O que é reologia - University of São Paulo...15 20 25 30 35 0 500 1000 1500 2000 Torque (N.m)...

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25/08/2017

https://www.chocoley.com/blog/wp-

content/uploads/2015/10/viscosity-of-chocolate.jpg

Dr. Rafael G. PileggiDr. Rafael G. PileggiDr. Rafael G. PileggiDr. Rafael G. Pileggi

O que é

reologia ???

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http://st2.depositphotos.com/3369547/11630/v/95

0/depositphotos_116304520-stock-illustration-

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“como as coisas escoam”

http://www.stc-clips.org//wp-

content/uploads/2013/11/infu

sed_honey.jpg

https://www.azom.com/images/Article_I

mages/ImageForArticle_13176(1).jpg

3

4

3

“como as coisas

escoam”

http://imk209.wikispaces.com/file/view/2633672-spreading-butter-with-a-knife-on-a-

toast.jpg/269392772/320x206/2633672-spreading-butter-with-a-knife-on-a-toast.jpg

https://i.stack.imgur.com/wfxCv.jpg

http://agenhoy.com.ar/wp-content/uploads/2014/11/helado2.jpg

http://st2.depositphotos.com/3369547/11630/v/95

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Materiais

cimentícios

são base da

sociedade

moderna

http://hbbhostel.com.br/wp-content/uploads/2013/05/vista_aerea_sp_marcos_hirakawa.jpghttp://hbbhostel.com.br/wp-content/uploads/2013/05/vista_aerea_sp_marcos_hirakawa.jpg

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https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/11/World_population_%28UN%29.svg/1024px-World_population_%28UN%29.svg.png

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/11/World_population_%28UN%29.svg/1024px-World_population_%28UN%29.svg.png

O Planeta Humano

20172017

http://www.populationdata.net/images/cartes/articles/monde-densite-2015.jpg

O Planeta Humano

9

10

6

http://www.nasa.gov/sites/default/files/images/712130main_8246931247_e60f3c09fb_o.jpg

O Planeta Humano

� https://www.unicef.org/sowc2012/urbanmap/

O Planeta Humano

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O Planeta Humano


O Planeta Humano

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8

https://u.realgeeks.media/tophmsforhttps://u.realgeeks.media/tophmsforhttps://u.realgeeks.media/tophmsforhttps://u.realgeeks.media/tophmsfor

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http://www.visualphotos.com/photo/2x7http://www.visualphotos.com/photo/2x7http://www.visualphotos.com/photo/2x7http://www.visualphotos.com/photo/2x7

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http://www.chinadaily.com.cn/m/chengdhttp://www.chinadaily.com.cn/m/chengdhttp://www.chinadaily.com.cn/m/chengdhttp://www.chinadaily.com.cn/m/chengd

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É necessário construir para toda a sociedade

http://4.bp.blogspot.com/_inII23kjVAk/TPN23UpVknI/AAAAAAAAA

DA/ScQRpsyksuU/s1600/Nova+brasialia+rio.jpg

É necessário construir mais e mais rapidamente

http://images.huffingtonpost.com/2010-02-26-Slumsvurbanpopulationopt.jpg

Tecnologia atual

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9

� http://www.cbicdados.com.br/menu/deficit-habitacional/deficit-habitacional-no-brasil

O Planeta Humano

Déficit habitacional

brasileiro é maior que

6 milhões de moradias

CBIC / IBGE

http://www.pmvc.ba.gov.br/wphttp://www.pmvc.ba.gov.br/wphttp://www.pmvc.ba.gov.br/wphttp://www.pmvc.ba.gov.br/wp----

content/uploads/DSC_0170.jpgcontent/uploads/DSC_0170.jpgcontent/uploads/DSC_0170.jpgcontent/uploads/DSC_0170.jpg

http://www.revistaseguradorbrasil.com.br/wphttp://www.revistaseguradorbrasil.com.br/wphttp://www.revistaseguradorbrasil.com.br/wphttp://www.revistaseguradorbrasil.com.br/wp----

content/uploads/2017/03/Obras.jpgcontent/uploads/2017/03/Obras.jpgcontent/uploads/2017/03/Obras.jpgcontent/uploads/2017/03/Obras.jpg

http://riosvivos.org.br/wphttp://riosvivos.org.br/wphttp://riosvivos.org.br/wphttp://riosvivos.org.br/wp----

content/uploads/2016/02/ferroviacontent/uploads/2016/02/ferroviacontent/uploads/2016/02/ferroviacontent/uploads/2016/02/ferrovia----nortenortenortenorte----

sulsulsulsul----inaugura%C3%A7ao.jpginaugura%C3%A7ao.jpginaugura%C3%A7ao.jpginaugura%C3%A7ao.jpg

Déficit em INFRAESTURA é real

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18

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https://static.wixstatic.com/media/a444ad_c606d4c2df4a42dca34114e61d70424f~mv2.png/v1/crohttps://static.wixstatic.com/media/a444ad_c606d4c2df4a42dca34114e61d70424f~mv2.png/v1/crohttps://static.wixstatic.com/media/a444ad_c606d4c2df4a42dca34114e61d70424f~mv2.png/v1/crohttps://static.wixstatic.com/media/a444ad_c606d4c2df4a42dca34114e61d70424f~mv2.png/v1/cro

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Déficit em INFRAESTURA brasileiro

Mínimo R$ 500 bilhõeshttp://www.sindusconsp.com.br/oportunidhttp://www.sindusconsp.com.br/oportunidhttp://www.sindusconsp.com.br/oportunidhttp://www.sindusconsp.com.br/oportunid

adesadesadesades----dededede----investimentoinvestimentoinvestimentoinvestimento----emememem----infraestrutura/infraestrutura/infraestrutura/infraestrutura/

O ”Worldwide Fund for Nature” calcula que,

em 2050, a humanidade precisará 100% a mais

de biocapacidade total do planeta (silvicultura,

pesca, terras agrícolas).

Quais são as perspectivas de encontrar outro

planeta para os seres humanos explorarem em

2050?

O ”Worldwide Fund for Nature” calcula que,

em 2050, a humanidade precisará 100% a mais

de biocapacidade total do planeta (silvicultura,

pesca, terras agrícolas).

Quais são as perspectivas de encontrar outro

planeta para os seres humanos explorarem em

2050?

http://www.abc.net.au/radionational/image/4984820-3x2-700x467.jpg

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http://www.igbp.net/images/200.5279f1ca14076c06b0d54c/1376385445740/NL78-haberl-fig1.gif

Consumption of natural resources

Consumo Estimado de Materiais Comuns

Consumo Estimado de Materiais Comuns

Minerais + água

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Cimento em concreto reforçadoCimento em concreto reforçado

Demanda CrescenteDemanda Crescente

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ProjeProjeProjeProjeçãoçãoçãoção de de de de EmissõesEmissõesEmissõesEmissões COCOCOCO2222

0

5

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20

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2010 2020 2030 2050

CO

2fr

om

ce

me

nt

(% t

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l)

BAU (WWF-Lafarge)

Blue (WBCSD IEA)

A blueprint for a climate friendly cement industry. WWF-Lafarge 2008WBCSD & IEA Cement Technology Roadmap 2009

https://4.bp.blogspot.com/https://4.bp.blogspot.com/https://4.bp.blogspot.com/https://4.bp.blogspot.com/----

CxYoE0kNtlM/Vxbc4k38bsI/AAAAAAACxYoE0kNtlM/Vxbc4k38bsI/AAAAAAACxYoE0kNtlM/Vxbc4k38bsI/AAAAAAACxYoE0kNtlM/Vxbc4k38bsI/AAAAAAA

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25

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� http://riverthreat.net/data/image_files/Human_Water_Stress.png

Stress hídrico

� http://www.unep.org/dewa/vitalwater/jpg/0211-withdrawcons-sector-EN.jpg

Competição pela água

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http://www.cfse.cam.ac.uk/images/city_panel_wordle

https://www.made.ngo/images/uploads/images/SDG_2015.pnghttps://www.made.ngo/images/uploads/images/SDG_2015.pnghttps://www.made.ngo/images/uploads/images/SDG_2015.pnghttps://www.made.ngo/images/uploads/images/SDG_2015.png

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É necessário construir melhor

http://insbar.es/wphttp://insbar.es/wphttp://insbar.es/wphttp://insbar.es/wp----content/uploads/2014/05/insbarcontent/uploads/2014/05/insbarcontent/uploads/2014/05/insbarcontent/uploads/2014/05/insbar----eficienciaeficienciaeficienciaeficiencia----energeticaenergeticaenergeticaenergetica----slide2.jpgslide2.jpgslide2.jpgslide2.jpg

http://www.abc.net.au/radionational/image/4984820-3x2-700x467.jpg

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17

Emprego x condição de trabalho

http://i.ytimg.com/vi/q5QfwUq4n4w/hqdefault.jpg

33

34

18

Auto adensável

Vibrado

Bombeamento

35

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Shotcrete

http://timebanks.org/wp-content/uploads/2015/06/image.adapt_.990.high_.global_summary_092713.13806533132681.jpg

A população está A população está A população está A população está

envelhecendoenvelhecendoenvelhecendoenvelhecendo

37

38

20

Ana Amélia Camarano , Solange Kanso Tendências

demográficas mostradas pela PNAD 2011.

Comunidado IPEA nº157 10-out-2012

143

156

0

50

100

150

200

250

2000 2010 2020 2030 2040 2050

Milh

õe

s

População

PEA

http://st.depositphotos.com/1579158/3370/i/950/depositphotos_33703881-stock-photo-construction-worker-is-mixing-concrete.jpg

39

40

21

Automação na Construção

https://cnet4.cbsistatic.com/hub/i/2015/08/19/da869c9c-338c-4931-9db9-3593c140018b/4e4dfcfc40adfc749808d6be7c963c70/pic10-branch-robot-arm.jpg

“é necessário construir mais, mais rápido e

melhor”

Concretos em um futuro

sustentável

Menos CO2

Menos água

Fácil utilização

Melhor uso dos

materiaisEficiente

em energia

Durável

Automação

E mais ....

41

42

22

Como caracterização

reológica se relaciona com a

sustentabilidade dos

materiais cimentícios?

Quanto menor for o teor volumétrico de água, menos

poros e melhores as propriedades no estado

endurecido

CONCEITO DE ”EFICIÊNCIA”

43

44

23

Quanto menor for o teor de água, mais difícil a

Trabalhabilidade

PROBLEMA

TrabalhabilidadeTrabalhabilidade

� American Concrete Institute (ACI)

� facilidade e homogeneidade do material na mistura, lançamento, adensamento e acabamento

� Association of Concrete Engineers (Japão)

� facilidade com a qual o material pode ser misturado, lançado e adensado devido à sua consistência

� homogeneidade do concreto e grau de resistência à separação de materiais

� American Concrete Institute (ACI)

� facilidade e homogeneidade do material na mistura, lançamento, adensamento e acabamento

� Association of Concrete Engineers (Japão)

� facilidade com a qual o material pode ser misturado, lançado e adensado devido à sua consistência

� homogeneidade do concreto e grau de resistência à separação de materiais

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DosagemMistura

Transporte Lançamento Acabamento

http://www.icreatables.com/images/exteriorhomeimgs/concrete/concrete-trowel-steel.jpg

http://shelleypintoduschinsky.files.wordpress.com/2011/12/1____carriole1_400.jpg?w=620

Produção

Aplicação

Eficiência no uso de ligantes (reativos industrializados)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 20 40 60 80 100 120 140

ILrc

(kg

.m-3

.MP

a-1 )

Resistência à compressão (MPa)

Literatura - Brasil

Literatura - Internacional

500kg/m³

250kg/m³

1000kg/m³

�� /��

�� . ��ã� ��

47

48

25

49

50

26

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

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0 20 40 60 80 100 120 140

ILrc

(kg

.m-3

.MP

a-1 )

Resistência à compressão (MPa)

Literatura - Brasil

Literatura - Internacional

Resultados experimentais

500kg/m³

250kg/m³

1000kg/m³

Eficiência no uso de ligantes (reativos industrializados)

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�� . ��ã� ��

Domínio do comportamento reológico

nos diversos

é caminho crítico para a tecnologia

51

52

27

Como medir

TRABALHABILIDADE?

Flow table(mesa de consistência)

http://www.testinglabequipments.com/images/product/1484380100FlowTable.jpg

Abatimento tronco de cone

53

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28

Caixa L

Funil em V J-ring Orimet Test Vibração / Remoldagem

55

56

29

http://soft-

matter.seas.harvard.edu/images/thumb/e/e1/Re

lationship_btw_stress_and_rate.jpg/325px-

Relationship_btw_stress_and_rate.jpg.png

Tensão de escoamento

57

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30

Reômetros Concretos e Argamassas

......

Two-Point rheometer

BTRHEOM

IBB rheometer

ConTec Rheometer

Rheocad

Viskomat NT

......

Estado Fresco

Mistura

Transporte

Aplicação

Acabamento

ReômetrosReômetrosReômetros

59

60

31

Estado Fresco

Mistura

Transporte

Aplicação

Acabamento

IDEALIDEALIDEAL

Reômetros Reômetros Reômetros Reômetros misturadores misturadores misturadores misturadores multifuncionaismultifuncionaismultifuncionaismultifuncionais

Reômetros Reômetros Reômetros Reômetros misturadores misturadores misturadores misturadores multifuncionaismultifuncionaismultifuncionaismultifuncionais

INOVAÇÃO EM REOMETRIAINOVAÇÃO EM REOMETRIAINOVAÇÃO EM REOMETRIAINOVAÇÃO EM REOMETRIAINOVAÇÃO EM REOMETRIAINOVAÇÃO EM REOMETRIAINOVAÇÃO EM REOMETRIAINOVAÇÃO EM REOMETRIA

61

62

32

PHESO

MisturaCiclos cisalhamento

Longa duraçãoPlanetário - central

Pasta – argamassa –

concreto

Fluidez elevada - baixa

Materiais secos

Suspensões fibrosas

.... PatentedBR 10 2014 015604

6

63

64

33

65

66

34

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0,1 10 1000

Dis

cre

te d

istr

ibu

tio

n (

%)

Diameter (mm)

C1C2C3

C1 – 75% of Medium sand + 25% of cement

C2 – 75% of Fine sand + 25% of cement

C3 – 50% of Fine sand + 25% of Medium sand + 25% of cement

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0 30 60 90 120 150

Torq

ue (

N.m

)

Time (sec)

(a) C1 without AEA

0.2-AEA-100

2.0-AEA-100

0.2-AEA-67

2.0-AEA-67

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0 30 60 90 120 150

Torq

ue (

N.m

)

Time (sec)

(b) C2

without AEA

0.2-AEA-1002.0-AEA-100

0.2-AEA-67

2.0-AEA-67

0,0

0,5

1,0

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2,5

3,0

0 30 60 90 120 150

Torq

ue (

N.m

)

Time (sec)

(c) C3 without AEA

0.2-AEA-100

2.0-AEA-100

0.2-AEA-67

2.0-AEA-67

2º peak

1º peak

67

68

35

0.000

0.025

0.050

0.075

0.100

0.125

0 50 100 150 200 250 300 350

Time (s)

Eq

uiv

ale

nt T

orq

ue

(-)

Dr1Dr2Dr3Dr4

0.000

0.025

0.050

0.075

0.100

0.125

0 50 100 150 200 250 300 350

Time (s)

Eq

uiv

ale

nt T

orq

ue

(-) Dr1_R

Dr2_RDr3_RDr4_R

delayed

dissolution of

the additive

2º peak1º peak

dry

água

69

70

36

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0 250 500 750 1000 1250Rotation speed (rpm)

Eq

uiv

ale

nt T

orq

ue

(-)

Dr1Dr2Dr3Dr4

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0 250 500 750 1000 1250Rotation speed (rpm)

Eq

uiv

ale

nt T

orq

ue

(-)

Dr1_RDr2_RDr3_RDr4_R

incomplete

mixing

71

72

37

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

0 50 100 150 200 250 300

Torq

ue (

N.m

)

Tempo (s)

REF 17sREF 47sREF 87sREF 297s

a)

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

0 50 100 150 200 250 300

Torq

ue (

N.m

)

Time (s)

DIS 17sDIS 47sDIS 87sDIS 297s

c)

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0 50 100 150 200 250 300 350

Torq

ue (

N.m

)

RPM

REF 17sCycle 1

b)

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0 50 100 150 200 250 300 350

Torq

ue (

N.m

)

Speed (rpm)

DIS 17sCycle 1

d)

73

74

38

50

100

150

200

250

0,000

0,005

0,010

0,015

0,020

0,025

0,030

0

200

400

600

Torq

ue/r

pm

Su

aviz

ado

(N

.m/r

pm

)

N. Rota

çoes

Velocidade Equipamento (rpm)

Redução

energia de

mistura

75

76

39

0

10

20

30

40

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Torq

ue (

N.m

)

Time (s)

+ 20% energy

+ 35% torque

Coarse Round

Coarse Lamellar

77

78

40

Caracterização reológica na concreteira


79

80

41


0

5

10

15

20

25

30

35

0 500 1000 1500 2000

Torq

ue (

N.m

)

Rotação (rpm)

1 - SL90-85

2 - SL90-85

1 - SL90-100

2 - SL90-110

1 - SL220-220

2 - SL220-220

1 - SL140-120

2 - SL140-110

1 - SL90-90

2 - SL90-80


81

82

42

0

5

10

15

20

25

30

35

0 500 1000 1500 2000

Torq

ue (

N.m

)

Rotação (rpm)

1 - SL90-85

2 - SL90-85

1 - SL90-100

2 - SL90-110

1 - SL220-220

2 - SL220-220

1 - SL140-120

2 - SL140-110

1 - SL90-90

2 - SL90-80


R² = 0,828

R² = 0,450

0

5

10

15

20

25

30

40 70 100 130 160 190 220

To

rqu

e (

Nm

)

Abatimento (mm)

25 RPM

1000 RPM


83

84

43


Classes reológicas

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

rotação (rpm)

Torq

ue (

N.m

)

Speed (rpm)

Auto-adensável

Spray

Bombeável

http://vhprasad.files.wordpress.com/2010/03/scc.jpg

http://www.contechuk.com/uploa

ds/images/shotcrete1.jpg

http://www.felcon.com.au/files/media/thumbcach

e/004/aea/0f9/iStock_000008409136Medium.jpg

85

86

44

REÔMETROS

não avaliam

espalhamento

sobre superfícies

Acabamento superficial

http://blog.exilva.com/hs-fs/hubfs/Exilva_Blog/Blog_pictures/2016-07/workers-807577_1280-

240751-edited.jpg?t=1502093359585&width=625&name=workers-807577_1280-240751-

edited.jpg

87

88

45

http://www.milestonelp.com/_images/toppers/Concrete-Paving.jpg

SQUEEZE FLOW

89

90

46

SQUEEZE FLOW

flow > 340mmflow > 340mm

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

Deslocamento (mm)

Car

ga

(N)

15min

60min

1> 1000N

SQUEEZE FLOW

91

92

47

1

flow = 279mmflow = 279mm

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

Deslocamento (mm)

Car

ga

(N)

15min

60min2

< 200N

SQUEEZE FLOW

Estado Fresco

Mistura

Transporte

Aplicação

Acabamento

IDEALIDEALIDEAL

93

94

48

�� ADIÇÃO TARDIA DE

SUPERPLASTIFICANTE EM

CONCRETOS AUTO-ADENSÁVEIS ��

Exemplo:Exemplo:Exemplo:Exemplo:concreto bombeávelconcreto bombeávelconcreto bombeávelconcreto bombeável

95

96

49

Correções (água / aditivo) decididas pelo motorista baseando-se na fluidez

97

98

50

CPII (a) – escória AF (6-34%)

CPII (b) – escória AF (6-34%)

CPIII – escória AF (65-70%)

Tempo para adição do aditivo (min)

↓↓↓↓ Fluidez com tempo

99

100

51

Valor de fluidez corrigido com água



Fluidez corrigida semelhante inicial

101

102

52

Fluidezαααα

torque escoamento

Torque escoamento ↑↑↑↑ tempo

Rotação (rpm)

CPII (a)

103

104

53


Rotação (rpm)

CPII (a)

Perfis reológicos e níveis de torque semelhantes (PSEUDOPLÁSTICO) nas maiores velocidades

Rotação (rpm)

105

106

54

Correção da água↓↓↓↓ ↓↓↓↓ torque maiores velocidades

↓↓↓↓ Torque escoamento retorna ao inicial

Rotação (rpm)

Correção da água não era necessária – aumenta tendência segregação

Rotação (rpm)

107

108

55

Rotação (rpm)

CPII (b)

Torque escoamento ↑↑↑↑ ↑↑↑↑ tempo

Rotação (rpm)

Torque escoamento ↑↑↑↑ ↑↑↑↑ tempo

CPII (b)

109

110

56

Rotação (rpm)

Perfis reológicos semelhantes (PSEUDOPLÁSTICO), níveis de torque distintos

Correção da água↓↓↓↓ torque maiores velocidades

Rotação (rpm)


111

112

57

Rotação (rpm)


CPIII

Rotação (rpm)


CPIII

113

114

58

Perfis reológicos diferentes (PSEUDOPLÁSTICOS), níveis de torque distintos

Rotação (rpm)

Rotação (rpm)


Correção da água↓↓↓↓ ↓↓↓↓ torque maiores velocidades

115

116

59

Torque escoamento corrigido com água



Torque escoamento corrigido com água

117

118

60

Água corrigida

Água corrigida

119

120

61

Torque em altas velocidadesNão há tendência com tempoDepende do tipo de cimento


Correção da água↑↑↑↑ ↑↑↑↑ Redução torque


121

122

62

Correção da águaTorque final ↓↓↓↓ inicial


T25 T1000

123

124

63

T25 T1000

125

126

64

Concretos do futuro

Menos CO2

Menos água

Fácil utilização

Melhor uso dos

materiaisEficiente

em energia

Durável

Automação

E mais ....

Impressão 3DImpressão 3DImpressão 3DImpressão 3D

http://d.ibtimes.co.uk/en/full/1391761/3d-printed-castle.jpg

““““SausageSausageSausageSausage print”print”print”print”

127

128

65

Grande desafio reológicoGrande desafio reológicoGrande desafio reológicoGrande desafio reológico

https://images-cdn.9gag.com/photo/aVP98EP_460s.jpg

Formulações

sustentáveis com

baixa água

Inovação em

equipamentos

Técnicas de

caracterização

Modelos de

formulação

O desafio da reologia em

concretos para um mundo

sustentável

129

130

66

http://www.ipdigit.eu/wp-content/uploads/2012/09/3-Innovation-Growth.jpg

[email protected]

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O que é reologia - University of São Paulo...15 20 25 30 35 0 500 1000 1500 2000 Torque (N.m)...

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