Determinação de parâmetros reológicos de argamassas e concreto através de técnicas alternativas

Barbosa, M. P.; Maciel, G. F.; Castro, A. L.; Reis, J. F. A.; Lemos, K. A. A.

doi:10.1590/S1983-41952011000300006

Resumos

As pastas, juntamente com as argamassas e os concretos, são suspensões reativas, cuja consistência é modificada ao longo do tempo, sobretudo pela atuação do cimento. Eles apresentam um comportamento de fluido não-newtoniano e exibem uma viscosidade que varia com a tensão aplicada. Com base em técnicas alternativas, foram determinados, analisados e comparados o comportamento e as propriedades reológicas de argamassas e de concretos a partir de medidas experimentais de abatimento, cálculo da tensão crítica ou de escoamento, com e sem adição de aditivos, assim como valores de viscosidade. As técnicas alternativas utilizadas foram o cilindro de Pashias e o ensaio de abatimento de tronco de cone modificado para as argamassas e os concretos, respectivamente. Os valores de parâmetros reométricos obtidos a partir das técnicas alternativas para as argamassas e concretos testados foram comparados com resultados de ensaios realizados em reômetro, apontando boa aceitação das técnicas alternativas e menos onerosas na determinação de parâmetros reológicos de materiais à base cimentícia. Pôde-se inferir ainda que o modelo reológico binghamiano, com dois parâmetros reológicos (tensão crítica ou de escoamento e viscosidade), mostrou-se como condição necessária e suficiente para representar o comportamento das misturas estudadas neste trabalho.

argamassa; concreto; reologia; ensaio de abatimento; tensão crítica

Pastes, mortar and concrete are reactive suspensions whose consistency is modified over time, especially by cement performance. They present a non- Newtonian fluid behavior and exhibit viscosity that varies with the applied stress. Based on alternative techniques, the behavior and rheological properties of mortars and concretes were determined, analyzed and compared from the experimental measurements of slump, yield stress calculation, with and without addition of admixtures, and viscosity values. The alternative techniques used were the cylinder of Pashias and the modified slump test for mortars and concretes, respectively. The rheometric parameter values obtained by the alternative techniques for mortars and concretes were compared with the results from tests performed with a rheometer, indicating the alternative techniques’ good acceptance and lower costs to determine the rheological parameters of cementitious materials. It could even be inferred that the Bingham rheological model, with two rheological parameters (yield stress and viscosity), proved to be a necessary and sufficient condition to represent the behavior of the mixtures tested in this paper.

mortar; concrete; rheology; slump test; yield stress

Determinação de parâmetros reológicos de argamassas e concreto através de técnicas alternativas

M. P. Barbosa^I; G. F. Maciel^II; A. L. Castro^III; J. F. A. Reis^IV; K. A. A. Lemos^V

^IProfessora Associada do DEC-FEIS/UNESP - Ilha Solteira/SP, Brasil – mbarbosa@dec.feis.feis.unesp.br

^IIProfessor Titular do DEC-FEIS/UNESP - Ilha Solteira/SP, Brasil – maciel@dec.feis.unesp.br

^IIIPesquisadora do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) - São Paulo/SP, Brasil – alcastro@ipt.br

^IVMestre em Eng. Mecânica FEIS/UNESP, Eng° da LEONARDI Construção Industrializada Ltda. – j_feliper@yahoo.com.br

^VEng° Civil FEIS/UNESP - Ilha Solteira/SP e ex-bolsista IC-FAPESP – kleberaal@hotmail.com

RESUMO

As pastas, juntamente com as argamassas e os concretos, são suspensões reativas, cuja consistência é modificada ao longo do tempo, sobretudo pela atuação do cimento. Eles apresentam um comportamento de fluido não-newtoniano e exibem uma viscosidade que varia com a tensão aplicada. Com base em técnicas alternativas, foram determinados, analisados e comparados o comportamento e as propriedades reológicas de argamassas e de concretos a partir de medidas experimentais de abatimento, cálculo da tensão crítica ou de escoamento, com e sem adição de aditivos, assim como valores de viscosidade. As técnicas alternativas utilizadas foram o cilindro de Pashias e o ensaio de abatimento de tronco de cone modificado para as argamassas e os concretos, respectivamente. Os valores de parâmetros reométricos obtidos a partir das técnicas alternativas para as argamassas e concretos testados foram comparados com resultados de ensaios realizados em reômetro, apontando boa aceitação das técnicas alternativas e menos onerosas na determinação de parâmetros reológicos de materiais à base cimentícia. Pôde-se inferir ainda que o modelo reológico binghamiano, com dois parâmetros reológicos (tensão crítica ou de escoamento e viscosidade), mostrou-se como condição necessária e suficiente para representar o comportamento das misturas estudadas neste trabalho.

Palavras-chave: argamassa, concreto; reologia; ensaio de abatimento; tensão crítica.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[01] HU, C. et al., Validation of BTRHEOM : The new rheometer of solf-to-fluid concrete. Materials and Sructures, V.29, n.194, p. 620-631, Dec.1996.

[02] De LARRARD, F. et al., Evolution of the workability of superplasticized concretes: Assement with the BTRHEOM rheometer, In: INTERNATIONAL RILEM CONFERENCE – PRODUCTION METHODS AND WORKABILITY OF CONCRETE, 1996, Pailey/Scotland. Proceedings... London: E&FN Spon, 1996. p.377-388.

[03] ANTUNES, R.P.N., Influencia da Reologia e da Energia de Impacto na Resistência de Aderência de Revestimento de Argamassa, 2005, 162p, Dissertação de mestrado, Escola Politécnica da USP, São Paulo, SP.

[04] FERRARIS, C.F., Measurement of Rheological properties of high performance concrete state of the art report, NISTIR 5869, July,1996.

[05] TATTERSALL, G. H., BANFILL, P.F.G., The rheology of fresh concrete, London : Pitman, 1983, 347p.

[06] BANFILL, P. F. G. A coaxial cylinders viscosimeter for mortar: design and experimental validation. In: RHEOLOGY OF FRESH CEMENT AND CONCRETE, 1990, London. Proceedings... London: E & FN Spon, 1991. p. 217-226.

[07] BEITZEL, H. Automation of concrete construction site. In: international rilem workshop – special concretes: workability and mixing, 1993, Paisley/Scotland. Proceedings… London: E & FN Spon, 1994. p. 7-13.

[08] BARNES H.A., WALTERS, K. The yield stress myth. Rheol. Acta 24:323-326, 1985.

[09] ASTARITA, G. "Letter to the editor. The engineering reality of yield stress" J. Rheol 34:275-277, 1990.

[10] De LARRARD, F., FERRARIS, C.F., SEDRAN, T., Fresh concrete: a Herschel-Bulkley material. Materials and Structures, v. 31, p. 494-498, Aug.-Sep., 1998.

[11] PILEGGI, R.G. et al., Conceitos reológicos aplicados no desenvolvimento de argamassas. e-Mat - Revista de Ciência e Tecnologia de Materiais de Construção Civil Vol. 3, n. 2, p. 62-76, Novembro 2006.

[12] OLIVEIRA, I. R. et al. Dispersão e empacotamento de partículas: princípios básicos e aplicações em processamento cerâmico. São Paulo, 2000. 224 p.

[13] METHA, P.K.; MONTEIRO, P.J.M., Concreto: estrutura, propriedades e materiais. São Paulo: IBRACON, 2008. 573p.

[14] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT), NBR NM 67: concreto - determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone. Rio de Janeiro, 1998. 8p.

[15] CASCUDO, O.; CARASEK, H.; CARVALHO, A. Controle de argamassas industrializadas em obra por meio do método de penetração de cone. ANAIS, Florianópolis, VI SBTA, 2005, p. 83-94.

[16] SANTOS, C. N.; BAUER, E. A influência do tempo de mistura e do teor de água na projetabilidade das argamassas industrializadas. ANAIS, São Paulo, V SBTA, 2003, p. 339-351.

[17] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT), NBR 15839: argamassa de assentamento e revestimento de paredes e tetos - caracterização reológica pelo método squeeze flow. Rio de Janeiro, 2010. 6p.

[18] CARDOSO, F. A.; PILEGGI, R. G.; JOHN, V. M. Caracterização reológica de argamassas pelo método de squeeze flow. ANAIS, Florianópolis, VI SBTA, 2005, p. 121-143.

[19] PASHIAS, N. et al., A fifty cent rheometer for yield stress measurement, J. Rheol. 40, p. 1179-1189. 1996.

[20] FERRARIS, C.F.; De LARRARD, F. Modified slump test to measure rheological parameters of fresh concrete. Cement, Concrete and Aggregates, v. 20, n. 2, p. 241-247, Dec. 1998.

[21] BAUDEZ, J.C.; CHABOT, F.; COUSSOT, F.; Rheological Interpretation of the Slump Test, Applied Rheology, May /June 2002, pp 133-141.

[22] CASTRO, A.L.; Aplicação de conceitos reológicos na tecnologia dos concretos de alto desempenho. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia dos Materiais). EESC-USP, São Carlos, 2007.

[23] POWERS, T.C. The properties of fresh Concrete. New York : John Wiley & Sons, 1968, 664 p.

[24] De LARRARD, F. et al., A new rheometer for soft-to-fluid concrete, ACI Materials Journal, v.94, n.3, p. 234-243, May-June. 1997.

[25] PILEGGI, R.G., Ferramentas para o estudo e desenvolvimento de concretos refratários. 2001, 187 p. Tese(doutorado em Ciencia e Engenharia de Materiais), UFSCar. Sao Carlos/SP, 2001.

[26] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT), NBR 5733: cimento Portland de alta resistência inicial. Rio de Janeiro, 1991. 5p.

[27] ASSOCIAÇAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT), NBR NM 52: agregado miúdo -determinação de massa específica e massa específica aparente. Rio deJaneiro, 2009. 6p.

[28] ASSOCIAÇAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT), NBR NM 53: agregado graúdo - determinação de massa específica, massa específica aparente e absorção de água. Rio deJaneiro, 2009. 8p.

[29] REIS, J. F. A.; Determinação de Parâmetros Reológicos de Concretos Através do Ensaio de Abatimento do Tronco de Cone Modificado: Estudo de Caso., Dissertaçao de mestrado, UNESP/Ilha Solteira, dezembro 2008, 174p.

[30] TATTERSALL, G. H. Workability and quality control of concrete. London: E & FN Spon, 1991. 262p.

Received: 14 Jan 2011

Accepted: 21 Mar 2011

Available Online: 19 Aug 2011

[01] HU, C. et al., Validation of BTRHEOM : The new rheometer of solf-to-fluid concrete. Materials and Sructures, V.29, n.194, p. 620-631, Dec.1996.
[02] De LARRARD, F. et al., Evolution of the workability of superplasticized concretes: Assement with the BTRHEOM rheometer, In: INTERNATIONAL RILEM CONFERENCE – PRODUCTION METHODS AND WORKABILITY OF CONCRETE, 1996, Pailey/Scotland. Proceedings... London: E&FN Spon, 1996. p.377-388.
[03] ANTUNES, R.P.N., Influencia da Reologia e da Energia de Impacto na Resistência de Aderência de Revestimento de Argamassa, 2005, 162p, Dissertação de mestrado, Escola Politécnica da USP, São Paulo, SP.
[04] FERRARIS, C.F., Measurement of Rheological properties of high performance concrete state of the art report, NISTIR 5869, July,1996.
[05] TATTERSALL, G. H., BANFILL, P.F.G., The rheology of fresh concrete, London : Pitman, 1983, 347p.
[06] BANFILL, P. F. G. A coaxial cylinders viscosimeter for mortar: design and experimental validation. In: RHEOLOGY OF FRESH CEMENT AND CONCRETE, 1990, London. Proceedings... London: E & FN Spon, 1991. p. 217-226.
[08] BARNES H.A., WALTERS, K. The yield stress myth. Rheol. Acta 24:323-326, 1985.
[09] ASTARITA, G. "Letter to the editor. The engineering reality of yield stress" J. Rheol 34:275-277, 1990.
[10] De LARRARD, F., FERRARIS, C.F., SEDRAN, T., Fresh concrete: a Herschel-Bulkley material. Materials and Structures, v. 31, p. 494-498, Aug.-Sep., 1998.
[11] PILEGGI, R.G. et al., Conceitos reológicos aplicados no desenvolvimento de argamassas. e-Mat - Revista de Ciência e Tecnologia de Materiais de Construção Civil Vol. 3, n. 2, p. 62-76, Novembro 2006.
[12] OLIVEIRA, I. R. et al. Dispersão e empacotamento de partículas: princípios básicos e aplicações em processamento cerâmico. São Paulo, 2000. 224 p.
[13] METHA, P.K.; MONTEIRO, P.J.M., Concreto: estrutura, propriedades e materiais. São Paulo: IBRACON, 2008. 573p.
[14] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT), NBR NM 67: concreto - determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone. Rio de Janeiro, 1998. 8p.
[15] CASCUDO, O.; CARASEK, H.; CARVALHO, A. Controle de argamassas industrializadas em obra por meio do método de penetração de cone. ANAIS, Florianópolis, VI SBTA, 2005, p. 83-94.
[16] SANTOS, C. N.; BAUER, E. A influência do tempo de mistura e do teor de água na projetabilidade das argamassas industrializadas. ANAIS, São Paulo, V SBTA, 2003, p. 339-351.
[17] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT), NBR 15839: argamassa de assentamento e revestimento de paredes e tetos - caracterização reológica pelo método squeeze flow. Rio de Janeiro, 2010. 6p.
[18] CARDOSO, F. A.; PILEGGI, R. G.; JOHN, V. M. Caracterização reológica de argamassas pelo método de squeeze flow. ANAIS, Florianópolis, VI SBTA, 2005, p. 121-143.
[19] PASHIAS, N. et al., A fifty cent rheometer for yield stress measurement, J. Rheol. 40, p. 1179-1189. 1996.
[20] FERRARIS, C.F.; De LARRARD, F. Modified slump test to measure rheological parameters of fresh concrete. Cement, Concrete and Aggregates, v. 20, n. 2, p. 241-247, Dec. 1998.
[21] BAUDEZ, J.C.; CHABOT, F.; COUSSOT, F.; Rheological Interpretation of the Slump Test, Applied Rheology, May /June 2002, pp 133-141.
[22] CASTRO, A.L.; Aplicação de conceitos reológicos na tecnologia dos concretos de alto desempenho. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia dos Materiais). EESC-USP, São Carlos, 2007.
[23] POWERS, T.C. The properties of fresh Concrete. New York : John Wiley & Sons, 1968, 664 p.
[24] De LARRARD, F. et al., A new rheometer for soft-to-fluid concrete, ACI Materials Journal, v.94, n.3, p. 234-243, May-June. 1997.
[25] PILEGGI, R.G., Ferramentas para o estudo e desenvolvimento de concretos refratários. 2001, 187 p. Tese(doutorado em Ciencia e Engenharia de Materiais), UFSCar. Sao Carlos/SP, 2001.
[26] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT), NBR 5733: cimento Portland de alta resistência inicial. Rio de Janeiro, 1991. 5p.
[27] ASSOCIAÇAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT), NBR NM 52: agregado miúdo -determinação de massa específica e massa específica aparente. Rio deJaneiro, 2009. 6p.
[28] ASSOCIAÇAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT), NBR NM 53: agregado graúdo - determinação de massa específica, massa específica aparente e absorção de água. Rio deJaneiro, 2009. 8p.
[29] REIS, J. F. A.; Determinação de Parâmetros Reológicos de Concretos Através do Ensaio de Abatimento do Tronco de Cone Modificado: Estudo de Caso., Dissertaçao de mestrado, UNESP/Ilha Solteira, dezembro 2008, 174p.
[30] TATTERSALL, G. H. Workability and quality control of concrete. London: E & FN Spon, 1991. 262p.

Datas de Publicação

Publicação nesta coleção
19 Ago 2014
Data do Fascículo
Ago 2011

Histórico

Recebido
14 Jan 2011
Aceito
21 Mar 2011

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[1] [01] HU, C. et al., Validation of BTRHEOM : The new rheometer of solf-to-fluid concrete. Materials and Sructures, V.29, n.194, p. 620-631, Dec.1996.

[2] [02] De LARRARD, F. et al., Evolution of the workability of superplasticized concretes: Assement with the BTRHEOM rheometer, In: INTERNATIONAL RILEM CONFERENCE – PRODUCTION METHODS AND WORKABILITY OF CONCRETE, 1996, Pailey/Scotland. Proceedings... London: E&FN Spon, 1996. p.377-388.

[3] [03] ANTUNES, R.P.N., Influencia da Reologia e da Energia de Impacto na Resistência de Aderência de Revestimento de Argamassa, 2005, 162p, Dissertação de mestrado, Escola Politécnica da USP, São Paulo, SP.

[4] [04] FERRARIS, C.F., Measurement of Rheological properties of high performance concrete state of the art report, NISTIR 5869, July,1996.

[5] [05] TATTERSALL, G. H., BANFILL, P.F.G., The rheology of fresh concrete, London : Pitman, 1983, 347p.

[6] [06] BANFILL, P. F. G. A coaxial cylinders viscosimeter for mortar: design and experimental validation. In: RHEOLOGY OF FRESH CEMENT AND CONCRETE, 1990, London. Proceedings... London: E & FN Spon, 1991. p. 217-226.

[8] [08] BARNES H.A., WALTERS, K. The yield stress myth. Rheol. Acta 24:323-326, 1985.

[9] [09] ASTARITA, G. "Letter to the editor. The engineering reality of yield stress" J. Rheol 34:275-277, 1990.

[10] [10] De LARRARD, F., FERRARIS, C.F., SEDRAN, T., Fresh concrete: a Herschel-Bulkley material. Materials and Structures, v. 31, p. 494-498, Aug.-Sep., 1998.

[11] [11] PILEGGI, R.G. et al., Conceitos reológicos aplicados no desenvolvimento de argamassas. e-Mat - Revista de Ciência e Tecnologia de Materiais de Construção Civil Vol. 3, n. 2, p. 62-76, Novembro 2006.

[12] [12] OLIVEIRA, I. R. et al. Dispersão e empacotamento de partículas: princípios básicos e aplicações em processamento cerâmico. São Paulo, 2000. 224 p.

[13] [13] METHA, P.K.; MONTEIRO, P.J.M., Concreto: estrutura, propriedades e materiais. São Paulo: IBRACON, 2008. 573p.

[14] [14] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT), NBR NM 67: concreto - determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone. Rio de Janeiro, 1998. 8p.

[15] [15] CASCUDO, O.; CARASEK, H.; CARVALHO, A. Controle de argamassas industrializadas em obra por meio do método de penetração de cone. ANAIS, Florianópolis, VI SBTA, 2005, p. 83-94.

[16] [16] SANTOS, C. N.; BAUER, E. A influência do tempo de mistura e do teor de água na projetabilidade das argamassas industrializadas. ANAIS, São Paulo, V SBTA, 2003, p. 339-351.

[17] [17] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT), NBR 15839: argamassa de assentamento e revestimento de paredes e tetos - caracterização reológica pelo método squeeze flow. Rio de Janeiro, 2010. 6p.

[18] [18] CARDOSO, F. A.; PILEGGI, R. G.; JOHN, V. M. Caracterização reológica de argamassas pelo método de squeeze flow. ANAIS, Florianópolis, VI SBTA, 2005, p. 121-143.

[19] [19] PASHIAS, N. et al., A fifty cent rheometer for yield stress measurement, J. Rheol. 40, p. 1179-1189. 1996.

[20] [20] FERRARIS, C.F.; De LARRARD, F. Modified slump test to measure rheological parameters of fresh concrete. Cement, Concrete and Aggregates, v. 20, n. 2, p. 241-247, Dec. 1998.

[21] [21] BAUDEZ, J.C.; CHABOT, F.; COUSSOT, F.; Rheological Interpretation of the Slump Test, Applied Rheology, May /June 2002, pp 133-141.

[22] [22] CASTRO, A.L.; Aplicação de conceitos reológicos na tecnologia dos concretos de alto desempenho. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia dos Materiais). EESC-USP, São Carlos, 2007.

[23] [23] POWERS, T.C. The properties of fresh Concrete. New York : John Wiley & Sons, 1968, 664 p.

[24] [24] De LARRARD, F. et al., A new rheometer for soft-to-fluid concrete, ACI Materials Journal, v.94, n.3, p. 234-243, May-June. 1997.

[25] [25] PILEGGI, R.G., Ferramentas para o estudo e desenvolvimento de concretos refratários. 2001, 187 p. Tese(doutorado em Ciencia e Engenharia de Materiais), UFSCar. Sao Carlos/SP, 2001.

[26] [26] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT), NBR 5733: cimento Portland de alta resistência inicial. Rio de Janeiro, 1991. 5p.

[27] [27] ASSOCIAÇAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT), NBR NM 52: agregado miúdo -determinação de massa específica e massa específica aparente. Rio deJaneiro, 2009. 6p.

[28] [28] ASSOCIAÇAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT), NBR NM 53: agregado graúdo - determinação de massa específica, massa específica aparente e absorção de água. Rio deJaneiro, 2009. 8p.

[29] [29] REIS, J. F. A.; Determinação de Parâmetros Reológicos de Concretos Através do Ensaio de Abatimento do Tronco de Cone Modificado: Estudo de Caso., Dissertaçao de mestrado, UNESP/Ilha Solteira, dezembro 2008, 174p.

[30] [30] TATTERSALL, G. H. Workability and quality control of concrete. London: E & FN Spon, 1991. 262p.