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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 ???
1
2
2
http://st2.depositphotos.com/3369547/11630/v/95
0/depositphotos_116304520-stock-illustration-
question-mark-icon-doubt-design.jpg
“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
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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
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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
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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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� https://www.unicef.org/sowc2012/urbanmap/
O Planeta Humano
� https://www.unicef.org/sowc2012/urbanmap/
O Planeta Humano
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https://u.realgeeks.media/tophmsforhttps://u.realgeeks.media/tophmsforhttps://u.realgeeks.media/tophmsforhttps://u.realgeeks.media/tophmsfor
saleco/fort_collins_homes1.jpgsaleco/fort_collins_homes1.jpgsaleco/fort_collins_homes1.jpgsaleco/fort_collins_homes1.jpg
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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bombaybombaybombaybombay----mumbaimumbaimumbaimumbai----maharashtramaharashtramaharashtramaharashtra----india.pngindia.pngindia.pngindia.png
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
15
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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----
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http://www.revistaseguradorbrasil.com.br/wphttp://www.revistaseguradorbrasil.com.br/wphttp://www.revistaseguradorbrasil.com.br/wphttp://www.revistaseguradorbrasil.com.br/wp----
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sulsulsulsul----inaugura%C3%A7ao.jpginaugura%C3%A7ao.jpginaugura%C3%A7ao.jpginaugura%C3%A7ao.jpg
Déficit em INFRAESTURA é real
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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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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
10
15
20
25
30
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2010 2020 2030 2050
CO
2fr
om
ce
me
nt
(% t
ota
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/----
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25
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14
� 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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15
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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16
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
31
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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
36
19
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
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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
45
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24
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
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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)
���� �� ��� �� ��/���
���� . ��������ã� �����
Domínio do comportamento reológico
nos diversos
é caminho crítico para a tecnologia
51
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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
58
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
1,5
2,0
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
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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
Caracterização reológica na concreteira
79
80
41
Caracterização reológica na concreteira
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
Caracterização reológica na concreteira
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
Caracterização reológica na concreteira
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
Caracterização reológica na concreteira
83
84
43
Caracterização reológica na concreteira
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
Tempo para adição do aditivo (min)
Tempo para adição do aditivo (min)
Fluidez corrigida semelhante inicial
101
102
52
Fluidezαααα
torque escoamento
Torque escoamento ↑↑↑↑ tempo
Rotação (rpm)
CPII (a)
103
104
53
Torque escoamento ↑↑↑↑ tempo
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)
↓↓↓↓ Torque escoamento retorna ao inicial
111
112
57
Rotação (rpm)
Torque escoamento ↑↑↑↑ tempo
CPIII
Rotação (rpm)
Torque escoamento ↑↑↑↑ tempo
CPIII
113
114
58
Perfis reológicos diferentes (PSEUDOPLÁSTICOS), níveis de torque distintos
Rotação (rpm)
Rotação (rpm)
↓↓↓↓ Torque escoamento retorna ao inicial
Correção da água↓↓↓↓ ↓↓↓↓ torque maiores velocidades
115
116
59
Torque escoamento corrigido com água
Tempo para adição do aditivo (min)
Tempo para adição do aditivo (min)
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
Tempo para adição do aditivo (min)
Correção da água↑↑↑↑ ↑↑↑↑ Redução torque
Tempo para adição do aditivo (min)
121
122
62
Correção da águaTorque final ↓↓↓↓ inicial
Tempo para adição do aditivo (min)
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