A influência das características da areia artificialmente britada nas propriedades do estado fresco do concreto

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2008.O presente trabalho aborda o estudo das propriedades no estado fresco do concreto quando utilizadas areias britadas de diferentes naturezas petrográficas, enfatizando a investigação de quais características desses agregados miúdos exercem influência preponderante nessas propriedades. Foram usadas areias britadas de cinco naturezas petrográficas distintas e identificadas, em um primeiro momento, a influência dos aspectos de forma, textura e da própria natureza petrográfica nas propriedades do estado fresco (projeto experimental 1). Nas fases seguintes do programa experimental foram investigadas a influência da continuidade das curvas granulométricas das areias preparadas pela técnica do peneiramento, estando estas compostas com baixos e altos teores de partículas microfinas (projeto experimental 2 e projeto experimental 3, respectivamente). A partir dos resultados dos projetos experimentais 2 e 3, elaborou-se o projeto experimental 4 com o intuito de averiguar a mudança nas propriedades do concreto ao se usar um menor teor de material médio-fino (material passante da peneira 0.6 mm e retido na peneira 0.075 mm de diâmetro). Os concretos foram caracterizados através das propriedades reológicas viscosidade e tensão de escoamento pelo método do abatimento modificado, consistência pelos ensaios de abatimento e k-slump, teor de água exsudada com vibração, segregação/consistência pelo k-slump ou flow gauge e teor de ar incorporado pelo método pressométrico. Os resultados mostraram que a esfericidade dos grãos exerce maior influência nas propriedades do estado fresco do que o grau de arredondamento de cantos e arestas ou textura superficial. Em relação à mineralogia das areias, possivelmente a natureza petrográfica dos agregados miúdos também exerce influência significativa, já que parece haver uma maior fluidez das misturas quando estas possuem altos teores do mineral calcita, talvez devido às ligações epitáxicas entre os cristais de calcita e cimento ou devido à menor dureza deste mineral em relação aos demais. Não se observou, nesse trabalho, relação clara entre o grau de continuidade da curva granulométrica e as propriedades mensuradas, parecendo mais evidente a influência nessas últimas do teor de grãos de dimensões intermediárias presentes nas areias compostas. Em relação à influência das partículas microfinas, pôde-se constatar que, ao analisar-se a influência destas às curvas mais contínuas encontradas, percebeu-se que tais partículas aumentaram a coesão do sistema, resultando em concretos com altos valores de viscosidade, tensão de escoamento e consistência. No entanto, percebeu-se que tais partículas favoreceram lubrificação do sistema, diminuindo a resposta reológica e de consistência dos concretos, ao serem reduzidos os teores de grãos médio-finos das areias. Portanto, considerando-se este última constatação, notou-se que é possível produzir concretos com altos teores de grãos microfinos, independente da magnitude das cargas de superfície destes e do tipo litológico da areia de britagem. _______________________________________________________________________________________________________________________________________ ABSTRACTThis work reports on the properties of the fresh state of concrete when different petrografic types of crushed sand are used. It focuses on the characteristics of these aggregates which exert a dominant influence on the concrete properties. To reach the main goal of this work, five different lithological types of crushed sand were used, which have been identified. In a first approach, we have identified the influence of the aspects of shape, texture and the lithological type itself on the properties of the fresh state of concrete (experimental project 1). In the subsequent phases of the experimental procedure, the influence of the continuity of the grading of sand prepared by the technique of sieving was investigated, where the sands were composed of low and high levels of microfine-sized particulates (experimental project 2 and experimental project 3, respectively). From the results of experimental projects 2 and 3, an experimental project 4 was designed with the aim of investigating the change in the properties of concrete when a lower level of medium-fine material is used (material passing the 0,6 mm sieve and withholding a sieve of 0,075 mm diameter). The concretes were characterized by their rheological properties - viscosity and yield stress - using the modified slump test method, the consistency was obtained by slump assays and k- slump, the bleeding water content by vibration, segregation / consistency by k-slump or flow gauge, and the content of incorporated air by the pressiometric method. The results showed that the sphericity of grain exerts more influence on the properties of the fresh state than the degree of rounding of the edges or corners and surface texture. Concerning the mineralogy of sand, there seems to be a larger flow of mixtures when they have higher levels of the calcite mineral. There was no evidence, in this work, of a clear relationship between the degree of continuity in the grain-size curve and the measured properties, and it seems that the latter are more influenced by the content of grains of sand of intermediate dimensions. In the analysis of the role of microfine-sized particles added to the more continuous studied curves, it was observed that these particles increased the cohesion of the system, resulting in concretes with high values of viscosity, yield stress and consistency. However, it was observed that such particles had favored the lubrication of the system, reducing the rheological response and consistency of concrete as the content of medium-thin grains is reduced. Therefore, it was found that it is possible to produce concrete with high levels of micro-sized grains, regardless of the magnitude of their surface loads and the lithological type of crushed sand