Ao se produzir uma mistura de concreto, especialmente de alto desempenho, a primeira escolha a ser feita é quanto ao tipo de cimento a ser empregado, o que faz deste ligante um material essencial para a produção desses materiais. As características reológicas de formulações de concretos de alto desempenho estão relacionadas com a hidratação dos aluminatos do cimento, enquanto o desenvolvimento da resistência mecânica é dependente dos silicatos hidratados formados. Assim, variações nas características do cimento influenciam as propriedades dos concretos, sendo observados comportamentos distintos para misturas produzidas com diferentes cimentos. O presente artigo visa avaliar a influência do tipo de cimento sobre o desempenho de concretos especiais aplicados na construção civil, dosados a partir de um método computacional. As propriedades no estado fresco foram avaliadas medindo-se o índice de fluidez e determinando-se o comportamento reológico do material. No estado endurecido, a resistência mecânica foi avaliada pelos ensaios de compressão uniaxial, tração por compressão diametral e flexão em 3 pontos, enquanto o módulo de elasticidade foi avaliado pelos métodos estático e dinâmico. Comparando-se todas as propriedades medidas, verifica-se que os concretos produzidos com cimento Portland apresentaram desempenhos superiores ao do concreto produzido com cimento aluminoso, sendo o cimento Portland de alta resistência inicial ainda mais eficiente que o cimento Portland composto com escória para a produção de misturas de alto desempenho e até os 28 dias de idade.

When a concrete is produced, especially a high performance one, the first concern is the cement type to be used, making this binder an essential compound. The rheological properties of high performance concretes are related to the hydration of cement aluminates phase, whereas the development of mechanical strength depends on the hydrated silicates formed. Thus, variations on cement characteristics influence the properties of a concrete, being observed different behaviors for mixtures produced with distinct cements. The present paper aims to evaluate the influence of cement type on the performance of special concretes designed using computing techniques. The fresh properties were evaluated measuring the fluidity index and the rheological behavior of the material. In the hardened condition, the mechanical strength were evaluated by the compressive, splitting tensile and 3 point bending tests, whereas the Young's modulus was measured by the static and dynamic methods. By comparing all the measured properties, the concretes produced with Portland cement showed better performance than that containing calcium aluminate cement, being the high early strength Portland cement more efficient than the slag-modified Portland cement for the production of high performance mixtures and until the age of 28 days.

Do ponto de vista reológico, o concreto pode ser entendido como uma concentração de partículas sólidas em suspensão (agregados) em um líquido (pasta de cimento). Sendo assim, seu comportamento no estado fresco deve ser estudado a partir dos conceitos da reologia, ciência voltada para o estudo das deformações e escoamento de um fluido sob a influência de tensões. As pesquisas efetuadas ao longo do tempo resultaram em uma série de equações que descrevem o comportamento do concreto fresco. Sabe-se que o comportamento reológico desse material se aproxima de um fluido binghamiano, sendo necessários dois parâmetros para sua caracterização: a tensão de escoamento e a viscosidade plástica. A reologia do concreto fresco tem sido estudada com determinações que variam entre métodos de ensaio simples e práticos, como o ensaio de abatimento de tronco de cone, até equipamentos mais sofisticados que determinam as curvas de cisalhamento do material, como os reômetros. Dessa maneira, é possível determinar a relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de cisalhamento sob condições definidas fisicamente. Como o concreto fresco é um material heterogêneo, uma aproximação mais precisa do seu comportamento reológico é dada pela análise direta das forças (torque) que resultam do cisalhamento (velocidade de rotação) do concreto. Assim, o presente artigo apresenta uma revisão bibliográfica sobre os principais conceitos relacionados com a reologia de concretos de alto desempenho aplicados na construção civil, envolvendo desde sua caracterização reológica até os métodos de ensaio utilizados para a determinação das propriedades reológicas.

From a rheological point of view, concrete can be understood as a concentrate suspension of solid particles (aggregates) in a viscous liquid (cement paste). In such case, its fresh behavior should be evaluated based on the concepts of rheology, the science which relates the deformation and flow of a fluid under stress influence. Several studies had already been accomplished along the time, resulting in a series of equations that describe the fresh concrete behavior. It is known that the rheological behavior of this material is close to that of a Bingham fluid and two rheological parameters are required for its description: yield stress and plastic viscosity. The rheology of fresh concrete has been studied by measurements that vary among simple and practical test methods, such as the slump test, and more sophisticated equipments that determine the flow curve of the material, such as the rheometer. Therefore, it is possible to attain a correlation between shear stress and shear rate under conditions defined physically. As fresh concrete is a heterogeneous material, a more accurate approach of its rheological behavior is given by the direct analysis of the forces (torque) that result from the shear (rotation speed) of the concrete. Thus, this paper presents a review concerning the main concepts related with the rheology of high performance concretes applied in building site, which involves the rheological characterization and the test methods used for the measurement of the rheological properties.

Para se estudar o comportamento do concreto no estado fresco, nada mais adequado do que aplicar os conceitos da reologia. Sabe-se que este material se comporta como um fluido binghamiano, sendo necessários dois parâmetros reológicos para sua caracterização: tensão de escoamento e viscosidade plástica. Nos últimos anos, a reologia do concreto fresco tem sido estudada tanto pelo ensaio de abatimento de tronco de cone quanto com reômetros. Como o ensaio de abatimento não parece caracterizar corretamente seu comportamento reológico, o presente trabalho apresenta a avaliação do comportamento de concretos de alto desempenho no estado fresco com o auxílio de um reômetro. A partir das curvas de cisalhamento é possível identificar sua natureza e parâmetros reológicos que caracterizam seu comportamento. Além disso, as influências da composição e do procedimento de mistura podem ser observadas, bem como a evolução da trabalhabilidade ao longo do tempo.

To study the behavior of fresh concrete, nothing is more appropriate than applying the concepts of rheology. It is known that this material behaves as a Bingham fluid and two rheological parameters are needed to describe it: yield stress and plastic viscosity. In recent years, rheology of fresh concrete has been studied with the aid of the slump test or with rheometers. As the slump test does not seem to describe its rheological behavior correctly, this paper presents an evaluation of fresh high performance concrete behavior using a rheometer. Based on the flow curves, their rheological nature and parameters that describe their behavior can be observed. Moreover, the influence of composition and the mixing procedure can be observed as well as the workability evolution over time.

A busca por materiais com desempenho mecânico e durabilidade cada vez superiores tem sido o alvo dos pesquisadores da tecnologia dos concretos. Para tanto, concretos obtidos a partir da engenharia de microestrutura são necessários. Com base nos conceitos de empacotamento e dispersão de partículas é possível obter materiais com matrizes densas e trabalhabilidade adequada. Assim, as propriedades de concretos dosados com base nesses conceitos são apresentadas e comparadas àquelas de concretos de alto desempenho, adotados em pesquisas da construção civil. As propriedades no estado fresco foram avaliadas medindo-se o índice de fluidez e determinando-se o comportamento reológico do material. No estado endurecido, a resistência mecânica foi avaliada pelos ensaios de compressão uniaxial, tração por compressão diametral e flexão em 3 pontos, enquanto o módulo de elasticidade foi avaliado pelos métodos estático e dinâmico. Os concretos desenvolvidos se apresentaram trabalháveis por um período de tempo superior que o concreto de referência, sem a necessidade da incorporação de aditivos retardadores. Em termos de resistência mecânica, foi possível observar uma maior reprodutibilidade dos resultados obtidos para os concretos formulados por dosagem computacional. Além disso, os resultados possibilitaram estabelecer boas correlações entre as resistências medidas para esses concretos, bem como entre os módulos de elasticidade medidos por ambos os métodos de ensaio.

The search for materials with better mechanical performance and durability has been the aim of the concrete's technology researchers. In order to attain this target, concretes developed with engineering microstructure are necessary. Based on the concepts of particle packing and dispersion, it is possible to obtain materials with dense matrix and appropriate workability. Thus, in the present paper, the properties of concretes based on these concepts are presented and compared to those high performance ones used in building site researches. The fresh properties were evaluated measuring the fluidity index and the rheological behavior of the material. In the hardened condition, the mechanical strength were evaluated by the compressive, splitting tensile and 3 point bending tests, whereas the Young's modulus were measured by the static and dynamic methods. The new concretes showed to be more workable for a longer period of time than the reference one, without the need of retarding admixtures addition. In terms of mechanical strength, it was possible to verify higher reproducibility for the concretes designed with the computing mix proportion technique. Besides that, it was also possible to establish good correlations between the strength measured for these concretes, as well for the Young's modulus measured by both test methods.