2151 CONCRETOS ESPECIAIS

CONCRETO MASSA CONVENCIONAL E COMPACTADO COM ROLO PARA BARRAGENS

Prof. Dr. PAULO SRGIO DOS SANTOS BASTOS(wwwp.feb.unesp.br/pbastos)UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA UNESP - Campus de Bauru/SP FACULDADE DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil

Selmo Chapira Kuperman, Concreto massa convencional e compactado com rolo para barragens. Concreto, Ensino, Pesquisa e Realizaes, So Paulo, Ed. Geraldo Cechella Isaia, IBRACON, 2005, pp.1259-1295.CONCRETO MASSA CONVENCIONAL E COMPACTADO COM ROLO PARA BARRAGENS

CONCRETO MASSA CONVENCIONAL E COMPACTADO COM ROLO PARA BARRAGENSDefinio de Concreto Massa: aquele que, ao ser aplicado numa estrutura, requer a tomada de precaues que evitem fissuraes derivadas de seu comportamento trmico.INTRODUOHistrico

- refinar propores dos materiais; proteger frmas e superfcies expostas; utilizar agregados com propriedades trmicas adequadas; pr-esfriar os materiais constituintes do concreto, utilizar gelo; colocar o concreto em vrios nveis. Precaues:

Primeiras aplicaes do concreto massa em barragens (de gravidade) brasileiras, no incio do sculo XX.Consumo:At 1950: 1 milho m350 a 60: + 2 milhes m3Anos 60: + 7 milhes m3Anos 70: + 23 milhes m3

Histrico

Itaipu: 750 m3/hTucuru: 500 m3/h

At 1980: empregava a metodologia do concreto convencional aplicada ao com-creto massa para barragens, com trabalhabilidade e consistncia adequa-das e adensamento com vibradores de imerso.

Histrico

http://ademaraigner.blogspot.com.br/2009/01/histriacultura-3.html Concreto massa - Itaipu

http://www.ebanataw.com.br/roberto/concreto/conc10.htm Concreto massa - Tucuru

1986: primeira barragem construda com concreto compactado com rolo CCR (135 mil m3 em 110 dias). Testes desde 1976, em partes de barragens.CCR: concreto de consistncia seca que, no estado fresco pode ser produzido, transportado, lanado (espalhado) e compactado com equipamentos empre-gados em servios de terraplanagem.Barragens: uma camada imediatamente sobre a anterior.

Histrico

350 barragens construdas no mundo com CCR (50 no Brasil).CCR proporciona rapidez construtiva e economia.Diferenas entre concreto massa com-vencional e CCR: consistncia e mtodo de adensamento.CMC: vibradores de imerso;CCR: passagem de rolo compactador.

Histrico

CCR - Barragem

CCR - Barragem

CCR - Barragem

CCR - Barragemhttp://berimbaunoticias.blogspot.com.br/2011/03/foi-lancada-ha-poucos-dias-ultima-carga.html

http://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/13/artigo254506-3.asp CCR - Barragem

http://www.infraestruturaurbana.com.br/solucoes-tecnicas/13/artigo254506-3.asp CCR - Barragem

http://www.cimentoitambe.com.br/massa-cinzenta/tecnologia-reduz-tempo-de-construcao-de-usinas/ Concreto massa refrigerado

CCR - Pavimentao

CCR - Pavimentao

CCR - Pavimentao

CCR - Pavimentao

CCR - Pavimentao

CCR - Pavimentao

CCR - Pavimentao

Tipo de concreto massa numa barragem depende das necessidade de projeto e tenses atuantes.Barramento (barragem de gravidade) com alturas < 80 m. Ilha Solteira: 10 a 15 MPa aos 180 dias, com 63 kg/m3 de cimento e 21 kg/m3 de pozolana; Itaipu: idades de controle de 90 a 360 dias, de 10 MPa (90 kg/m3 de cimento) a 21 MPa.

CONDICIONANTES

http://energiainteligenteufjf.com/tag/hidreletrica/page/2/ Concreto massa Ilha Solteira

Resistncias baixas com objetivo de reduzir o consumo de cimento, para: minimizar as tenses de origem trmica, reduzir reaes lcalis/agregados e redu-zir custos.Outros condicionantes: variaes am-bientais, alturas de camadas, velocidades de lanamento, temperaturas de lana-mento, espaamento de juntas de contrao entre blocos da barragem.CONDICIONANTES

Reao lcalis-agregado (RAA): um processo qumico onde constituintes mineralgicos do agregado reagem com hidrxidos alcalinos (provenientes do cimento, gua, agregados, pozolanas, etc.) que esto dissolvidos na soluo dos poros do concreto. Como produto da reao forma-se um gel higroscpico expansivo. A manifestao da reao lcalis-agregado pode se dar de vrias formas, desde expanses, movimentaes diferenciais nas estruturas e fissuraes at pipocamentos.

http://www.consultoriaeanalise.com/2011/11/reacoes-alcali-agregado.htmlReao lcalis-agregado

http://reconpoxi.goldenbiz.com.br/ Reao lcalis-agregado

Todos tipos podem ser utilizados em concretos massa.Preferncia pelos cimentos de baixo calor de hidratao (CP IV - Pozolnico) ou de escria de alto forno (CP III Alto forno). comum substituio de parte do cimento por pozolana.MATERIAIS - Cimentos

CP III Alto forno (com escria):Apresenta maior impermeabilidade e durabilidade, alm de baixo calor de hidratao, assim como alta resistncia expanso devido reao lcali-agregado, alm de ser resistente a sulfatos. um cimento que pode ter aplicao geral em ... mas particularmente vantajoso em obras de concreto-massa, tais como barragens, peas de grandes dimenses, fundaes de mquinas, pilares, obras em ambientes agressivos, tubos e canaletas para conduo de lquidos agressivos, esgotos e efluentes industriais, concretos com agregados reativos, pilares de pontes ou obras submersas, pavimentao de estradas e pistas de aeroportos.

http://www.equipedeobra.com.br/construcao-reforma/34/artigo211891-1.asp CP III Alto fornoA adio de escria de alto-forno confere maior impermeabilidade e durabilidade ao concreto, alm de reduzir o calor de reao e proporcionar maior resistncia qumica ao produto. particularmente vantajoso em obras de barragens, peas de grandes dimenses, fundaes de mquinas, pilares, obras em ambientes agressivos, tubos e canaletas para conduo de lquidos agressivos, esgotos e efluentes industriais.

CP IV Pozolnico:Para obras correntes, sob a forma de argamassa, concreto simples, armado e protendido, elementos pr-moldados e artefatos de cimento. especialmente indicado em obras expostas ao de gua corrente e ambientes agressivos. O concreto feito com este produto se torna mais impermevel, mais durvel, apresentando resistncia mecnica compresso superior do concreto feito com Cimento Portland Comum, a idades avanadas. Apresenta caractersticas particulares que favorecem sua aplicao em casos de grande volume de concreto devido ao baixo calor de hidratao.

CP IV PozolnicoCom adio de pozolanas (cinzas volantes), indicado para argamassas, concretos simples, armado e protendido, elementos pr-moldados e artefatos de cimento, alm de obras expostas ao de gua e ambientes agressivos. Em casos de grande volume de concreto tambm oferece baixo calor de reao. http://www.equipedeobra.com.br/construcao-reforma/34/artigo211891-1.asp

Pode atingir 90 % do volume total do concreto massa.MATERIAIS - AgregadosAgregados para concreto massa convencionalVantajosa a adoo de faixas granulom-tricas diferentes das indicadas na NBR 7211/05 (Agregado para concreto Especificao).Utilizao de agregados com dmx de at 152 mm.

Mistura de 19, 38, 76 e 152 mm.Vantagens econmicas: 25, 50 e 100 mm. Motivo: economia de cimento devido diminuio de vazios para uma distribui-o granulomtrica adequada.Agregados grados: devem possuir mas-sa especfica adequada (2,65 t/m3 em mdia) e baixa absoro.MATERIAIS Agregados para concreto massa convencional

Agregados midos: composies granu-lomtricas visando melhores caractersti-cas dos concretos com menor consumo de cimento.Em barragens, utilizao de misturas dos agregados naturais e de britagem (das rochas escavadas).

MATERIAIS Agregados para concreto massa convencional

Cuidados especiais com a reao lcali-agregado (RAA). Todos os agregados so reativos, at que se prove o contrrio.Uso de materiais pozolnicos (pozolanas, slica ativa) podem neutralizar a reao.

MATERIAIS - Agregados para concreto massa convencional

Agregados que no atendem especifica-es podem ser aplicados com sucesso.Utilizao de materiais prximos obra.Dmx = 38, 50 mm.No caso de barragens de gravidade, busca-se a mxima massa especfica, com o menor volume de vazios possvel.MATERIAIS Agregados para CCR

Utilizao de finos para preencher vazios, reduzir permeabilidade, aumentar coeso, e melhorar concreto endurecido.Exemplos: material pulverulento, mate-rial pulverizado artificialmente, materiais pozolnicos, escria alto-forno moda, silte.

MATERIAIS - Agregados para CCR

Pozolana:Pozolanas so substncias naturais ou artificiais de composio essencialmente silicosa ou slico-aluminosa que, por si ss, no possuem atividade hidrulica, mas quando finamente modas reagem com o hidrxido de clcio na presena de umidade e temperatura ambiente para formar compostos com propriedades ligantes (NBR 12.653/1992).

http://www.danieli-corus.com/po/iron-granulation.phpEscria de alto-forno:Resduo no metlico da produo de ferro gusa. Quando resfriada bruscamente (granulada) possui propriedades aglomerantes.

A escria lquida transportada para os granuladores, que so equipamentos onde ela resfriada bruscamente por meio de jatos de gua sob alta presso. No havendo tempo suficiente para formao de cristais, essa escria se granula "vitrificando" e recebe o nome de Escria Granulada de Alto-Forno.http://www.cst.com.br/produtos/co_produtos/catalogo_produtos/escoria_forno/escoria_granulada.asp

http://www.cst.com.br/produtos/co_produtos/catalogo_produtos/escoria_forno/escoria_granulada.asp A Escria Granulada de Alto-Forno apresenta-se, macroscopicamente, com um aspecto de uma areia grossa, porosa, de fratura vtrea observada com lupa, com um tamanho mximo do gro, de 5 mm, cor branca amarelada e marrom. A escria bem granulada essencialmente amorfa.A caracterstica mais importante da Escria Granulada de Alto-Forno sua capacidade hidrulica potencial, que permite que, quando moda e em contato com a gua, ela endurea (propriedade cimentante), podendo substituir o clnquer, material utilizado tradicionalmente na fabricao de cimentos compostos.

Materiais pozolnicos: cinza volante, pozolanas artificiais (argila calcinada moda), escria alto-forno moda, meta-caulim, slica ativa. Cinza volante: material finamente particulado proveniente da queima de carvo pulverizado em usinas termoel-tricas, com o objetivo de gerar energia.

MATERIAIS - Adies

Cinza volante:

Cinzas volantes: Itaipu (10 a 22 %), Itumbiara (15 a 30 %).Utilizao de cimentos pozolnicos eliminou aplicao desses materiais na betoneira.

MATERIAIS - Adies

Concreto massa: incorporadores de ar, redutores de gua e retardadores de pega.Para: garantir boa trabalhabilidade, reduzir quantidade de gua e cimento.CCR: retardador de pega, para camada inferior receber camada superior, visan-do garantir aderncia entre ambas.

MATERIAIS - Aditivos

Controle eficiente das dosagens.Existncia de silos, balanas, etc.Pode ser fornecido por empresas ou pela central instalada no canteiro de obras.Dimensionar o nmero de betoneiras em funo do tempo de mistura, carga, descarga e cronograma construtivo.

PRODUO, TRANSPORTE E LANAMENTOConcreto Massa Convencional

A betoneira funo do concreto, principalmente dmx do agregado.Tempo mximo de transporte: 45 min, para no ocorrer perda de trabalhabi-lidade.Tipos: caambas, caminhes, monovias, etc.PRODUO, TRANSPORTE E LANAMENTOConcreto Massa Convencional

A capacidade de produo e transporte limita a execuo.Sem aditivo retardador de pega: lana-mento em 15 min, espalhamento em 15 min, compactao em 15 min.Existem equipamentos para produzir, transportar e lanar mais de 500 m3/h.PRODUO, TRANSPORTE E LANAMENTOCCR

Concreto massa convencional: uso de vibradores de imerso, com dimetro varivel de 90 mm a 150 mm. Visa assegurar melhor qualidade e estanquei-dade do concreto. Deve costurar as camadas.CCR: sucessivas passagens de rolo vibratrio. Depende da altura da camada e da consistncia do concreto. Neces-srio fazer ensaios prvios reais para definir nmero de passadas (vibratrio ou esttico).ADENSAMENTO

fundamental para se atingir a qualidade esperada para o concreto.Alta rea de contato com ar favorece evaporao e retrao por secagem, podendo prejudicar a aderncia entre camadas sucessivas.Aplicar gua para a cura (diversas formas possveis).Iniciar com o concreto rijo, mximo de dias possveis (21 dias).CURA

Sistemas para concreto massa: pr-resfriamento e ps-resfriamento.Pr-resfriamento: refrigerao dos agre-gados grados, gua gelada e escamas de gelo.Estudos de tenses de origem trmica para definir nvel de refrigerao. Nveis diferentes nas barragens brasileiras.REFRIGERAO DO CONCRETO

Para concreto massa com 7 graus: refrigerar agregados grados, uso de gelo em escamas e gua gelada.Sem agregados refrigerados: 16, 18 graus.Ajuda evitar fissuras devido temperatu-ra, e possibilita a reduo do cimento: 0,3 % para cada grau.CCR no se faz refrigerao devido baixo consumo de cimento (80 kg/m3).REFRIGERAO DO CONCRETO

Camadas de concreto massa: juntas de concretagem.Devem ser tratadas para garantir imper-meabilidade e aderncia.Remoo criteriosa da pelcula de exsudao fundamental.Para concretos no refrigerados camadas com 1 m espessura mxima, e 2,5 m para refrigerados, com subcamadas de 50 cm (para possibilitar penetr. agulha).CAMADAS DE CONCRETAGEM

Intervalos de lanamento varivel de 5 a 15 dias.Tratamento das juntas: jato de gua com alta presso (40 MPa), corte verde jateamento com gua a baixa presso (7 MPa) na superfcie aps o fim da pega.Argamassa de ligao s quando nada for feito.CAMADAS DE CONCRETAGEM

CCR: poderia ter camadas contnuas, sem interrupes.No Brasil, camadas de 30 cm at atingir 2 a 2,5 m (altura da frma). Novas camadas aps 3 a 7 dias.nfase na limpeza e preparao das juntas (ponto fraco da estrutura).Comum lanamento de argamassa com 2 cm de espessura; pode tambm camada de concreto (concreto de bero) ou calda de cimento.CAMADAS DE CONCRETAGEM

As barragens de concreto so separadas em blocos por juntas de contrao.Visa controlar as alteraes dimensionais causadas pelas variaes trmicas dos concretos (restringidas pela aderncia da estrutura s fundaes).Dimenses dos blocos entre 15 e 40 m, sendo 20 e 30 m a maioria, tanto para concreto massa convencional quanto CCR.JUNTAS DE CONTRAO

Juntas de contrao: uso de plstico (no CCR), madeira, prpria frma (delimita os blocos de CMC).JUNTAS DE CONTRAO

fundamental devido aos grandes volumes de concreto lanados (2.000 a 15.000 m3/dia).Verificaes rotineiras seguindo padres pr-estabelecidos para cada obra. Todas as fases, desde os materiais at o acabamento do concreto massa.CONTROLE DE QUALIDADE

OBRAS EMBLEMTICASUsina de Ilha SolteiraUsina de ItaipuUsina de TucuruBarragem Saco de Nova OlindaBarragem do JordoUsina de Lajeado