Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10400.6/6304
Título: Metodologia para a composição de betões auto-compactáveis
Autor: Nepomuceno, Miguel Costa Santos
Orientador: Oliveira, Luiz António Pereira de
Lopes, Sérgio Manuel Rodrigues
Palavras-chave: Betão auto-compactável
Metodologia - Proporções da mistura
Estudo da composição
Fase argamassa
Reologia
Capacidade de escoamento
Fluidez - Capacidade de passagem
Ensaio de espalhamento
Ensaio do funil-V
Ensaio da Caixa L
Ensaio da Caixa U
Ensaio da Caixa
Ensaio de compressão
Densidade
Data de Defesa: 2005
Resumo: No presente trabalho são revistos alguns dos principais métodos de estudo da composição de betões auto-compactáveis, com especial incidência nos métodos propostos por Okamura et al., pela JSCE, pelo CBI e pelo LCPC. São também abordados os aspectos relativos ao desenvolvimento, aos materiais constituintes, às propriedades do betão fresco e endurecido e ainda à produção e manuseamento do material. A revisão efectuada permitiu observar que os métodos propostos por Okamura et al. e pela JSCE são os mais generalizados pela sua simplicidade, mas apresentam algumas limitações inerentes, associadas à dificuldade em optimizar e modelar as misturas com vista à obtenção de um qualquer valor médio especificado para a resistência à compressão do betão na fase de estudo da composição. Em resultado da apreciação efectuada, entendeuse adequado investigar a possibilidade de se delinear uma nova abordagem ou introduzir novos parâmetros para o cálculo da composição dos betões auto-compactáveis que permitissem responder a algumas dessas limitações, admitindo como ponto de partida o método proposto por Okamura et al.. A proposta a desenvolver deveria assentar em procedimentos de cálculo expeditos, cuja primeira e fundamental abordagem seria suportada por ensaios em argamassas, como propôs Okamura. Analisadas as propostas de diferentes autores, foi definido um intervalo de variação para cada um dos parâmetros que caracterizam o escoamento das argamassas (Gm e Rm), conducente à obtenção de betões auto-compactáveis. Para cada família de materiais finos (i.e., para cada associação de materiais finos), as dosagens de superplastificante e de água de amassadura que conduziram aos parâmetros Gm e Rm pretendidos, foram determinados por estudos experimentais em argamassas adoptando uma metodologia que difere ligeiramente daquela proposta por Okamura et al.. Foram introduzidos novos parâmetros para quantificar as dosagens de agregados finos (Vp/Vs) nas argamassas e de agregados grossos (Vm/Vg) nos betões e fizeram-se variar estes parâmetros abaixo e acima dos valores correspondentes propostos por Okamura et al., por forma a avaliar uma possível optimização das misturas, principalmente através da redução do volume de pasta. Finalmente, foram analisados os parâmetros que melhor se adequaram ao controlo da resistência à compressão das argamassas e, indirectamente, ao controlo da resistência dos betões. A análise efectuada foi direccionada unicamente para os betões do tipo finos (solução mais corrente) e apenas foram avaliados os aspectos físicos e mecânicos do seu comportamento. Foram efectuados estudos em argamassas e betões utilizando associações binárias e ternárias de materiais finos, que combinaram dois tipos de cimentos (CEM I 42,5R e CEM II/B-L 32,5N) e quatro adições: fíler calcário, cinzas volantes, sílica de fumo e fíler granítico. O fíler granítico utilizado, proveniente de desperdícios industriais, foi testado a título experimental como adição, com resultados promissores. Sob condições idênticas de escoamento, o fíler granítico revelou consumos de superplastificante idênticos àqueles obtidos com as cinzas volantes e fíler calcário (reconhecidamente úteis na produção de betões auto-compactáveis), enquanto que a sílica de fumo revelou consumos excessivos de superplastificante, quer em termos absolutos, quer comparativamente às restantes adições. Os resultados obtidos foram satisfatórios e culminaram com a apresentação de uma proposta para o estudo do betão auto-compactável do tipo finos, a qual facilita a optimização da mistura e permite estimar, na fase de estudo da composição, a resistência à compressão do betão.
Some of the main methods for self-compacting concrete mix design are reviewed in the present research work, with special focus on those proposed by Okamura research group, JSCE, CBI and LCPC. The aspects concerning to development, constituent materials, properties of fresh and hardened concrete and furthermore the production and handling of the material are also reviewed. The bibliographic review have indicated that the methods proposed by Okamura research group and JSCE are the most generalized due to its simplicity, but they present some inherent limitations, associated to its difficulty on optimizing and modelling concrete mixtures in order to achieve a specified mean value for compressive strength defined on the mix design phase. As a result of that appreciation, it was considered adequate to investigate the possibility of outline a new approach or to introduce new parameters for the selfcompacting concrete mix design that allow finding the answer for such limitations, considering, as a start point, the method proposed by Okamura research group. The new proposal should lay on an easy and swift procedure, which, for a start, should be supported by tests on mortar mixes, as proposed by Okamura research group. After the examination of proposals by different authors, an interval of variation was defined for each of the parameters that characterized the flow behaviour of mortars (Gm and Rm), leading to self-compacting concrete mixes. For each family of fine particles, the proportions of superplasticizer and water content which lead to the wanted Gm and Rm parameters were determined by trial mixtures of mortar using a methodology that slightly differ from that proposed by Okamura research group. New parameters were introduced to quantify the proportions of fine aggregate (Vp/Vs) on mortars and to quantify the proportions of coarse aggregate (Vm/Vg) on concretes. Such parameters were changed to values lower and higher than those proposed by Okamura research group, in order to achieve an optimized mixture, namely by reducing the paste volume. Finally, the parameters that better evaluate the mortars compressive strength and, indirectly, the concrete compressive strength were analysed. The analysis done was directed to the powder type self-compacting concrete (the most common solution) and only the physical and mechanical aspects of its behaviour were analysed. Studies on mortar and concrete mixes were made using binary and ternary associations of powder materials which combine two types of cements (CEM I 42,5R and CEM II/B-L 32,5N) and four mineral additions: limestone powder, fly ash, silica fume and granite filer. The granite filer that was used here, originating from a by-product of industry, was tested experimentally as a mineral addition, with promising results. Under identical flow behaviour properties, the granite filer has revealed identical needs of superplasticizer dosages as those of fly ash and limestone powder additions (recognised as advantageous for self-compacting concrete), while the silica fume has revealed overmuch needs of superplasticizer, either in absolute volume, or comparatively with other additions used. The results obtained were satisfactory and ended with the presentation of a proposal for mix design of the type powder self-compacting concrete. This enables the optimization of mixes and, on the mix design phase, allows the estimation of the compressive strength of concrete.
URI: http://hdl.handle.net/10400.6/6304
Designação: Doutoramento em Engenharia Cívil
Aparece nas colecções:FE - DECA | Dissertações de Mestrado e Teses de Doutoramento

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