Influência do carregamento precoce na retração por secagem do concreto

Abstract

Apesar dos avanços tecnológicos e do conhecimento disponível sobre o concreto e suas propriedades, muitas estruturas apresentam-se degradadas prematuramente. Assim, são necessárias frequentes intervenções para reparo havendo, em consequência, consumo de quantidades expressivas de materiais, com importantes impactos financeiros e ambientais. A preocupação crescente com o desempenho das estruturas de concreto tem incentivado vários segmentos da sociedade a buscarem soluções que assegurem sua durabilidade. Nesse sentido, muitas pesquisas acadêmicas vêm sendo desenvolvidas para melhor entender o comportamento do concreto frente a diferentes condições de uso, considerando-se suas propriedades mecânicas e de durabilidade. Esta pesquisa teve por objetivo analisar o desempenho de concretos frente à retração por secagem, após terem sido submetidos ao pré-carregamento. Foram utilizados os cimentos CP V ARI e CP IV, nas relações a/c 0,35, 0,50 e 0,70, e adotadas as idades de cura de 7 e 28 dias. Nas idades 1, 3 e 7 dias, os concretos foram submetidos a carregamentos de 25%, 50% e 75% da carga média de ruptura à tração na flexão (NBR 12142, ABNT, 2010). Realizou-se o ensaio para determinação da retração por secagem (ASTM C157/C157M-08, 2014e1), em concretos de referência e nos pré-carregados. Foram também realizadas análises complementares, como determinação da velocidade da onda ultrassônica (NBR 8802, ABNT, 2013), porosimetria por intrusão de mercúrio e microtomografia de raios X. Comparando-se o desempenho dos concretos pré-carregados ao dos concretos de referência, o cimento CP V ARI apresentou redução da retração média, exceto para a relação a/c 0,35 com cura de 7 dias. Nos concretos com cimento CP IV, a retração média diminuiu para a relação a/c 0,70, com ambas as idades de cura. O pré-carregamento provocou, em maior ou menor grau, a associação de dois diferentes efeitos. Por um lado, a compactação ocasionou a quebra dos compostos menos resistentes da matriz, havendo um efeito físico de redução dos vazios capilares, além da exposição de grãos anidros. Em paralelo, ocorreu a microfissuração do concreto, favorecendo, também, a exposição de grãos anidros. A cura por imersão possibilitou a continuidade da hidratação, com a formação de novos produtos resistentes na matriz, reduzindo as porosidades total e efetiva e, portanto, a taxa da retração do concreto. Além da densificação da matriz, a cura prolongada possibilitou a hidratação dos grãos anidros de cimento expostos nas paredes das microfissuras, favorecendo a sua autocicatrização (self-healing), o que contribuiu com a recuperação da capacidade resistente dos concretos, frente aos esforços da secagem. Assim, a associação destes fatores promoveu a redução da retração por secagem nos concretos estudados, principalmente nos mais porosos.

The growing concern with the performance of structures has encouraged several segments of society to find solutions to improve concrete durability. Several studies have been made to provide a better understanding of the mechanical properties and concrete durability in different conditions. This study assessed the drying shrinkage performance of preloaded concrete. Cement types CP V ARI, equivalent to Portland type III (ASTM C150/C150M-16e1) and CP IV, equivalent to Portland type IP (ASTM C595/C595M-16) were used with w/b = 0.35, 0.50 and 0.70 and curing ages of 7 and 28 days. At the ages of 1, 3 and 7 days, concrete mixes were subject to loads of 25%, 50% and 75% of their mean ultimate flexural strength (Brazilian Standard NBR 12142, ABNT, 2010). Drying shrinkage in reference and preloaded concrete was determined according to ASTM C157/C157M-14e1. Additional tests included ultrasound pulse velocity (NBR 8802, ABNT, 2013), mercury intrusion porosimetry (MIP) and X-ray microtomography. Preloaded CP V ARI cement concrete showed a drop in mean shrinkage when compared with the reference mix, except for the mix with w/b = 0.35 cured for 7 days. For CP IV cement, mean shrinkage dropped with w/b =0.70 for both curing ages. Early loading caused a compaction effect, promoting the weakest compounds of the matrix to be broken, filling the capillary voids. In this process some unhydrous grains probably were exposed. On the other hand, microcracking also occurred, lefting unhydrated grains exposed in the microcracks walls. Due to immersion curing, the availability of water promoted the hydration continuity. New resistant hydrates filled the large voids and reduced the total and effective porosities in the cement matrix. The hydration of anhydrous grains in the microcracks walls had led to self-healing, with partial resistance capacity recovery. The combined effect of these factors promoted the drying shrinkage reducing, mainly for the more porous concrets.