE-40 (40%)
CAA
AE-40 (40%)
CAA
AE-80 (80%)%
CAA
AE-100 (100%)
A habilidade passante, definida pela norma ABNT NBR 15823-1 (2010) como sendo a capacidade do concreto autoadensável de fluir dentro da forma, passando por entre os embutidos, sem obstrução do fluxo ou segregação da mistura, é avaliada por meio dos dispositivos anel–J (16 barras – 12,5mm) e caixa–L (3 barras – 12,5mm). Os procedimentos de ensaio são os preconizados pelas normas ABNT NBR 15823-3 (2010) e ABNT NBR 15823-4 (2010).
A avaliação do bloqueio do agregado graúdo nas hastes do anel–J foi feita por meio de medidas da altura da superfície do concreto no centro do anel–J e externamente, junto as hastes que compõem o dispositivo, conforme ilustrado na Figura 4.16. A determinação do bloqueio ou obstrução (BJ) à passagem da mistura pelas barras do anel – J foi feita por meio da equação 4.1.
Equação 4.1 Onde:
BJ = Bloqueio ou obstrução à passagem do concreto pelas barras do anel-J; h1, h2, h3, h4 = alturas medidas entre a superfície do concreto e a face superior
do anel-J, próximas às barras de aço do anel–J;
hc = altura entre a superfície do concreto e a face superior do anel-J, medida
no centro do dispositivo.
FIGURA 4.16 Esquema para medidas do bloqueio do concreto autoadensável no anel - J
Fonte: O autor (2015) S/ ESCALA
Os resultados dos ensaios realizados com o anel–J e caixa–L são ilustrados na Figura 4.17, Figura 4.18 e Figura 4.19.
hc c
h
h
h
h
h
BJ
1 24 3 4FIGURA 4.17 Habilidade passante pelo anel–J (PJ) dos concretos produzidos com AE-1506
Fonte: O autor (2015)
FIGURA 4.18 Habilidade passante pelo anel–J: bloqueio à passagem do concreto com argila expandida AE-1506 pelas barras do dispositivo
Fonte: O autor (2015)
FIGURA 4.19 Habilidade passante pela caixa–L (PL) dos concretos produzidos com argila expandida do tipo AE-1506
As adequações nos teores de água (Vw/Vp) e agregado graúdo (Vg) refletiram
positivamente nos resultados dos ensaios para a verificação da habilidade passante das misturas utilizando os dispositivos identificados por anel–J e caixa–L.
Na forma geral, conforme ilustrado pela Figura 4.17 e Figura 4.18, os concretos produzidos com e sem argila expandida do tipo AE-1506, atenderam aos requisitos mínimos especificados pela norma ABNT NBR 15823-1 (2010) para a habilidade passante pelo o anel – J (PJ < 50 mm). Os valores de bloqueios à passagem da mistura pelas barras que se situaram na faixa de 8 mm a 23 mm. Essa norma não estabelece valores limites para o bloqueio.
O desempenho dos CAAAE também foi positivo no que se refere à habilidade
passante das misturas pela caixa–L, conforme ilustrado pela Figura 4.19. Neste caso as relações H2/H1 variaram de 0,70 a 0,93, próximas a H2/H1 > 0,8, valor especificado
pela norma ABNT NBR 15823-1 (2010). A relação água/cimento (a/c), a forma e distribuição granulométrica dos agregados, especialmente o graúdo, interferem na habilidade do CAA na passagem por obstáculos (BOGAS; GOMES; PEREIRA, 2012; CUI; LO; XING, 2010; UYGUNOGLU: TOPÇU, 2011).
Os experimentos demonstraram que a melhor lubrificação entre as partículas dos agregados, aliado à forma arredondada dos agregados graúdos e volume de argamassa adequados à viscosidade da mistura, contribuíram para o bom desempenho dos concretos autoadensáveis produzidos com argila expandida no requisito habilidade passante sobre obstáculos. Pela Figura 4.20 observa-se que existe relação entre a massa específica (cf) do concreto fresco e a habilidade
passante pelo anel–J (PJ) dos concretos autoadensáveis confeccionados com argila expandida brasileira.
Tendo como base os valores médios da massa específica do concreto fresco, o bloqueio à passagem pelas barras do anel–J (BJ) e a habilidade passante pela caixa–L (H2/H1), estabeleceu-se uma tendência. Para a representação gráfica, os
valores do bloqueio à passagem (BJ) na Figura 4.18, foram divididos por 10 com relação aos valores relacionados na Tabela 4.8.
FIGURA 4.20 Relação entre a massa especifica fresca (cf) e a Habilidade passante dos
concretos produzidos com argila expandida do tipo AE-1506
Fonte: O autor (2015)
Observe na Figura 4.20 que a variação da relação H2/H1 obtido no ensaio com
a caixa-L apresenta pequenas variações, tendendo à constância enquanto que, o bloqueio (BJ) à passagem pelas barras do anel-J, tende a aumentar com a redução da massa específica do concreto fresco.
Tal fenômeno pode ter sido provocado pela pressão exercida pela mistura em decorrência do confinamento na câmara vertical da caixa-L e pela forma esférica dos agregados, minimizando o bloqueio da mistura e equilibrando os efeitos no escoamento da mistura em razão dos diferentes valores de massa específica dos concretos. A Figura 4.21 ilustra os espalhamentos obtidos nos ensaios com o anel-J dos diversos concretos autoadensáveis produzidos nesta fase da pesquisa.