Estudo da influência de agregados miúdos de diferentes origens mineralógicas no módulo de elasticidade do concreto

Abstract

O módulo de elasticidade é uma das propriedades mecânicas que regem o comportamento do concreto no estado endurecido. O módulo de elasticidade de um concreto depende de sua constituição; e em razão do concreto ser um compósito entre agregados e pasta de cimento hidratada dispostos em quantidades previamente estabelecidas, pode ser influenciado por diversos fatores, como: resistência à compressão, relação água/cimento na matriz cimentícia e na zona de transição, proporção entre agregados e pasta de cimento e fatores extrínsecos, como parâmetros do ensaio. Além destes, destaca-se a influência da origem mineralógica dos agregados que possuindo diferentes níveis de porosidade e massa específica, afetam diretamente o módulo de elasticidade do concreto. A ABNT NBR 6118:2014 reconhece a influência do agregado graúdo ao introduzir, na equação de cálculo de previsão do Módulo de Elasticidade Tangente Inicial, um coeficiente para representar a origem mineralógica da brita. No entanto, verifica-se uma escassez de estudos relacionados à influência da origem mineralógica do agregado miúdo nesta propriedade mecânica do concreto. Por esta razão, o presente trabalho se propôs a verificar experimentalmente a influência da origem mineralógicado agregado miúdo no módulo de elasticidade do concreto. Foram testadas duas areias de origens mineralógicas distintas, uma areia calcária compacta (alto módulo de elasticidade) e outra granítica (baixo módulo de elasticidade), sendo observados resultados significamente dissonantes de módulo de elasticidade estático entre curvas de dosagens que diferiam apenas em seu agregado miúdo adotado. Entre concretos produzidos com brita de alto módulo de elasticidade, a diferença média foi de 11,7%, enquanto que nos concretos confeccionados com brita de baixo módulo, a diferença média atingiu 5,0%. Além disto, as equações da NBR 6118:2014 se mostraram incapazes de prever com precisão os resultados de módulo de elasticidade experimentalmente obtidos.

The modulus of elasticity is one of the mechanical properties that govern the behavior of concrete in the hardened state. The modulus of elasticity of a concrete depends on its constitution; and because the concrete is a composite between aggregates and hydrated cement mass spreads in a determined amount, it can be influenced by several factors, such as: compressive strength, water/cement ratio in the cement matrix and in the transition zone, proportion between aggregates and cement masses and extrinsic factors, as test parameters. In addition to these, the influence of the mineralogical origin of the aggregates is highlighted, which having different levels of porosity and specific mass, directly affect the concrete's elasticity module. ABNT NBR 6118: 2014 recognizes the influence of the coarse aggregate to the introduction, in the forecast calculation equation of the Initial Tangent Elasticity Module, a coefficient to represent a mineralogical origin of the crushed stone. However, there is a scarcity of studies related to the influence of the mineralogical origin of the fine aggregate on this mechanical property of concrete. For this reason, the present work aimed to experimentally verify the influence of the mineralogical fine aggregate origin in the concrete elasticity module. Two sands of different mineralogical origins were tested, a compact calcareous sand (high modulus of elasticity) and a granitic one (low modulus of elasticity), with significantly different results of static modulus of elasticity between dosage curves that differed only in their adopted aggregate. Among concretes complete with gravel with high modulus of elasticity, the average difference was 11.7%, while in concretes made with gravel with low modulus, the average difference reached 5.0%. In addition, the NBR 6118: 2014 equations are unable to accurately predict the results of the modulus of elasticity experimentally obtained.