Rilem –Seminário Novos Desenvolvimentos do Betão, Lisboa, Setembro 2003
“Betões de elevado desempenho arquitectónico”
SUMÀRIO
Pretende-se neste trabalho traçar uma panorâmica sobre estes novos betões
de cimento cujas características técnicas associadas a acabamentos diversos
permitem aplicações de grande interesse arquitectónico, com vantagens em
termos de optimização de custos de construção, de manutenção e durabilidade
das obras.
ABSTRACT
In this paper we would like to describe the benefits of this new concrete wish
gives us the possibility of very interesting siteworks, with different surface finish,
colours and textures, high performance in terms of durability, but with low
construction and maintenance costs.
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“Betões de elevado desempenho arquitectónico”
1 Introdução
Entendemos por betões de elevado desempenho arquitectónico todos aqueles que
associam a características técnicas de elevado desempenho a nível mecânico e de
durabilidade, efeitos estéticos que permitem uma utilização para lá da aplicação
estrutural. Isto é neles convergem efeitos interessantes do ponto de vista
arquitectónico que permitem uma aplicação mista; estrutural, de revestimento e
acabamento, durável e com baixos custos de manutenção.
Neste trabalho apresentamos um resumo dos estudos que temos efectuado nesta
área, procurando desenvolver alguns desses aspectos estéticos e simultaneamente
proceder á caracterização técnica, quer sobre o ponto de vista mecânico, quer sob o
da durabilidade física e de aparência, com vista á optimização do material,
especificação de fabrico e recomendações de aplicação, tendo em conta os vários
tipos de obras onde poderá ser utilizado.
Com principal foco no interesse arquitectónico do material apontamos uma série de
possibilidades quer ao nível da coloração, quer da forma, quer da textura, mas sempre
sem perder de vista as necessidades acrescidas do desempenho funcional destes
materiais. Para além do habitual desempenho físico e mecânico exigido, torna-se
necessário garantir um excelente comportamento á intempérie e á poluição
atmosférica, com a manutenção de todas as suas propriedades, nomeadamente as de
vertente arquitectónica.
Por outro lado, as possibilidades de aplicação destes materiais não são idênticas, pois
acabamentos há que somente são compatíveis com a pré-fabricação, porquanto
outros são susceptíveis de serem efectuados in situ com bons resultados e a custos
baixos.
2 Potencial Estético
A versatilidade dos betões de cimento portland; a sua capacidade plástica de adquirir
a forma do molde onde é vertido, graças ao efeito de parede, e por reacções de
hidratação vir a endurecer á temperatura ambiente, no ar ou na água, permite quando
devidamente explorada permite atingir acabamentos até agora somente conseguidos
com revestimentos á posteriori com pedra natural, cerâmicos e outros materiais. Este
estudo tem-se debruçado sobre o desenvolvimento de três aspectos estéticos
principais, isto é ao nível:
•
Coloração; com recurso a pigmentos inorgânicos á base de óxidos
metálicos cujo comportamento perante os U.V. permanece inalterável e
que, graças á gama já disponível no mercado permite produzir uma palete
de cores muito diversificada, quer com cimentos brancos, quer cinzentos.
A pigmentação do betão é hoje um processo acessível a betões produzidos
em unidades de pré-fabricação ou em Central de betão, exigindo porém,
especialmente nas tonalidades mais claras, alguns cuidados de limpeza do
misturador, das linhas e dos moldes, de forma a evitar contaminações.
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•
•
Forma; com a produção de peças cada vez mais esbeltas e de formas mais
ousadas; graças ao desenvolvimento dos sistemas de cofragem,
nomeadamente com a introdução dos moldes de silicone/elastómeros,
cofragens metálicas revestidas a chapas de aço-inox, a acrílicos, ou outros
compósitos á base de fibras de vidro.
Textura; recorrendo a moldagem com as cofragens anteriores até á
desactivação, por aplicação de um retardador de superfície directamente
sobre as superficíes (no caso de pavimentos), ou no molde (no caso de
peças de desenvolvimento vertical). Estes produtos permitem várias
profundidades de ataque e expõem os agregados até diversas espessuras
(0,1 a 10mm).
Outra possibilidade é o tratamento do betão idêntico ao da pedra, aliás
trata-se de uma pedra artificial com características físicas e mecânicas
perto de muitas pedras naturais. Por exemplo a bujarda mecânica, o
polimento, o esponteirado e o flamejado são algumas destes acabamentos
possíveis.
De referir contudo a inviabilidade de aplicar estes acabamentos em
grandes extensões, dado que normalmente tem de ser executados “in situ”
de forma muito manual o que leva a custos incomportáveis. Em peças de
dimensões compatíveis com os equipamentos da pedra estes custos
diluiem-se de forma significativa, permitindo a aplicação em placagens de
revestimento ou por exemplo painéis de fachada.
A combinação destes três potenciais permite alargar a gama de possibilidades de
forma considerável.
Fig 1- Aspectos de coloração e textura em pormenor e em obra; molde de silicone com impressões
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Contudo, para a obtenção de um bom acabamento superficial, é necessário ter em
conta a necessidade de produzir betões de superfície e coloração homogénea, sem
manchas, de elevada compacidade, com boa opacidade e com uma distribuição
granulométrica cuidada de forma a obter os efeitos de conjugação matriz-agregados
pretendida.
Relativamente á distribuição granulométrica é comum uma redução da máxima
dimensão do inerte e portanto o estudo frequente de micro-betões, ou mesmo
argamassas e pastas cimentícias, de forma a se obterem os aspectos superficiais
pretendidos.
Esta situação conduz á necessidade de ultrapassar uma série de problemas que
normalmente surgem como sejam; a retracção/fissuração, a perda de resistência
mecânica, nomeadamente a resistência á flexão, o surgimento de módulos de
elastecidade por vezes muito elevados, libertação de elevadas quantidades de calor
de hidratação e portanto uma tendência para fenómenos de fissuração de origem
térmica-diferencial.
Por outro lado a necessidade de responder ás exigências arquitectónicas de peças
cada vez de maior vão e de pequena espessura, do tipo laminar ou cascas, portanto
com índices de esbelteza importantes, implica consistências muito fluídas para um
correcto preenchimento dos moldes e envolvimento das armaduras, o que á partida
poderia ser incompatível com a ausência de manchas e marmoreados e uma elevada
resistência mecânica e durabilidade.
Assim no desenvolvimento destes novos tipos de betões houve que ultrapassar uma
série de barreiras técnicas de forma a garantir uma resposta correcta e adequada ás
exigências de funcionalidade referidas.
O desenvolvimento das novas gerações de adjuvantes químicos de vários tipos
permitiu, em parte, ultrapassar estas dificuldades, nomeadamente os
superplastificantes de última geração, os retentores de água, os pigmentos e algumas
famílias de polímeros que nos permitem efeitos pontuais como sejam baixar os
módulos de elastecidade .
Por outro lado os cimentos brancos e cinzentos apresentam características mais
perfomantes, com desenvolvimentos de resistências mecânicas a idades jovens e a
longo prazo cada vez maiores. Graças á optimização da composição dos clínqueres
portland ou á introdução de adições activas, como as cinzas volantes, escórias e
fumos de sílica é também possível produzir cimentos de elevada resistência química.
Por outro lado a reciclagem de resíduos de pedreira permite aumentar a variedade de
agregados utilizados, possibilitando uma gama de texturas e cores por simples
variação dos inertes. É frequente o uso de calcários e granitos nos betões, mas neste
caso as diversas variedades de granito existentes, por exemplo, proporcionam
materiais de acabamento também diferentes e portanto resultados ao nível estético
bem distintos.
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3 Os materiais, o fabrico e a aplicação
3.1 – Os materiais
Cimentos:
Para o fabrico destes betões, habitualmente os cimentos brancos são os mais
utilizados, contudo para a obtenção de betões de tonalidade escura ou mesmo negros
é essencial partir de cimento cinzento corrente.
Função da aplicação e das exigências da mesma, por exemplo em termos de cinética
de hidratação e desenvolvimento de resistências, os cimentos utilizados podem ser de
vários tipos e classes, desde os cimentos do tipo I aos cimentos compostos do tipo II.
As classes de resistência deverão ser escolhidas em função dos ritmos de
desmoldagem impostos ou de outras condicionantes como seja a aplicação de préesforço a curto prazo.
As adições:
Uma das formas mais eficientes de garantir a opacidade necessária e a
homogeneização da cor é utilizar uma dosagem de finos elevada. Nestes betões são
frequentes dosagens de finos da ordem dos 400 a 600 kg/m3, especialmente na
presença de betões auto-compatctáveis. Tais dosagens de cimentos tornam-se
incompatíveis quer sob o ponto de vista económico quer técnico, pois parâmetros
como a retracção e fissuração tenderiam a agravar extraordináriamente.
Assim a introdução de adições, como sejam os fíleres de origem calcária, em
dosagens variáveis entre os 60 a 200 kg/m3, contribuiem, de forma significativa, para
o abaixamento da dosagem de ligante, promovendo o aumento da opacidade do betão
aparente. Por outro lado, graças á sua capacidade de absorção de água, reduzem á
água em excesso libertada aquando da vibração, minimizando o efeito dos
marmoreados e de outras manchas superficiais.
Os agregados:
Como referimos a diversidade de resíduos de pedra ornamental é enorme, quase
todos susceptíveis de serem utilizados no fabrico destes betões. Tirar partido da cor
do grão do agregado e combiná-la com as colorações da matriz só por si permite
produzir uma gama variada de betões, sobretudo no caso de agregados expostos,
como sejam os betões desactivados, ou acabados como pedra natural.
A produção destes agregados deverá atender de forma mais cuidada á necessidade
de garantir uma homogeneidade de fornecimentos, quer em termos dimensionais, quer
de coloração e características físicas e mecânicas do material, sob pena de não ser
possível, no produto final, obter-se uma homogeneidade de coloração e textura das
peças betonadas.
As exigências de limpeza, especialmente nos betões claros, são extremamente
importantes sendo normal adoptar valores abaixo dos permitidos pela norma em
parâmetros, como sejam os teores de argilas e materiais solúveis, em função dos
danos que os mesmos possam causar no efeito final. Normalmente as exigêncais
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normativas abrangem as restantes necessidades, nomeadamente aquelas que
possam por em causa a durabilidade do betão
As granulometrias utilizadas são muito variadas, desde partículas dos 20 a 30 mm até
a alguns microns de diâmetro, função do tipo de aspecto pretendido.
Os micro-betões poderão, nalguns casos, desempenhar funções estruturais, desde
que o material esteja estudado para esse fim, com um controlo preciso das
propriedades essenciais; resistência mecânica, módulo de elastecidade, retracção, de
entre outras.
Em muitos casos a sua aplicação fica-se por placagens de revestimento, em
substituição da pedra natural ou por aplicações em pavimentos, todavia mesmo nestas
utilizações a necessidade de garantir uma correcta resistência ao desgaste, ao choque
e uma boa durabilidade de aparência, exigem betões de elevada compacidade e
elevado desempenho e portanto normalmente capazes de desempenhar igualmente
funções estruturais.
Os adjuvantes e as fibras:
Os superplastificantes de última geração, com capacidade de modificar
consideravelmente a reologia do betão fresco, permitem por um lado uma forte
redução da quantidade de água de amassadura, mas por outro lado a fluidificação é
tal que o betão reduz de forma considerável o atrito interno, tornado-se praticamente
auto-nivelante e portanto capaz de sozinho se movimentar no interior do molde e
envolver de forma absoluta as armaduras.
Face a esta redução de água, o aumento da compacidade é notório e
consequentemente todas as propriedades do material beneficiam; melhoria da
resistência, diminuição da retracção plástica, redução da permeabilidade, absorção
capilar, etc.
Em situações onde a resistência á flexão obtida não satisfaça os requisitos de
dimensionamento e a tendência para a fissuração ponha em risco a qualidade da
aparência e a respectiva durabilidade é possível controlar este efeito recorrendo á
utilização de baixas dosagens de polímeros como sejam os acetatos de vínil ou as
metil-celuloses para controlo de retracção plástica e diminuição dos módulos de
elastecidade, normalmente dosagens de 0,04 a 0,1 % do peso de cimento são
suficientes para produzir resultados satisfatórios.
Por outro lado o recurso a fibras de vidro ou polipropileno permitem uma redistribuição
de tensões na matriz, igualmente com bons resultados nestas situações de risco de
fissuração, porém só poderão ser utilizadas nos casos em que o acabamento final não
seja afectado pela sua presença.
Os pigmentos disponíveis no mercado á base de óxidos metálicos apresentam já uma
diversidade de cores interessantes permitindo uma palete bastante completa. As
dosagens utilizadas dependem da intensidade da cor pretendida e podem variar numa
gama alargada, desde o 0,1% a 8% do peso de cimento. Por exemplo no caso do
betão negro, de forma a conseguir-se um negro ardósia profundo é frequente atingir-
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se uma dosagem de 8% de pigmento negro numa dosagem de cimento cinzento
corrente de pelo menos 380 kg/m3.
3.2 O Fabrico e a Betonagem
Um dos pontos mais importantes no fabrico destes betões é garantir limpeza da
instalação para evitar contaminações.
É frequente haver necessidade de armazenar quantidades de alguns dos agregados
utilizados de forma a ter-se homogeneidade de fornecimento e portanto garantir a
uniformidade de cor nos paramentos da obra.
Por outro lado a continuidade da produção é também importante. A necessidade de
coordenação do fabrico com a betonagem em obra é fundamental, pois os ritmos
impostos variam de caso para caso e tempos de paragem normalmente tem
consequências graves como juntas de betonagem indesejáveis.
De referir que especialmente os betões de consistência auto-compactável são
extremamente sensíveis a este tipo de fenómeno, pois imediatamente após a
imobilização inicia-se o processo de compactação, exclusivamente, por gravidade o
que aumenta a probabilidade de formação de juntas. Lembramos que a vibração em
betões desta consistência pode conduzir a fenómenos de segregação grave, pelo que
ao tentarmos corrigir a situação anterior com um pouco de vibração, corre-se este
risco.
Todas as recomendações inerentes ao fabrico dos betões brancos mantém-se
obviamente válidas nestes materiais, sendo fundamental que estas especificações
surjam desde logo da fase de projecto.
Nomeadamente, os cuidados na estanquidade e indeformabilidade das cofragens e o
tratamento das armaduras com uma ligeira pintura a air-less de primário hidroepóxy,
especialmente em betões claros e em peças de grandes dimensões, onde durante a
montagem se corre o risco de formação de calamina que poderá vir a ocasionar
manchas.
Se no caso de betões desactivados ou com acabamento mecânico a qualidade das
superfícies da cofragem não são de todo importantes, pois a pele superficial do betão
será removida para expor os agregados, continuam neste caso pertinentes os
requisitos de estanquicidade, pois a fuga de leitada promove sempre a existência de
nichos que podem ficar perceptíveis.
Nestes casos é também importante garantir um recobrimento suficiente, tendo-se que
ter em conta a profundidade do ataque e o recobrimento conveniente para uma boa
durabilidade, função do tipo de exposição da obra.
A execução de peças protótipo é sempre aconselhável, de forma a despistar as
dificuldades das condições de fabrico, havendo assim uma oportunidade de treino de
equipas e correcção de deficiências.
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Sendo factor de grande importância a durabilidade de aparência e uma manutenção
com custos baixos, quanto mais auto-lavável forem os paramentos tanto melhor, daí
ser recomendável a aplicação de impermeabilizantes de superfície. Estes produtos
normalmente, á base de silicones modificados; silanos ou siloxanos são incolores e
imperceptíveis após a aplicação, migrando para o interior dos poros e capilares e
selando-os. Mesmo nas superfícies de maior rugosidade é possível aplicar estes
materiais, apesar de por vezes a sua eficácia diminuir ligeiramente. Outros
impermabilizantes como os acrílicos, por formarem um filme superficial poderão
conferir nestes casos maior protecção, contudo a sua durabilidade por estarem mais
expostos aos U.V. é mais afectada.
4 Caracterização de dois tipos destes betões
Passamos a descrever as características técnicas de dois destes betões, utilizados
actualmente em obra e/ou pré-fabricação. Ambos com funções estruturais e
decorativas, sendo um deles um micro-betão, isto é com máxima dimensão de 5mm;
Betão Arenoso.
4.1 – Betão Branco; Moldado-Liso; Auto-Compactável
Habitualmente somente se conseguem obter paramentos de betão á vista, de
qualidade, com paredes de espessura de 30 a 35cm, onde existe um espaço físico
compatível com os recobrimentos necessários e com a introdução do vibrador.
Porém em muitos projectos de betão á vista surgem frequentemente situações onde
tal não é possível por condicionalismos de dimensionamento, como seja a
necessidade de redução de peso próprio, implicando diminuição da espessura das
paredes, ou situações onde existam paredes inclinadas ou de formas curvilíneas, ou
outras peças de grande esbelteza onde se pode correr o risco de segregações durante
a betonagem, como sejam por exemplo pilares de grande altura.
Estas situações levaram a que se procurasse o desenvolvimento desta nova
consistência de betões, actualmente em grande divulgação a nível mundial, mas agora
adaptados ao caso dos betões brancos e coloridos ou com outros tipos de efeitos, isto
é á necessidade de ultrapassar as condicionantes impostas pelos cimentos brancos,
normalmente mais reactivos e com maior perda de trabalhabilidade e pelas adições
normalmente utilizadas, neste caso as cinzas volantes, por motivos óbvios não são
passíveis de o serem neste caso.
Antecedendo aplicações em obra, efectuaram-se diversos estudos laboratoriais, com
vista á optimização destes betões e á verificação das suas características técnicas e
estéticas de forma a assegurar bons resultados e a resolução dos desafios postos
nalgumas obras.
Assim partindo-se de uma composição de referência, préviamente optimizada sobre
aspectos como fluidez e capacidade de auto-compactação, foram-se introduzindo
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variações ao nível da percentagem de adições e de adjuvantes de forma a avaliar o
comportamento das mesmas.
A adição utilizada neste estudo foi o fíler calcário bastante puro (teor de CaCO3
superior a 95% e uma finura inferior a 120 microns) e o adjuvante um
superplastificante de 3ª geração o Chrysofluid Optima 200 a dosagens de 1% e 1,5%
do peso de ligante.
A máxima dimensão do inerte utilizado foi de 15mm, brita calcária. Na composição
foram incluídas duas areias siliciosas para correcção granulométrica. A dosagem de
finos (partículas abaixo de 0,075mm) foi limitada a 500 Kg/m3 no total. O cimento
utilizado no estudo foi o CEM II/A-L 42,5R (br) da Cibra. A consistência de partida foi o
espalhamento de 65+5cm.
Fotografias 1 – Aspecto do betão autonivelante/autoCompactável
No decorrer do estudo para além da verificação da qualidade do efeito de parede
obtido, a partir da betonagem de paredes protótipo de espessura de 5cm, efectuaramse os seguintes ensaios:
Ensaios em betão fresco
• Razão A/C;
• Consistência inicial e após 60 minutos.
Ensaios em betão endurecido
•
•
•
•
•
Resistência à compressão, às idades de 2, 7, 28;
Módulo Elastecidade Dinâmico, á idade de 28 dias;
Retracção (LNEC E 398);
Absorção de água por capilaridade (LNEC E 393);
Permeabilidade a cloretos (ensaio AASHTO – ASTM C 1202-94).
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Fotografia 2 – Ensaio de espalhamento
No quadro 1 resumimos as composições estudadas e os principais resultados obtidos.
Quadro 1 – Resumo das Composições estudadas e principais resultados laboratoriais
A
B
C
D
E
Composição
F
Cem II /A-L 42,5R (br)
Filer Calcário
Areia fina siliciosa
Areia média siliciosa
Brita 1 calcária
kg/m3
kg/m3
kg/m3
kg/m3
kg/m3
500
0
420
580
740
450
50
420
580
740
400
100
410
580
740
500
0
470
580
740
450
50
435
580
740
400
100
435
580
740
Optima 200
% p.c.
1
1
1
1,5
1,5
1,5
0,42
0,42
60
46
0,42
0,38
70
62
0,46
0,37
67
64
0,38
0,38
64
49
0,38
0,34
69
65
0,41
0,33
70
68
40,5
53,2
68,4
0,630
42,2
51,6
69,8
0,470
35,6
46,7
63,6
0,400
42,4
54,6
69,6
0,560
45,3
53,3
72,4
0,400
38,4
48,9
67,8
0,320
0,0031
0,0012
2620
0,0035
0,0015
3100
0,0042
0,0022
3250
0,0026
0,0008
2150
0,0030
0,0010
2350
0,0034
0,0016
2680
Betão Fresco:
A/C
A/teor finos
Espalhamento inicial
Espalhamento aos 60 min.
cm
cm
Betão Endurecido:
Resistência Compressão
2 dias
7dias
28 dias
Retracção (28 dias)
Absorção capilar (28 dias)
provetes obtidos por moldagem
provetes obtidos por corte
Penetração cloretos (45 dias)
MPa
mm/m
g/mm2
Coulomb
Analisando em detalhe os resultados obtidos é possível concluir que apesar dos
espalhamentos obtidos as relações A/C mantém-se dentro de limites aceitáveis,
indiciando a obtenção de betões de boa compacidade. Contudo dosagens superiores
a 450 kg/m3 de cimento tendem a necessitar de uma maior incorporação de água para
a obtenção de igual espalhamento. Aliás nestas dosagens é extremamente difícil
manter a reologia por mais de 30 minutos. Verificamos que efectivamente a dosagem
de 1,5% de adjuvante conduz a uma maior redução deste parâmetro.
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Gráfico 1 – Variação da relação A/C e A/teor finos para diferentes
dosagens de cimento e adjuvante
0,5
0,5
0,4
0,4
0,3
0,3
0,2
0,2
A/teor finos
A/C
Relacão A/C e A/Teor finos
1%0,1
Adjuv A/C
0,1
1,5%
0 Adjuv A/C
0
400
450
500 1% Adjuv A/finos
Dosagem cimento (kg/m3)
1,5% Adjuv A/finos
As resistências mecânicas obtidas são igualmente bastante satisfatórias e dentro
das conseguidas habitualmente nos betões de elevadas prestações. De salientar os
valores obtidos desde logo aos 2 dias de idade. Tal facto está correlacionado com o
rápido desenvolvimento de resistências dos cimentos brancos, apesar de no estudo
termos utilizado um cimento composto o Cem II/A-L 42,5R (br).
Gráfico 2 – Desenvolvimento de resistência á Compressão
para diferentes dosagens de cimento e adjuvante
Resistência á Compressão para diferentes dosagens
de cimento e adjuvante
75
70
65
MPa
60
55
1% Adjuv -400 kg/m3
50
1% Adjuv -450 kg/m3
45
1% Adjuv -500 kg/m3
1,5% Adjuv -400 kg/m3
40
1,5% Adjuv -450 kg/m3
35
1,5% Adjuv -500 kg/m3
30
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Idade (dias)
De forma a permitir avaliar o comportamento destes betões em termos de
durabilidade e durabilidade de aparência analisamos a sua propensão para a
fissuração através da retracção e as características ligadas com a permeabilidade,
nomeadamente a absorção capilar e a penetração de cloretos.
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Gráfico 3 – Retracção aos 28 dias dos vários betões
para diferentes dosagens de cimento e adjuvante
Retracção em Prismas de betão
0,7
0,6
1% Adjuv
mm/m
0,5
1,5% Adjuv
0,4
0,3
0,2
0,1
0
500
450
400
Dosagem cimento (kg/m3)
Efectivamente os betões com uma dosagem de adjuvante com 1,5%, tendo
beneficiado de uma redução nas relações A/C, atingem retracções bastante mais
baixas.
Gráfico 4 – Absorção capilar em provetes obtidos por moldagem e corte;
várias dosagens de cimento e adjuvante
Absorção Capilar (28 dias)
1% Adjuv - Moldagem
g/mm2
1% Adjuv - Corte
1,5% Adjuv - Moldagem
0,0045
0,004
0,0035
0,003
0,0025
0,002
0,0015
0,001
0,0005
0
1,5% Adjuv - Corte
500
450
Dosagem cimento (kg/m3)
400
De notar que contrariamente ao sentimento generalizado que a microestrutura
destes betões, vem afectada pelo facto de não sofrerem vibração, tal parece não se
fazer sentir, pois os provetes obtidos por corte, portanto sem efeito de parede,
apresentaram uma absorção consideravelmente inferior.
Verificamos que apesar das relações A/C serem superiores nas dosagens de
500kg/m3, a absorção capilar apresentou o seu valor mínimo exactamente naqueles
betões. A capacidade de absorção está pois muito interligada com a compacidade da
micro-estrutura e portanto também com o número e intensidade das ligações da rede
silicatada hidratada que, nesta dosagem, são obviamente superiores.
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Este efeito é igualmente sentido na permeabilidade aos iões cloreto, pois apesar de
relações A/C não muito distintas (entre os 450 e os 500 kg/m3), os betões de 500
kg/m3 de ligante apresentam uma passagem de carga inferior.
Gráfico 5 – Correlação entre a relação A/C e a permeabilidade aos cloretos;
várias dosagens de cimento e adjuvante
Correlação entre Penetração de Cloretos e a relação
A/C
0,5
3500
Coulomb
2500
0,42
0,38
0,42
0,38
0,45
0,41
0,4
0,35
0,3
2000
0,25
1500
0,2
1000
0,15
A/C
3000
0,46
0,1
500
0,05
0
0
500
450
Dosagem de cimento (kg/m3)
400
1% Adjuv
1,5% Adjuv
1% Adjuv
1,5% Adjuv
Em conclusão do estudo, seriamos conduzidos a optar por dosagens da ordem dos
450 kg/m3 de ligante e 50 kg/m3 de fíler com dosagens de superplastificante da ordem
de 1,5% do peso de cimento, pois os resultados agora obtidos quer sob o ponto de
vista de performances mecânicas, quer de durabilidade elegem esta dosagem.
Todavia as restrições de caracter económico levam-nos a optar por betões de
dosagem de 400 kg/m3 de cimento, obtendo-se performances, quer ao nível do
acabamento e propriedades reológicas, quer ao nível da durabilidade, resultados ainda
assim bastante interessantes.
Existem no nosso país já algumas aplicações de betões deste tipo com
composições dentro desta gama, mas ajustada aos materiais locais, utilizados tanto in
situ com em pré-fabricação.
Salientamos a última obra executada, a viga de coroamento da fachada do Edifício
do AltoParque, executada pela Engil. As restrições baseavam-se na aposta
arquitectónica duma extrema esbelteza de uma viga com um vão de 60m apoiada
praticamente nos extremos. Por condicionantes de projecto o peso próprio admissível
implicou espessuras do caixão de cerca de 10 cm, o que face aos recobrimentos
necessários e á armadura, impedia a pervibração, daí a opção por este tipo de betão.
Na foto 3 e 4 apresentamos algumas imagens da obra, onde é possível verificar a
qualidade da pele do betão obtida, cumpridas que foram as regras de aplicação.
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“Betões de elevado desempenho arquitectónico”
Foto 3 – Alto Parque vista geral
Foto 4 – Alto Parque vista de pormenor
4.2 – Betão Arenoso
Pretendendo-se desenvolver um betão de cor e textura arenítica para aplicação em
peças de placagem de dimensões confinadas, a peças monolíticas de grande
desenvolvimento vertical e em extensão, procurou-se partindo de um micro-betão de
origem siliciosa atingirem-se os efeitos pretendidos.
A composição estudada encontra-se resumida no quadro 2, bem como as suas
principais características técnicas. A técnica utilizada visava atingir-se o efeito do
arenito natural quer em termos de coloração quer textura. Assim somente com recurso
á pigmentação natural das areias e com cimento branco produziram-se diversas
amostras onde foi aplicada a técnica da desactivação com várias profundidades de
ataque; 0,2 a 0,8mm.
Quadro 2 – Resumos das composições estudadas e respectivos resultados laboratoriais
Composição
A
B
Cem II /A-L 42,5R (br)
Filer Calcário
Areia fina siliciosa
Areia média siliciosa
kg/m3
kg/m3
kg/m3
kg/m3
390
100
651
1071
420
70
645
1071
Optima 200
% p.c.
1,5
1,5
0,43
0,34
22
18
0,41
0,33
23
17
26,2
35,8
42,9
51528
0,360
0,0038
28,9
39,4
48,7
52079
0,380
0,0032
Betão Fresco:
A/C
A/teor finos
Slump inicial
Slump após 60 min
cm
cm
Betão Endurecido:
Resistência Compressão
2 dias
7dias
28 dias
Módulo Elastecidade Dinâmico (28 dias)
Retracção (28 dias)
Absorção capilar (28 dias)
MPa
MPa
mm/m
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Seguiu-se um estudo das condições de aplicação do desactivante no molde, isto é a
eficiência do princípio activo do produto com aplicação no molde e a sua vida útil até á
betonagem.
Para os produtos utilizados e face ás temperaturas correntes em período de verão
verificou-se que o tempo de vida do desactivante no molde antes da betonagem
variava consideravelmente e assim sendo havia que respeitar prazos ou alterar o tipo
de produto, função da sua profundidade de ataque no caso de se pretender dilatar
este prazo e manter a textura. Na gráfico 6 resumimos os resultados obtidos
Gráfico 6 – Vida útil do desactivante no molde
Profundidade de ataque
(mm)
Vida Útil do desactivante no molde
6
5
20º Lav 02
4
20º Lav 06
3
30º Lav 02
2
30º Lav 06
1
0
0
1
2
3
4
Tempo de espera no molde (horas)
5
Face aos resultados obtidos foi então possível definir o tipo de produto a aplicar em
função da temperatura e da profundidade de ataque pretendida, perante a expectativa
da preparação da betonagem.
Outro factor condicionante, mas não tão sensível em relação á temperatura é a
lavagem após endurecimento. Verificamos que este facto condiciona a desmoldagem
logo após 24 horas, passado este período o custo da lavagem, em virtude da
dificuldade da mesma, acresce significativamente.
Este tipo de acabamento em obras de grande extensão resulta extraordinariamente
sob o ponto de vista arquitectónico, contudo á que ter em conta que se trata de um
betão sensível em termos de heterogeneidades de cor. Assim sendo é conveniente um
controlo rigoroso do teor de finos e matérias-orgânicas das areias, sob pena de
surgirem tonalidades diferentes face a face. Uma variação de 1% no máximo do teor
de argila é o valor admissível para garantir uma coloração homogénea. No caso de
utilização de areia britada de calcário, estes cuidados deverão ser acrescidos.
Face aos resultados obtidos foi então possível estabelecer uma metodologia de
aplicação deste material.
Uma aplicação em extensão, com betão in situ está ainda a decorrer, efectuada pela
IEC-Construções, nos arranjos exteriores da Faculdade de Ciências de Lisboa, sendo
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“Betões de elevado desempenho arquitectónico”
o betão fornecido pela Unibetão. Básicamente a metodologia aplicada em Obra foi a
estudada em Laboratório com ligeiros ajustes da composição face aos materiais
disponíveis na Central, nomeadamente houve necessidade de substituir parte da areia
e do filer por uma areia britada de calcário, com idêntico teor, proporcionalmente,
daqueles materiais.
Nesta Obra pretendia-se sob o ponto de vista arquitectónico uma integração dos
muros de suporte na envolvente com se de pedra monolítica se tratasse.
Efectivamente os resultados obtidos até á data tem igualmente sido bastante
satisfatórios.
Fig. 2 – Vista geral de aplicação de betão arenítico, pormenor da textura, variações de coloração em
virtude do teor argila da areia britada utilizada.
5 CONCLUSÕES:
Resume-se neste trabalho alguns estudos que se tem efectuado com vista a
desenvolver os betões de cimento na sua vertente estética, procurando-se com um
único material desempenhar funções estruturais e de revestimento, até então
conseguidas com recursos a capeamentos a pedra natural e/ou cerâmicos.
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Apresentamos resultados dos ensaios laboratoriais efectuados e dois exemplos de
obra onde estas novas técnicas de fabrico e aplicação foram adoptadas com
resultados bastante interessantes.
Bibliografia:
-Hunter, Richard; “Measurement of appearance”
-Cimbéton;”Conception et execution du béton désactivé”
-PCI Precast/Prestressed Concrete Institute; “Architectural precast concrete”
-Minguela,D.Jesús Díaz;”reciclado in situ com cemento de firmes” V jornadas de
pavimentos de hormigón
-Esteves,Ana Maria-“A comparative study of the performance of white and grey cement
concrete to environmental conditions”LNEC,1998
Nunes,Angela;”Verificação da Funcionalidade da Pedra de Cimento”;Materiais 97
-IVO Power,Skanska (Se) STABU(Nl) Brite-Euram BE 96-3016;”Concurrent Design
and Engineering in Building and Civil Engineering”
-Nero, Gaspar/Nunes,Angela- “Improvement of white concrete”ERMCO,Lisboa, 1998
-Nunes, Angela -“O futuro do betão; as potencialidades por descobrir”-1ºseminário
Avançado de Arquitectura em Betão; ATIC, Nov.2002
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