CONCRETOS DE ALTO DESEMPENHO COM SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DO CIMENTO POR  POZOLANAS
1VICTOR MATEUS VON GROLL, 2OSCAR HENRIQUE SANDER, 3CLEDISON ZATTA VALDAMERI
1Acadêmico do PIC/UNIPAR 2Acadêmico do PIC/UNIPAR 3Docente da UNIPAR
Introdução: Concretos de alto desempenho (CAD) combinam baixa relação água/aglomerante, superplastificantes e adições minerais reativas, alcançando elevadas resistências e menor permeabilidade graças à densificação da matriz cimentícia. A sílica ativa é amplamente reportada como promotora de refinamento de poros e ganho mecânico quando bem dosada, por reação pozolânica rápida e efeito fíler (SMARZEWSKI, 2023; GRAŽULYTĖ et al., 2020). O metacaulim também se destaca como material suplementar, com benefícios consistentes de durabilidade e ganhos de resistência sobretudo em idades iniciais a intermediárias (BAKER; ALEXANDER, 2019). A cinza de casca de arroz (CCA), quando rica em sílica amorfa e devidamente moída, apresenta contribuição tardia robusta, elevando resistência e reduzindo a permeabilidade em substituições típicas de 10–20% (ENDALE et al., 2023; GUO et al., 2025). Tais materiais enquadram-se como pozolânicos conforme a ABNT NBR 12653.Com base nisso, o presente estudo avalia o efeito de 20% de substituição do cimento por pozolana em CADs com consistência controlada. Objetivo: Comparar a resistência à compressão de concretos de alto desempenho (CAD), com e sem substituição de 20% de cimento por pozolana, em diferentes traços e idades. Materiais e Métodos: Utilizou-se cimento CP V-ARI, agregados miúdos e graúdos correntes da região Sudoeste do Paraná e pozolana comercial para substituição parcial do cimento. Foram produzidos três pares a fim de comparação direta (0 vs 20% de substituição), sendo eles A10, A20 e A30 (sem substituição) e A11, A21 e A31 (20% de substituição). As proporções de misturas foram A10 1:,74:0,55:0,85:0,91:0,33 A20 1:0,97:0,72:1,12:1,19:0,37 e A30 1:1,21:0,90:1,40:1,49:0,42 sendo respectivamente a quantidade de cimento:areia natural:areia artificial:brita 0: brita 1: água. No estado fresco, o abatimento (slump) foi fixado em 18±2 cm, ajustado com aditivo superplastificante conforme NBR 16889, 2020. Registraram-se relação água/aglomerante, teor de ar e massa específica do concreto. Para o estado endurecido, moldaram-se corpos de prova cilíndricos de 10 x 20 cm, com moldagem e cura conforme ABNT NBR 5738, 2015, e ensaios de compressão axial segundo ABNT NBR 5739, 2018, nas idades de 7, 28 e 56 dias. Os procedimentos, ordem de mistura, tempo de homogeneização, sequência de adições, adensamento e cura foram mantidos constantes entre os traços. Resultados: Resistência à compressão aos 7 dias: A10: 49,67 MPa; A11: 61,23 MPa; A20: 57,74 MPa; A21: 35,16 Mpa, A30: 59,37 MPa; A31: 40,13 Mpa.Resistência à compressão aos 28 dias: A10: 63,19 MPa; A11: 81,90 MPa; A20: 68,17 MPa; A21: 66,46 MPa; A30: 47,81 MPa; A31: 56,54 MPa. Resistência à compressão aos 56 dias: A10: 67,92 MPa; A11: 74,59 MPa; A20: 75,83 MPa; A21: 80,76 MPa; A30: 72,00 MPa; A31: 76,50 MPa. Relação água/aglomerante: A10: 0,33; A11: 0,33; A20: 0,37; A21: 0,37; A30: 0,42; A31: 0,43. Teores de Ar: A10: 0,07%; A11: 0,07%; A20: 0,13%; A21: 0,18%; A30: 0,23%; A31: 0,64%. Discussão: Mantido o controle reológico em abatimento de 18 ± 2 cm e os procedimentos normativos de moldagem, cura e compressão constantes entre os traços, a análise comparativa evidencia o efeito típico da substituição de 20% do cimento por pozolana em concretos de alto desempenho: nas bases mais ricas em ligante, a adição já se mostra benéfica em idades jovens e de referência. Especificamente, no par A10×A11, a mistura com pozolana apresenta maior resistência tanto aos 7 dias (61,23 vs 49,67 MPa) quanto aos 28 dias (81,91 vs 63,19 MPa), comportamento consistente com ativação pozolânica atuando em sinergia com a hidratação do clínquer; para a idade avançada, A11 atinge 74,59 MPa (56 d), enquanto A10 67,92 MPa na mesma idade, mantendo a vantagem de A11 em relação à A10. No par A20×A21, há queda com pozolana aos 7 dias (35,17 vs 57,74 MPa), aproximação aos 28 dias (66,46 vs 68,17 MPa) e inversão aos 56 dias, quando A21 supera A20 (80,76 vs 75,83 MPa), indicando que, sob menor relação ligante/agregado, os produtos de reação pozolânica densificam a matriz e se traduzem em ganho tardio de resistência. Tendência análoga ocorre no par A30×A31, apesar do decréscimo em 7 dias (40,13 vs 59,37 MPa), o traço com pozolana ultrapassa o de referência em 28 dias (56,54 vs 47,81 MPa) e mantém vantagem em 56 dias (76,50 vs 72,00 MPa). Importante notar que as diferenças de desempenho não podem ser atribuídas a variações significativas de parâmetros de dosagem imediatos, já que as relações água/aglomerante se mantiveram muito próximas dentro de cada par (0,33 vs 0,33; 0,37 vs 0,37; 0,42 vs 0,43), e os teores de ar permaneceram baixos (≤ 0,64%), sem que afetasse os parâmetros da mistura, o que reforça a interpretação de que a presença de pozolana sob mesmas condições de consistência e de processamento é o fator determinante para o ganho relativo em idades de 28 e 56 dias. Conclusão: A substituição de 20% do cimento por pozolana em CADs mostrou-se viável e benéfica em idade avançada, houve inversão favorável aos 56 dias dos pares A20xA21 e A30xA31 e vantagens já estabelecidas em 7 e 28 dias no par mais rico de ligante A10xA11.
Referências: SMARZEWSKI, P. Mechanical and Microstructural Studies of High Performance Concrete with Condensed Silica Fume. Applied Sciences, [s. l.], v. 13, n. 4, p. 2510, 2023. Disponível em: https://doi.org/10.3390/app13042510. Acesso em: 9 set. 2025. GRAŽULYTĖ, J.; et al. Effect of Silica Fume on High-strength Concrete Performance. CSEEʼ20 – ICSECT, Lisboa, on-line, 2020. Disponível em: https://avestia.com/CSEE2020_Proceedings/files/paper/ICSECT/ICSECT_162.pdf. Acesso em: 9 set. 2025. BAKER, A. T.; ALEXANDER, M. G. Use of metakaolin as supplementary cementitious material in concrete, with focus on durability properties. RILEM Technical Letters, [s. l.], v. 4, p. 89-102, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.21809/rilemtechlett.2019.94. Acesso em: 9 set. 2025. ENDALE, S. A.; et al. Rice Husk Ash in Concrete. Sustainability, [s. l.], v. 15, n. 1, p. 137, 2023. Disponível em: https://www.mdpi.com/2071-1050/15/1/137. Acesso em: 9 set. 2025. GUO, Z.; et al. The Influence of Rice Husk Ash Incorporation on the Properties of Cement-Based Materials. Materials, [s. l.], v. 18, n. 2, p. 460, 2025. Disponível em: https://doi.org/10.3390/ma18020460. Acesso em: 9 set. 2025. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 12653:2015 — Materiais pozolânicos: requisitos. Rio de Janeiro, 2015. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 16889:2020 — Concreto: determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone. Rio de Janeiro, 2020. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5738:2015 — Concreto: procedimento para moldagem e cura de corpos de prova. Rio de Janeiro, 2015. Corrigida em 2016. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5739:2018 — Concreto: ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos. Rio de Janeiro, 2018.