Proporcionamento de Materiais para Reparo de Estruturas Hidráulicas Empregando Modelo de Empacotamento de Partículas

Abstract

As preocupações atuais com o desenvolvimento sustentável recomendam à reabilitação ou reparo em detrimento à demolição e reconstrução de uma estrutura em concreto. Contudo, para que esta abordagem seja eficiente faz-se necessário o uso de materiais de reparo que atendam o desempenho requerido. O comportamento em uso do sistema reparado, as características, o ambiente de exposição e as solicitações relacionadas à estrutura devem ser consideradas no projeto de reparação. No caso de estruturas sujeitas a erosão hidráulica, requer-se materiais de reparo que possuem boa aderência, adequada resistência ao desgaste superficial e principalmente reduzida variação dimensional. Um dos meios para minimizar as variações dimensionais é a redução do volume de pasta, que pode ser alcançada pelo aumento da densidade de empacotamento granular do material de reparo e pela redução do consumo de cimento. Neste sentido, a dosagem ou o proporcionamento de materiais cimentícios com métodos de empacotamento de partículas pode ser uma alternativa para a obtenção de materiais de reparo compatíveis com a estrutura a ser reparada. À vista disso, neste trabalho foram proporcionados materiais de reparo a base de cimento para emprego em estruturas hidráulicas com aplicação das concepções teóricas do empacotamento de partículas visando o comportamento em uso. O proporcionamento foi realizado a partir de um material cimentício composto por cimento Portland, sílica ativa, areia natural, aditivo superplastificante e fibra de polipropileno, contendo 548 kg/m³ de cimento (argamassa de referência). Utilizando o Modelo de Empacotamento Compressível (MEC) foram obtidas outras proporções com adição de fíler calcário, para consumos de cimento: 350, 400, 450 e 500 kg/m³ e relação água/ligante de 0,50. Nas misturas com consumos de 350 e 548 kg/m³ de cimento foi empregado um polímero EVA nos teores de 0,0% e 1,5%, e, 0,0%, 1,5 e 3,0% para o consumo de 450 kg/m³. O programa experimental foi composto por 9 misturas de materiais cimentícios com as seguintes propriedades avaliadas: índice de consistência; massa específica; resistência à tração, compressão e de aderência; módulo de elasticidade estático; dilatação térmica linear e retração por secagem; perda de massa por abrasão e erosão hidráulica. Os ensaios indicaram que as misturas dosadas por meio do MEC com menor consumo de cimento apresentam menor retração por secagem. As argamassas com 350 kg/m³ apresentaram desempenho satisfatório para a resistência mecânica, de aderência e ao desgaste superficial em relação à argamassa de referência. A adição de polímeros não foi benéfica para o desempenho geral das argamassas. O custo e as emissões de CO2 foram menores para as argamassas com menor consumo de cimento e sem adição de polímeros. O proporcionamento de materiais de reparo cimentícios por meio do MEC, considerando uma abordagem sistêmica, pode ser uma alternativa de interesse para o alcance de materiais de reparos de estruturas hidráulicas duráveis, com redução de custos e emissão de CO2, visto que as argamassas com menor consumo de cimento apresentaram valores satisfatórios frente aos critérios de desempenho da literatura.