Reavaliação das Resistências a Compressão e a Tração de Concretos com
Diferentes Consistências e Relações a/c
Luciana Kataoka; Ana Carolina Marques;
Paulo Helene; Túlio Bittencourt
Resumo
Concreto
Esta pesquisa reavalia o desempenho de traços feitos segundo o método do IPT/EPUSP (Instituto de
Pesquisa Tecnológica/ Escola Politécnica da Universidade de São Paulo), para as propriedades de resistência a
compressão e resistência a tração. Para tanto, são feitas as comparações dos resultados experimentais com os
modelos sugeridos pela literatura e normas vigentes entre eles, o Modelo de Powers, pouco utilizado
atualmente. As propriedades mecânicas foram obtidas através do ensaio de 25 corpos-de-prova de concreto,
ensaiados a diferentes idades e mantidos em câmara úmida até a data de ensaio.
Traço 1
Traço 2
Ar 1,1%
Poros 2%
Ar 1,1%
Poros 1,6%
Traço 4
Traço 3
Ar 1,2%
Ar 0,7%
Poros 1,3%
Poros 1,9%
Hcapilar 8,9%
Hcapilar 10,6%
Hcapilar 10,7%
Hgel 5,8%
Hgel 4,7%
Hgel 3,9%
Hgel 5,7%
Cim. hidrat. 17,5%
Cim. hidrat. 14,2%
Cim. hidrat. 11,8%
Cim. anidro 4,7%
Cim. anidro 3,9%
Cim. anidro 5,8%
Modelos de Previsão
Resistência a compressão
Pedra
40,5%
Pedra
40,4%
Areia
19,4%
Hcapilar 7,7%
Hgel 4%
Cim. hidrat. 12,1%
Cim. anidro 4%
Areia
27,7%
Resistência a tração
Modelos
Equações
Modelos
Norma Brasileira
f cjm  f ckj  1,65 S d
Norma Brasileira
Modelo de Abrams
K1
fc  a / c
K2
Modelo de Powers
Areia
20%
Cim. hidrat. 17%
Cim. anidro 5,6%
Areia
26,9%
Ar 1,6%
Poros 1,4%
Hcapilar 7,9%
Areia
24,3%
Traço 5
Equações
f ct ,m  0,3 * f ck
2
 f ck
CEB Model Code
f ct ,m  f ctk0,m * 
1990
 f ck 0


0,68 *  

f c  k1
 0,32 *   a 
c

f ct  0,9 * f ct,sp
3



2
3
f ctm  0,9 * f ct,sp
f cm  f ckj  f
Pedra
39,9%
Pedra
38,9%
Pedra
41,5%
Modelo de previsão de Powers para o concreto
n
O modelo de Abrams mostra-se perfeitamente válido sem necessidade de ajustes sempre que:
 A quantidade de pasta de cimento é suficiente para preencher os vazios dos agregados;
 Os agregados são de elevada resistência à compressão;
 O concreto fresco esteja perfeitamente adensado (< 1,5% de ar aprisionado).
O modelo de Powers apresenta a teoria atual mais abrangente das técnicas de dosagem. Powers deduziu teoricamente
que a resistência à compressão depende somente da relação gel/espaço da pasta.
Diagrama de dosagem da resistência à compressão (abatimento cte)
Diagrama de dosagem da resistência à tração (abatimento cte)
Valores experimentais e teóricos da resistência à compressão e à
tração do concreto (MPa)
Valores experimentais e teóricos da resistência á
compressão do concreto (MPa)
É importante salientar que no modelo de Powers, para os concretos com resistências usuais nota-se uma influência
significativa do grau de hidratação. Neste caso é necessária a adequação do tempo de cura a fim de propiciar o
crescimento do grau de hidratação e, conseqüentemente, da resistência à compressão. Entretanto, pode-se dizer que, a
partir de certa idade, o grau de hidratação deixa de exercer maior influência no crescimento da resistência à compressão,
passando a relação água/cimento comandar essa propriedade física.
Programa Experimental
Materiais
Para a moldagem dos corpos-de-prova foram utilizados os seguintes materiais:
 Cimento Portland CPIII-40;
 Agregado miúdo natural de origem quartzosa extraído de rio;
 Agregado graúdo de origem granítica;
 Água potável.
Dosagem
Características dos traços estudados.
Traços dos Concretos Frescos
Componentes
Traço I
Traço II
Traço III
Traço IV
Traço V
Cimento (kg/m³)
510,20
411,33
338,97
500,55
353,55
Areia (kg/m³)
510
617
678
501
707
Brita (kg/m³)
1020
1028
1017
1001
1061
Água (kg/m³)
209
193
190
235
166
Ar aprisionado (%)
1,1
1,1
1,2
0,7
1,6
a/c (kg/kg)
0,41
0,47
0,56
0,47
0,47
m (kg/kg)
3
4
5
3
5
Abatimento (mm)
85
80
90
170
5
Peso específico (kg/m³)
2250
2250
2225
2238
2288
Traço unitário em massa
1 : 1 : 2 : 0,41
1 : 1,5 : 2,5 : 0,47
1 : 2 : 3 : 0,56
1 : 1 : 2 : 0,47
1 : 2 : 3 : 0,47
Resultados
Para fazer esta análise foi adotado um percentual de hidratação do cimento de 67% aos 28 dias. Este percentual foi
adotado, pois não foi realizada nenhuma análise, seja por termogravimetria ou difração de raio-x, que identificasse o
grau de hidratação do concreto aos 28 dias.
Avaliação das Consistências dos concretos
Traços dos Concretos Frescos
Conclusões
 Do ponto de vista da resistência, a relação água/cimento (a/c) é o fator mais importante porque, independente de outros
fatores, ela afeta a porosidade tanto na matriz da pasta de cimento como da zona de transição;
 Quando a a/c é mantida constante tanto a resistência à tração quanto à compressão se mantém aproximadamente constantes,
sendo que diferenças nos resultados obtidos são atribuídas à variação do volume de vazios;
 Quando a consistência é mantida constante, verifica-se que quanto maior é a a/c menor é a resistência, pois a quantidade de
compostos resistentes também é reduzida;
 A variação da resistência do concreto foi mais intensa quando o aumento do consumo de cimento é acompanhado de uma
diminuição da a/c;
 A partir dos resultados obtidos de concretos com mesma a/c e diferentes teores de argamassa, foi observado que o volume de
vazios teve maior influência na resistência quando comparado à zona de transição;
 Tanto as curvas dos modelos de Abrams quanto às do modelo de Powers, apresentaram ajuste adequado aos resultados
obtidos por terem sido determinados a partir de constantes dos materiais utilizados para a confecção dos concretos. Entretanto,
foi observado que o modelo de Powers tem um melhor ajuste aos dados experimentais, pois este leva em consideração
não apenas a a/c, mas também o grau de hidratação;
Medida da Consistência
Traço I
Traço II
Traço III
Traço IV
Traço V
Fator de Compactação MURDOCK
0,81
0,76
0,76
0,93
0,68
 Os modelos prescritos pelas normalizações analisadas, indicados para a previsão da resistência à tração mostraram-se
conservadores. Todos os modelos encontram-se a favor da segurança e se ajustaram aos resultados experimentais.
Teor água/mistura seca (%)
10,25
9,39
9,34
11,73
7,82
A norma brasileira mostrou-se ainda mais conservadora em comparação à norma européia.
Abatimento (mm)
85
80
90
170
5
Departamento de Engenharia de Estrutura e Geotécnica
Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
Laboratório de Estruturas e Materiais Estruturais