Metodologia de avaliação técnico-econômica de concreto de alta resistência com elevados teores de cinzas volantes

Abstract

Neste trabalho realiza-se avaliação técnica e econômica de concretos de alta resistência, incorporando elevados teores de cinzas volantes, em níveis de até 60 % em massa. Discorre-se sobre a evolução, significância, composição, propriedades e emprego dos concretos de alta resistência e cinzas volantes, em estruturas de concreto armado e protendido. No estudo experimental, com teores crescentes de substituição de cimento por cinza, são analisados os desempenhos das resistências à compressão axial dos corpos de prova, através de indices de avaliação da relação qualidade/custo, em função do teor de cinza, tipo de cimento e finura da cinza empregados. Com os dados da experimentação, realiza-se estudo aplicado a estruturas de concreto, com resistências características entre 40 e 100 MPa, analisando-se e interpretando-se os resultados através de fatores de custo equivalente e de rendimento. São efetuadas recomendaões para estudos futuros, sugerindo-se método para dosagem de concreto com cinzas volantes e critérios para escolha dos traços. A investigação revela que é possivel produzir-se, com materiais locais, concretos com resistências caracteristicas de até 80 MPa a 91 dias de idade, com 60 % de cinza, a um custo 25 % inferior, consumo de energia 47 % menor e rendimento 16 % superior ao concreto de referência, de mesma resistência. Os resultados da pesquisa confirmam e reforçam dados de investigações similares, realçando as vantagens usufruidas pelas estruturas de concreto de alta resistência, quando se adicionam elevados teores de cinza: melhor desempenho das propriedades do concreto fresco e endurecido, maior economia por menor custo de produção e gasto de energia, além da incorporação de material poluidor do meio ambiente.

In this work, a technical and economical evaluation of high strength concrete incorporating high-volume fly ashes (ASTM class F) is realized, up to 60 % levels, by weight. The evolution, significance, composition, properties and uses of high strength concretes and fly ashes is presented, both to reinforced and prestressed concrete structures. In the experimental study with increasing content of fly ashes, the cylinders compressive strengths performance are analysed through quality/cost evaluation indexes, in function of the fly ash content, cement type and fly ash fineness employed. With the experience data, an applied study to concrete structures, with compressive characteristic strengths from 40 to 100 MPa is realized, and the results interpretation is made by equivalent cost and yielding factors. Recommendations to future studies are accomplished, a mix-proportioning method to fly ash concretes and choice criteria of mixture proportions are proposed. The investigation reveals that is possible to produce with local materials, high strength concrete with characteristic strength up to 80 MPa at 91 days , with 60 % fly ash content, at a 25 % lower cost, 47 % smaller energy consumption and 16 % higher yielding, related to the same compressive strength reference concrete. The research results confirm and reinforce similar data investigations, raising the high strength concrete structures advantages, when high fly ashes contents are incorporated: better performance of fresh and hardened concrete properties, greater economy due the shorter production cost and energy spent, besides the incorporation of a environment polluter material.