CCCCRR Concreto Compactado com Roloprofessor.pucgoias.edu.br/.../15030/material/puc_barragens_CCR.pdf · Concreto Compactado com Rolo Uma alternativa para estruturas de barramento

CCRCCR

Concreto Compactado com RoloConcreto Compactado com Rolo

Uma alternativa para estruturas de Uma alternativa para estruturas de

barramento e pavimentosbarramento e pavimentos

ConcretoConcreto

• Mistura composta, basicamente, de • Mistura composta, basicamente, de

cimento, brita, areia e água.

CCR CCR -- Concreto Compactado Com RoloConcreto Compactado Com Rolo

• Sumário :

• Histórico

• Aplicações

• Estudos em Laboratório• Estudos em Laboratório

• Pista Experimental

• Métodos Executivos

• Vantagens e Desvantagens

• Credibilidade no Meio Técnico

Histórico :Histórico :

• Segundo Joaquim Laginha Serafim, as

barragens antigas mais conhecidas, foram

desenvolvidas por egípcios, gregos e

romanos e consistiam muitas vezes deromanos e consistiam muitas vezes de

caixões de alvenaria preenchidos com

entulho de alvenaria.

Histórico : Histórico :

• Os romanos construíram algumas barragens

de alvenaria de pedras perfeitamente

cortadas e o núcleo preenchido com “opuscortadas e o núcleo preenchido com “opus

cimentitium” ou seja concreto.

Histórico :Histórico :

• Tais barragens eram as mais fáceis e as mais

seguras de se construir e se tornaram

resistentes devido às grandes pedras queresistentes devido às grandes pedras que

constituíam as faces.

• Esta era uma construção similar à maioria

das barragens desenvolvidas atualmente de

CCR... .

Histórico :Histórico :• A 1ª utilização de compactação foi na ensecadeira da Barragem de

Shimen.

• A primeira grande obra de CCR - Willow Creek / USA, 1982 - com 52 m

de altura e 317.000 m³. Willow Creek

• A 1ª barragem construída no Brasil em CCR - Saco de Nova Olinda (PB),

em 1986, com 56 m de altura e 135.000 m³.

• UHE Dona Francisca - pioneira em estudos com maciços experimentais

de CCR em laboratório, em 1998.

• UHE Lajeado foi a pioneira no Brasil a utilizar a técnica do CCR

Rampado, com Altura de 43 m e 210.000 m³, em 2001.

Histórico: Histórico:

• A construção de barragens de concreto

apresenta três períodos bem distintos.

• I- Até o início da década de 30;• I- Até o início da década de 30;

• II - Construção da barragem de Hoover até o

início do CCR;

• III - Período das construções utilizando o

CCR.

Histórico:Histórico:• Em 1996 - concluídas 157 barragens de CCR em

20 países.

• Em 2002 - 251 barragens concluídas, além de

outras 34 estarem em construção em 35 países outras 34 estarem em construção em 35 países

(DUNSTAN, 2003) .

Aplicações :Aplicações :Construção de barragens, açudes e diques;

UHE Capanda.

Ribeirão João Leite.

Aplicações :Aplicações :Construção de barragens, açudes e diques;

UHE Lajeado

UHE Cana Brava

Aplicações :Aplicações :• construção de ensecadeiras;

Gold Ray Dam.

Aplicações :Aplicações :• Proteção e reforço de taludes de barragens

de solo e enrocamento;

Rip-rap

A B C A

Random

Núcleo argiloso

Solo arenoso Filtro

Aplicações :Aplicações :• construção de contra-fortes incorporados a

barragem de concreto para reforço;

Outras aplicações :Outras aplicações :

• proteção de margens de canais, lagos e reservatórios;

• lançamento de grandes blocos, praças ou áreas pavimentadas;

• fundações massivas e lajes de fundação;

• proteção e reforço de taludes de barragens de solo e enrocamento;de solo e enrocamento;

• reparos de emergência;

• proteção de crista de barragens de terra;

• reabilitação de barragens de terra e de concreto;

• aumento da altura de barragens;

• construção de vertedouros de emergência, para proteção contra galgamento;

• construção de contra-fortes incorporados a barragem de concreto para reforço;

• reconstrução.

Viveiro de Camarões

Concreto Compactado com Rolo

- Principais Características -

• Consistência mais seca que a apresentada por um concreto convencional;

• Suporta o peso de um rolo vibratório e compactador no momento de sua

compactação;

• Baseia-se em conceitos de mecânica dos solos e tecnologia de concreto;• Baseia-se em conceitos de mecânica dos solos e tecnologia de concreto;

• Grande quantidade de agregados e baixo consumo de cimento;

• Lançamento em multi-camadas;

• Redução de tempo e de custo de construção;

• Utilizado em barragens e pavimentos, principalmente.

Estudos em Laboratório :Estudos em Laboratório :

• Definição dos Parâmetros de Dosagem

• Trabalhabilidade (Cannon Time)

• Dmáx - Dimensão Máxima Característica

• Tipo Litológico dos Agregados

• Teor Material Pulverizado no miúdo (~10%)

• Materiais Cimentícios (Escória, Fly-ash, Sílica

Ativa, Pozolana Natural, Ag. Pulverizado...)

• Níveis de Resistência

• Idade de Controle

Estudos em Laboratório :Estudos em Laboratório :• Pré-estudo de dosagem :

• Cálculo das proporções entre os Agregados

• Curvas granulométricas de ReferênciaCURVAS TEÓRICAS DE GRANULOMETRIA

80,0

100,0

% re

tidas

acu

mul

adas

• Curva cúbica -

– P=(1-(d / Dmáx)1/3).100+5%

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

0,01 0,1 1 10 100

#Peneiras (mm)

% re

tidas

acu

mul

adas

FAURY TALBOT RICHART FULLER BOLOMEY

Granulometria do CCR

80

90

100

%R

et.

Acu

mul

ada

0

10

20

Granulometria do CCRGranulometria do CCR

0

10

20

30

40

50

60

70

503825199,54,82,41,20,60,30,150,075

Peneira(mm)

%R

et.

Acu

mul

ada

30

40

50

60

70

80

90

100

% P

assa

UHE LajeadoUHE Cana BravaUHE ItapebiCurva Cúbica + 5%


• Proporções entre Agregados e Aglomerante;

• Consumo de cimento pré-determinado;

• Consumo de água em função dos materiais e • Consumo de água em função dos materiais e

tempo de exposição e transporte;

• Uso de aditivos.


• Concreto fresco :

• Tempo de vibração (Cannon Time)

• DMA• DMA

• Massa unitária

• Umidade

• Permeabilidade do concreto fresco

• Moldagem de CP’s em mesa vibratória

CCRCCR

•

Ensaios com Concreto FrescoEnsaios com Concreto Fresco

CANNON TIME MASSA ESPECÍFICA

DMA


PERMEABILIDADE DO CCR FRESCO

MOLDAGEM DE CORPOS-DE-PROVA


DENSÍMETRO NUCLEAR

Massa Unitária do CCRMassa Unitária do CCR

2350

2400

2450

Mas

sa u

nitá

ria (

kg/m

³)

2200

2250

2300

MB 70 MB80 MB90 MB100 MB110 MB120 MBCmáxDosagens

Mas

sa u

nitá

ria (

kg/m

³)

Consistômetro VeBê DMA Densímetro nuclear Proctor modificado

Concreto EndurecidoConcreto Endurecido

• Propriedades Mecânicas: Resistência à

Compressão, Tração Simples, Tração na Flexão e

Tração por Compressão Diametral;

• Propriedades Elásticas: Módulo de Elasticidade,

Coef. Poisson, Fluência, Cap. De DeformaçãoCoef. Poisson, Fluência, Cap. De Deformação

(Carreg. Ráp. / lento), Retração por Secagem,

Autógena;

• Propriedades Térmicas: Elev. Adiabática,

Difusividade, Condutividade, Calor Específico,

Coef. Dilat. Linear;

• Propriedades Diversas: Permeabilidade (Bureau),

RAA e de Durabilidade.

Ensaios com Concreto EndurecidoEnsaios com Concreto Endurecido

• Resist. à compressão

• Massa específica

• Resist. tração simples

• Dispositivo Leroy

• Resist. à tração diametral

• Módulo de elasticidade

• Permeabilidade

• Cisalhamento direto

TRAÇÃO SIMPLES

TRAÇÃO DIAMETRAL MÓDULO DE ELASTICIDADE

Ensaios com Concreto EndurecidoEnsaios com Concreto Endurecido

PERMEABILIDADEPERMEABILIDADE

CISALHAMENTO DIRETO

Pista Experimental Pista Experimental

Em LaboratórioEm Laboratório• Equipamento Simulador de Compactação:• Freqüência e Amplitude do Equipamento;

• Cargas Estáticas e dinâmicas;

• Número de Passadas;• Número de Passadas;

• Altura de Camada;

• Intervalo de Lançamento;

• Ajuste de Dosagem e Controle com Densímetro Nuclear;

• Tratamento Superficial da Junta;

• Cura em Câmara úmida;

• Extração de Testemunhos ( Corte c/ fio diamantado cp’s

prismáticos e sonda rotativa de percussão cp’s cilíndricos );

• Ensaios com os testemunhos extraídos.

Croqui da Pista Croqui da Pista 2

30

Altu

ra d

as c

amad

as (

med

idas

em

cm

)

INÍCIO FIM

UHE Lajeado - PISTA EXPERIMENTAL

ALTURAS REAIS DAS CAMADAS

D26.04.00 - 15:00 h

Argamassa deregularização

1

1935

33

50 cm 200 cm 50 cm300 cm

Altu

ra d

as c

amad

as (

med

idas

em

cm

)

B

C

B25.04.00 - 15:30 h

26.04.00 - 10:00 h

24.04.00 - 14:30 h AArgamassade Ligação

Rolo CompactadorRolo Compactador

• Sistema de movimentação

horizontal

– velocidade até 0,5 km / h

• Sistema de movimentação vertical

– curso útil de 1400 mm

• Sistema de aplicação de carga

– carga 15 tf

– cargas estáticas e dinâmicas

de até 70 Hz

– atuador hidráulico com curso

de 200 mm

Pista ExperimentalPista Experimental


Pista Experimental Pista Experimental


Em Obra Em Obra -- Central de CCRCentral de CCR• Fabricação e Transporte


Em Obra Em Obra


Em Obra Em Obra


Em Obra Em Obra


Em Obra Em Obra

MÉTODO TRADICIONAL

Métodos ExecutivosMétodos Executivos

MÉTODO TRADICIONAL

MÉTODO RAMPADO

CCR - MÉTODO TRADICIONAL6 camadas com h=0,33m


2m

Substrato

Camada de CCR

Argamassa de Ligação

UHE Cana Brava UHE Cana Brava -- VertedouroVertedouro


Método Chinês RampadoMétodo Chinês Rampado

• Autores: Jiang Changquan, Du Zida, Yang

Lichen, Yang Kangning

• “The Horizontally Advancing Sloped Layer

Construction of RCC - HASLC” - Barragem de Construction of RCC - HASLC” - Barragem de

Jiangya - 1.100.000 m³ de CCR

• International Symposium on RCC Dam -

Chengdu - China - Abril 1999

• Quem trouxe para o Brasil: Pacelli

• Onde foi implantado: Lajeado

CCR - MÉTODO CHINÊS RAMPADOSub-camadas contínuas com h=0,33m

2m

Substrato

Sub-camada de CCR

Argamassa de LigaçãoLinha do Topo da Fôrma

Método RampadoMétodo Rampado

Método RampadoMétodo Rampado

FACE DE CAMADAS EXECUTADAS COM CCR BORDA COMPACTADA COM ROLO WACKER

Testemunhos ExtraídosTestemunhos Extraídos

Método Tradicional

MOVIMENTAÇÃO DAS FÔRMAS

2m

Método Chinês Rampado

2m

150

200

250

%

Produtividades

0

50

100%

Mã

o d

e O

bra

(Hh

/m³)

Tra

tor

D6

(m³/

h)

Ro

loC

om

pact

ado

rC

C-4

22

(m

³/h

)

Empi

lha

deir

a(m

²/h

)

Fôrm

as

(Hh

/m²)

Método Tradicional (Ref)


60

80

100

%

Comparativo de Custos

0

20

40%

Mã

o d

e O

bra

Tra

tor

D6

Ro

loC

om

pact

ado

rC

C-4

22

Empi

lha

deir

a

Fôrm

as

Método Tradicional (Ref)


CCR para PavimentoCCR para Pavimento

• Atualmente o CCR é utilizado como base de

pavimento flexível (asfalto);

• Tem-se aplicado o CCR também em vias• Tem-se aplicado o CCR também em vias

urbanas em locais de tráfego intenso;

• Em FURNAS (Goiânia) em Convênio com a

ABCP foi pesquisado o CCR para pavimento

como camada final de rolamento.







• Vantagens

– produtividade superior à de outros

processos;

– redução do custo (Cronograma

reduzido);

– mão-de-obra otimizada e de fácil

adaptação;

– aproveitamento de novos materiais;

• Desvantagens

– ausência de agregados próximos à obra;

– região da obra com disponibilidade de argila e com baixo índice pluviométrico;

– indisponibilidade de equipamentos de fabricação,

CCRCCR

– aproveitamento de novos materiais;

– maior fluência (menor

probabilidade de fissuras de

origem térmica);

– satisfação dos clientes que

utilizaram o CCR;

– credibilidade no meio técnico;

– modernização dos processos

executivos;

– menor interferência das condições

climáticas no lançamento

equipamentos de fabricação, espalhamento e compactação;

– menor oferta de empregos;

– região da obra distante do fornecedor de materiais cimentícios.

Credibilidade no Meio TécnicoCredibilidade no Meio Técnico• Hoje em dia as grandes projetistas utilizam o

CCR como alternativa em seus

empreendimentos;

• Quantidade de trabalhos técnicos divulgados

em seminários nacionais e internacionaisem seminários nacionais e internacionais

específicos sobre CCR;

• Não há registros de catástrofes em

estruturas em CCR.

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