Materiais de Construção em Barragens

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BARRAGENS DE CONCRETO, 
TERRA, ENROCAMENTO, 
REJEITOS DE MINERAÇÃO E 
RESÍDUOS INDUSTRIAIS
Elaboração
Eliane Roberto Ferreira
Produção
Equipe Técnica de Avaliação, Revisão Linguística e Editoração
SUMÁRIO
APRESENTAÇÃO ...................................................................................................................................................................................... 4
ORGANIZAÇÃO DO CADERNO DE ESTUDOS E PESQUISA ................................................................................................. 5
INTRODUÇÃO ............................................................................................................................................................................................. 7
UNIDADE I
INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS ..................................................................... 9
CAPÍTULO 1
AGREGADOS E PROCESSO DE OBTENÇÃO .............................................................................................................................................. 9
CAPÍTULO 2
TIPOS, CARACTERIZAÇÃO E REQUISITOS PARA EXECUÇÃO DE BARRAGENS ..................................................................... 30
CAPÍTULO 3
CIMENTO PORTLAND: TIPOS, PROCESSO DE PRODUÇÃO, CARACTERIZAÇÃO E REQUISITOS ..................................... 32
CAPÍTULO 4
ADIÇÕES MINERAIS E ADITIVOS QUÍMICOS .......................................................................................................................................... 36
UNIDADE II
CONTROLE TECNOLÓGICO ............................................................................................................................................................................................ 44
CAPÍTULO 1
CONCEITOS DE DOSAGEM ............................................................................................................................................................................. 44
CAPÍTULO 2
CONCRETO BOMBEÁVEL E DOSAGEM EXPERIMENTAL DE CCR .................................................................................................. 63
CAPÍTULO 3
MATERIAIS GEOSSINTÉTICOS PARA BARRAGENS ............................................................................................................................ 69
UNIDADE III
CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS ................................................................................................................. 75
CAPÍTULO 1
BARRAGENS DE CONCRETO ......................................................................................................................................................................... 78
CAPÍTULO 2
BARRAGENS DE TERRA E ENROCAMENTO ........................................................................................................................................... 85
CAPÍTULO 3
BARRAGENS DE CONCRETO COMPACTADO A ROLO – CCR ............................................................................................................ 93
UNIDADE IV
PROBLEMAS ASSOCIADOS À EXECUÇÃO DE BARRAGENS ........................................................................................................................ 102
CAPÍTULO 1
REJEITOS DE MINERAÇÃO: PROBLEMAS E ALTERNATIVAS ......................................................................................................... 104
CAPÍTULO 2
RESÍDUOS INDUSTRIAIS: PROBLEMAS E REAPROVEITAMENTO ................................................................................................ 112
REFERÊNCIAS ....................................................................................................................................................................................... 118
4
APRESENTAÇÃO
Caro aluno
A proposta editorial deste Caderno de Estudos e Pesquisa reúne elementos que se 
entendem necessários para o desenvolvimento do estudo com segurança e qualidade. 
Caracteriza-se pela atualidade, dinâmica e pertinência de seu conteúdo, bem como 
pela interatividade e modernidade de sua estrutura formal, adequadas à metodologia 
da Educação a Distância – EaD.
Pretende-se, com este material, levá-lo à reflexão e à compreensão da pluralidade dos 
conhecimentos a serem oferecidos, possibilitando-lhe ampliar conceitos específicos 
da área e atuar de forma competente e conscienciosa, como convém ao profissional 
que busca a formação continuada para vencer os desafios que a evolução científico-
tecnológica impõe ao mundo contemporâneo.
Elaborou-se a presente publicação com a intenção de torná-la subsídio valioso, de modo 
a facilitar sua caminhada na trajetória a ser percorrida tanto na vida pessoal quanto na 
profissional. Utilize-a como instrumento para seu sucesso na carreira.
Conselho Editorial
5
ORGANIZAÇÃO DO CADERNO 
DE ESTUDOS E PESQUISA
Para facilitar seu estudo, os conteúdos são organizados em unidades, subdivididas em 
capítulos, de forma didática, objetiva e coerente. Eles serão abordados por meio de 
textos básicos, com questões para reflexão, entre outros recursos editoriais que visam 
tornar sua leitura mais agradável. Ao final, serão indicadas, também, fontes de consulta 
para aprofundar seus estudos com leituras e pesquisas complementares.
A seguir, apresentamos uma breve descrição dos ícones utilizados na organização dos 
Cadernos de Estudos e Pesquisa.
Provocação
Textos que buscam instigar o aluno a refletir sobre determinado assunto 
antes mesmo de iniciar sua leitura ou após algum trecho pertinente para 
o autor conteudista.
Para refletir
Questões inseridas no decorrer do estudo a fim de que o aluno faça uma 
pausa e reflita sobre o conteúdo estudado ou temas que o ajudem em 
seu raciocínio. É importante que ele verifique seus conhecimentos, suas 
experiências e seus sentimentos. As reflexões são o ponto de partida para 
a construção de suas conclusões.
Sugestão de estudo complementar
Sugestões de leituras adicionais, filmes e sites para aprofundamento do 
estudo, discussões em fóruns ou encontros presenciais quando for o caso.
Atenção
Chamadas para alertar detalhes/tópicos importantes que contribuam 
para a síntese/conclusão do assunto abordado.
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ORGANIZAÇÃO DO CADERNO DE ESTUDOS E PESQUISA
Saiba mais
Informações complementares para elucidar a construção das sínteses/
conclusões sobre o assunto abordado.
Sintetizando
Trecho que busca resumir informações relevantes do conteúdo, facilitando 
o entendimento pelo aluno sobre trechos mais complexos.
Para (não) finalizar
Texto integrador, ao final do módulo, que motiva o aluno a continuar a 
aprendizagem ou estimula ponderações complementares sobre o módulo 
estudado.
7
INTRODUÇÃO
O presente material está organizado em quatro sessões, que tratarão sobre barragens de 
concreto, terra, enrocamento, rejeitos de mineração e resíduos industriais, perpassando 
por assuntos como materiais de construção civil utilizados na execução de barragens, 
controle tecnológico das barragens abarcando conceitos de dosagem e materiais 
geossintéticos para sua implementação. Ademais, abordará os critérios e metodologias 
para o projeto de barragens de concreto e enrocamento, e, por fim, serão contemplados 
os problemas associados à má execução das obras de barragem e alternativas possíveis 
a fim de solucioná-los.
É importante apontar que, no Brasil, que apresenta uma das maiores reservas de água 
potável do mundo, a problemática de escassez da água tem se configurado como grande 
desafio para sobrevivência humana, especialmente nas localizações em que os períodos 
de estiagem são mais prolongados ou, ainda, as águas são contaminadas. Dessa forma, 
uma boa alternativa é a construção de barragens que consiste, basicamente, na captação 
e no armazenamento de água das chuvas, permitindo, assim, o abastecimento de áreas 
amplamente povoadas e viabilizando a atividade agrícola.
Para boa implantação e uso dessas barragens, são fundamentaisbetuminosos; 
 » preparação de argamassas betuminosas; 
 » preparação de concretos hidrocarbonatos; adição a cimentos; 
 » fabricação de borracha artificial; 
 » adição a concretos com consumos baixos de cimento para colmatar os vazios. 
O filler possui propriedades que corrigem os finos da areia e melhoram a qualidade 
e a durabilidade do concreto, quando presentes em pequenas quantidades. Entre as 
propriedades de melhor desempenho, estão: a trabalhabilidade, a massa específica, a 
permeabilidade, a exsudação e a tendência à fissuração (NEVILLE, 1995 apud DAL 
MOLIN, 2005). 
38
UNIDADE I | INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS
Outros tipos de adições minerais que podem ser citados são os materiais com características 
não reativas, que possuem a finalidade específica de dar cor às argamassas e concretos, 
como o pó de tijolo.
Metacaulim 
O metacaulim é originado da calcinação do rejeito do beneficiamento do caulim, sendo 
um subproduto sílico-aluminoso proveniente da calcinação de argilas cauliníticas 
entre 600°C e 900°C. Após esse tratamento térmico, que é precedido pela lavagem 
da argila caulinítica para remoção de impurezas não reativas, forma-se, a partir 
dos argilominerais, um componente amorfo e de grande instabilidade química: a 
metacaulinita, que é responsável pela atividade pozolânica. O processo de produção 
é rigorosamente controlado, razão pela qual se obtém um produto de alta pureza 
e reatividade. Segundo Dal Molin (2005), convencionou-se chamar o metacaulim 
proveniente de argilas extremamente finas – com elevados teores de caulinita – de 
metacaulim de alta reatividade (MCAR). O MCAR também pode ser obtido por meio 
do tratamento do resíduo da indústria produtora de cobertura de papel. 
O metacaulim constitui-se basicamente de sílica e alumínio no estado amorfo, que 
reagem com o hidróxido de cálcio produzido pela hidratação do cimento Portland para 
formar silicato de cálcio hidratado (C-S-H) e hidroaluminosilicato de cálcio. Sabe-se 
que a incorporação de metacaulim em pastas de cimento Portland contribui para o 
aumento da resistência à compressão e durabilidade, pois proporciona a formação de 
uma estrutura de poros de tamanhos menores. Suas propriedades físicas e químicas 
melhoram as propriedades mecânicas dos concretos. Na definição de Helene et al. 
(2003) apud Tavares (2008), o metacaulim é um produto constituído principalmente 
por compostos à base de sílica e alumina na fase vítrea (amorfa), proporcionando 
alta reatividade com o hidróxido de cálcio presente no concreto, sendo recomendado 
para uso indiscriminado em concretos de cimento Portland. Rocha (2005) cita que a 
alta reatividade do metacaulim se explica por sua reação química com o hidróxido de 
cálcio livre presente na pasta de cimento, associada à sua finura, que produz o efeito 
de micropreenchimento de poros da mistura.
Sílica Ativa 
A sílica ativa, também conhecida como sílica de fumo, sílica volatilizada ou microssílica, 
é um material relativamente recente cuja utilização na indústria do concreto tem crescido 
muito desde a década de 1980 (MALHOTRA; MEHTA, 1996). A sílica ativa é um 
subproduto da produção do silício metálico (utilizado na fabricação de componentes 
39
INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS | UNIDADE I
eletrônicos, silicones e alumínio), das ligas de ferro-silício (utilizadas na produção de 
aços comuns) e de outras ligas de silício, produzidos em grandes fornos de fusão, do 
tipo arco elétrico. Um arco elétrico é resultante de uma ruptura dielétrica de um gás, 
a qual produz uma descarga de plasma resultante de um fluxo de corrente em meio 
normalmente isolante, tal como o ar. O arco ocorre em um espaço preenchido de gás 
entre dois eletrodos condutivos (frequentemente feitos de carbono), e isso resulta 
em uma temperatura muito alta capaz de fundir ou vaporizar virtualmente qualquer 
coisa, inclusive o quartzo. 
Durante a redução da sílica, quartzo de elevada pureza e carvão são introduzidos em 
forno elétrico no qual, dentro do arco elétrico, um gás (monóxido de silício gasoso – 
SiO) é produzido e escapa para a parte superior da carga. Esse gás se resfria, condensa 
e oxida na forma de sílica (SiO2), que é captada por filtros de manga antes da sua saída 
para a atmosfera, sendo devidamente armazenada para a sua posterior utilização. 
Nessa forma amorfa, as partículas são extremamente reativas, e o seu pequeno tamanho 
relativo facilita a reação química com o Ca(OH)2 produzido na hidratação do cimento 
Portland (KORMANN et al., 2001). 
Há diferentes tipos de sílica ativa com relação a composição química, cor, distribuição 
granulométrica e outras características. Essa variação existe em função do tipo de liga 
produzida, do tipo de forno, da composição química e da dosagem das matérias-primas. 
Muito usada em concretos de alto desempenho, a sílica ativa é umas das adições minerais 
de maior reatividade graças ao tamanho extremamente pequeno de suas partículas e à 
sua natureza amorfa. Suas partículas são esféricas, de diâmetro cem vezes menor que 
o do cimento. Por terem uma área específica elevada e granulometria mais fina que os 
cimentos, as partículas da sílica ativa densificam a zona de transição por ação física e 
química, gerando uma microestrutura mais densa e homogênea, com reduzido volume 
de vazios. Para o aproveitamento ideal desse material altamente pozolânico, faz-se 
necessária a utilização de aditivos redutores de água, pois sua finíssima distribuição 
granulométrica tende a provocar um considerável consumo de água no concreto. 
Em composições cimentícias, a sílica ativa tem sido utilizada para aumentar a resistência 
mecânica e a compacidade, graças à ocorrência de reações pozolânicas e ao efeito físico 
filler. As reações pozolânicas ocorrem devido à interação com o hidróxido de cálcio 
do cimento, produzindo silicato de cálcio hidratado (C-S-H), material mais resistente 
e estável que favorece a durabilidade dos compósitos, aumentando a resistência e 
diminuindo a permeabilidade do sistema devido ao processo de refinamento dos 
poros. Já o efeito filler ocorre em função da diminuição da porosidade total do sistema 
40
UNIDADE I | INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS
promovida pelo preenchimento dos vazios de empacotamento, de poros capilares e 
de gel (ROMANO et al., 2006). 
No concreto fresco, a introdução de sílica ativa contribui para a diminuição da exsudação 
e da segregação, sendo o uso de plastificantes e superplastificantes necessário para 
garantir a trabalhabilidade da mistura. O efeito físico do empacotamento das finíssimas 
partículas da sílica ativa provoca a redução dos espaços vazios e consequentemente do 
consumo de água necessário para dar plasticidade ao sistema.
No concreto endurecido, a adição de sílica ativa em proporções adequadas aumenta a 
resistência à compressão dos concretos. A permeabilidade e a porosidade são diminuídas, 
aumentando a resistência aos agentes agressivos, uma vez que as finas partículas da 
sílica ativa ocupam os vazios entre as partículas do cimento e do agregado, tornando 
o conjunto mais denso (COUTINHO, 1997).
Cinzas volantes
Cinzas volantes são pequenas partículas coletadas por sistemas antipó das usinas 
termelétricas que queimam carvão a altas temperaturas. Segundo Neville (1982), 
elas são as cinzas precipitadas eletrostaticamente dos fumos de exaustão de centrais 
termoelétricas a carvão, constituindo-se nas pozolanas artificiais mais comuns.
Nas usinas termelétricas, o carvão mineral é utilizado para aquecimento da água de 
circulação do sistema e consequente geração de vapor para movimentação das turbinas 
a fim de produzir energia elétrica. Seu consumo é responsável pela geração de cinzas, 
resultantes da queima do carvão mineral em fornalhas de aquecimento. Ao passar pelas 
zonas de altas temperaturas na fornalha, materiais voláteis e carbono são queimados, 
enquanto a maior partedas impurezas minerais se funde e permanece em suspensão no 
gás dos tubos de exaustão. Ao deixarem a zona de combustão, as partículas fundentes 
de cinzas são resfriadas rapidamente e se solidificam na forma de partículas esféricas 
e vítreas. Uma parte do material fundido se aglomera no fundo para formar a cinza 
pesada, mas a maior parte escapa pelos fumos de exaustão, recebendo o nome de cinza 
volante. Na etapa subsequente, a cinza volante é recolhida por uma série de separadores 
mecânicos e precipitadores eletrostáticos ou filtros de manga. 
A elevada quantidade de cinzas produzidas varia em função da qualidade do carvão, 
podendo-se classificá-las em dois tipos: cinza pesada e cinza volante, sendo esta última 
correspondente a mais de 80% do total de cinza gerada (IOPPI, 2009). A ação da 
temperatura devido à queima do carvão faz com que as cinzas (compostas de argilas, 
materiais silicosos e aluminosos) adquiram propriedades pozolânicas. Devido às suas 
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INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS | UNIDADE I
características mineralógicas e granulométricas peculiares, a cinza volante geralmente 
não necessita passar por nenhum processo de beneficiamento antes de ser utilizada 
como adição mineral. 
Segundo a definição da NBR-5736 (ABNT, 1991), as cinzas volantes são materiais 
finamente divididos provenientes da combustão de carvão pulverizado ou granulado. 
Esse material finamente particulado se compõe de partículas esféricas simples, 
cenosféricas ou angulosas. Por suas características químicas, são materiais 
sílico-aluminosos, sílico-cálcicos ou sulfo-cálcicos, cuja composição varia de acordo 
com as impurezas contidas na queima do carvão da usina de energia. Dependendo das 
variações em parâmetros do processo em fornos industriais, é possível que se obtenham 
dois exemplares de cinzas volantes com características químicas similares, porém com 
diferentes composições mineralógicas e características de desempenho em concretos. 
Em função das diferenças significativas de composição mineralógica e propriedades, 
Mehta e Monteiro (1994) explicam que as cinzas volantes podem ser divididas em 
duas categorias que diferem entre si quanto ao teor de cálcio. A cinza com baixo teor 
de cálcio é geralmente um produto de combustão de antracito e carvões betuminosos, 
contendo quantidades de CaO total menores do que 10%. A cinza com alto teor de cálcio 
contém normalmente de 15 a 30% de CaO e geralmente é um produto de combustão 
de lignito ou de carvões sub-betuminosos. Essa variedade de cinza é mais reativa, pois 
contém a maior parte do cálcio na forma de compostos cristalinos reativos.
As cinzas volantes podem ser usadas no concreto como correção da granulometria 
do agregado miúdo, como substituto parcial do cimento ou nas duas funções 
simultaneamente. Quando adicionada na fabricação de cimentos, a cinza volante está 
presente no cimento Portland pozolânico (CP IV) e no cimento Portland composto 
com pozolana (CP II Z). 
As características de superfície, a distribuição granulométrica das partículas e a 
morfologia da cinza volante empregada como adição mineral ao concreto exercem 
grande influência sobre o consumo de água, a trabalhabilidade do concreto fresco e a 
velocidade de desenvolvimento da resistência no concreto endurecido. 
O uso de cinzas volantes como substituto parcial do cimento diminui a exsudação, 
facilita o bombeamento, retarda o início de pega e faz aumentar a trabalhabilidade do 
concreto fresco. No concreto endurecido, o uso das cinzas reduz a resistência nas idades 
iniciais, mas pode levar a resistência nas idades finais a valores iguais ou superiores 
aos do cimento Portland sem adição. Com uma cura úmida adequada, os concretos 
42
UNIDADE I | INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS
com cinzas volantes apresentam menor permeabilidade, aumentando a proteção das 
armaduras.
Pozolanas naturais
As pozolanas naturais são materiais que procedem de rochas vulcânicas e cinzas 
vulcânicas, geralmente de caráter petrográfico ácido, isto é, ricos em sílica (≥ 65% 37 
SiO2) ou de origem sedimentar com atividade pozolânica. Para serem empregados, 
esses materiais em geral passam pelos processos de britagem, moagem, classificação 
por tamanho e, em alguns casos, ativação, após os quais adquirem uma maior e mais 
ativa superfície específica. 
Entre as pozolanas de origem vulcânica mais conhecidas no mundo, destacam-se as 
pozolanas encontradas em Bacoli (Itália) e na ilha de Santorini (Grécia), além da rocha 
conhecida como Trass, encontrada na Alemanha (PETRUCCI, 1995). Também podem 
ser citadas a pozolana de Shirasu no Japão e os tufos zeolíticos encontrados na China 
e na Rússia. 
As pozolanas de origem vulcânica têm sua formação a partir de erupções vulcânicas que 
lançam na atmosfera grandes quantidades de lava derretida, compostas basicamente de 
aluminossilicatos. O rápido resfriamento da lava resulta na formação de fases vítreas 
com estrutura desordenada e minerais pouco cristalinos. Os gases liberados e o vapor 
d’água imprimem no material vulcânico uma textura porosa contendo elevada área 
superficial. Essa combinação de efeitos é a causa da reatividade dos aluminossilicatos 
presentes na cinza vulcânica com o hidróxido de cálcio em temperatura ambiente. 
As pozolanas de origem sedimentar são os cherts silicosos e as terras diatomáceas. 
O chert é um tipo de rocha sedimentar composto principalmente de sílica e minúsculos 
cristais de quartzo. As terras diatomáceas consistem de opalina ou sílica amorfa hidratada 
proveniente de esqueletos de diatomáceas, que são minúsculas plantas aquáticas com 
paredes celulares compostas de carapaças silicosas (MEHTA; MONTEIRO, 1994). 
O material é pozolânico quando puro, mas geralmente precisa ser termicamente ativado 
para aumentar sua atividade pozolânica devido à presença de impurezas, como os 
argilominerais. Esse tipo de pozolana natural é um depósito sedimentar de granulação 
fina que possui algumas restrições para o uso, uma vez que demanda alto teor de água 
devido à sua porosidade e angulosidade (NEVILLE, 1997 apud DAL MOLIN, 2005). 
A classificação das pozolanas naturais segundo os critérios estabelecidos por Mehta 
(1987) toma por base o principal constituinte químico capaz de reagir com o hidróxido 
43
INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS | UNIDADE I
de cálcio proveniente dos produtos de hidratação do cimento. Nesse contexto, as 
pozolanas naturais são classificadas em quatro categorias: vidros vulcânicos, tufos 
vulcânicos, argilas ou folhelhos calcinados e terra diatomácea.
44
UNIDADE IICONTROLE 
TECNOLÓGICO
CAPÍTULO 1
Conceitos de dosagem
Definição do processo de dosagem conforme 
o IPT/EPUSP 
São diversos os procedimentos de dosagem de concreto disponível em literaturas 
especializadas. Iniciou-se pela metodologia desenvolvida por Petricci em 1965 e teve 
algumas modificações pelos pesquisadores do IPT em 1970 (Kirilos, Terzian, Priszkulnik 
e Tango), em conjunto a Escola politécnica da USP por meio do prof. Paulo Helene.
A versão final dessa metodologia buscou obter melhores desempenhos reológicos 
e mecânicos das misturas de concreto a fim de qualificar os materiais selecionados 
para a dosagem. Esse método é classificado como teórico e experimental, em que 
se necessita ensaiar a mistura em laboratório e, em seguida, analisar toda a parte de 
cálculo, totalmente baseada nas leis existentes de conduta das misturas de concreto. 
O critério mais considerável a ser acatado nessa metodologia é a relação entre a água 
e o cimento (a/c).
Conforme preconizado na NBR 6118 para parâmetros de durabilidade, gasto de 
cimento e a sua resistência à ação de compressão do concreto, define-se a relação 
água e cimento mantendo-se um melhor desempenho e trabalhabilidade da mistura. 
Há necessidade de conhecer o desempenho dos materiais que comporão a composição 
do traço, como: cimento, areia, brita, adiçõesminerais e aditivos. Esse conhecimento 
foi aprendido anteriormente nessa disciplina.
Esse método combina o conceito prático, a partir do concreto, em função dos conceitos 
teóricos, mas, mesmo assim, há necessidade de experimentos laboratoriais. É de 
fundamental importância que sejam realizados esses experimentos, pois só dessa 
maneira é possível fixar o abatimento e proporções de argamassa (α) para diversas 
proporções de famílias de traços, em que, para atingir a trabalhabilidade desejada, 
45
CONTROLE TECNOLÓGICO | UNIDADE II
procura-se colocar a menor quantidade de água. Assim, a otimização da proporção 
entre os agregados graúdos e miúdos é retirada de bases de experimentos já realizados, 
ponderando a interferência dos agregados, adições, cimento e de outras adições que 
forem necessárias.
Resumindo, a metodologia IPT/EPUSP considera que o melhor desempenho de 
proporcionamento entre os agregados é aquele que menos consome água para a 
obtenção de um abatimento especificado, considerando a interferência do cimento 
na composição total da mistura. As especificações dessa metodologia são:
 » resistência à ação de compressão: 5MPa ≤ fc ≤ 150Mpa;
 » ao abatimento: sendo 0mm ≤ abatimento ≤ autoadensável;
 » relação entre a água e o cimento: 0,15 ≤ a/c ≤ 1,50;
 » tamanho máxima do agregado: 4,8mm ≤ Dmax ≤ 100mm;
 » teor de argamassa seca: 30% 1500kg/m3.
Os termos k1, k2, k3, k4, k5 e k6 são valores considerados como constantes e só 
dependem do processo, isto é:
 » materiais (agregados adições, cimento, aditivos e fibras utilizados);
 » da consistência ou integração do concreto fresco (abatimento);
 » da mão de obra; 
 » dos equipamentos utilizados (betoneira);
 » das operações de ensaio (moldagem, cura, capeamento, ensaio).
 » O método toma ainda como modelos de comportamento:
 » teor de argamassa seca = 1
1
a
m
+
+
 (Equação 1);
 » relação água/materiais secos: 
( )
/
1
a cH
m
=
+
 (Equação 2);
46
UNIDADE II | CONTROLE TECNOLÓGICO
 » consumo de cimento/m3: 
1 
C aa p
c
γ
=
+ + +
 
 (Equação 3).
Em que:
C = consumo de cimento a cada m3 referente ao concreto adensado em kg/m3;
γ = massa específica do concreto, em kg/m3;
a/c = relação água/cimento em kg/kg;
a = relação entre o agregado miúdo seco/cimento em kg/kg;
m = a + p = relação entre agregados secos/cimento em kg/kg;
p = relação agregado graúdo seco/cimento em massa em kg/kg;
α = teor de argamassa seca na mistura seca deve ser constante para determinada família 
para assegurar a mesma coesão do concreto fresco em kg/kg;
H = relação água/materiais secos deve ser constante para determinada família para 
assegurar o mesmo abatimento em kg/kg.
Principais passos do método
A principal sequência da metodologia IPT/EPUSP é mostrada no fluxograma da figura 
abaixo:
Figura 8. Diagrama de fluxo do método de dosagem IBRACON.
Escolher dimensão máxima característica do agregado graúdo compatível com os espaços disponíveis entre armaduras 
e fôrmas do projeto da estrutura (depende do desenho estrutural e da obra).
Escolher o abatimento compatível com a tecnologia disponível (depende da obra).
Estabelecer a resistência média que se deseja alcançar na idade especificada, resistência de dosagem (consultar ABNT 
NBR 12655:2006).
Escolher como mínimos três diferentes traços em massa seca de cimento: agregados que contenham ou estejam 
próximos ao traço resposta pretendido.
(1:m-1) (1:m) (1:m+1)
Misturar, em laboratório, os traços (1:a:p) para o traço intermediário (1:m) com base na busca do traço ideal entre cimento, 
adições, agregados miúdos, agregados graúdos e aditivos para lograr uma trabalhabilidade especificada, ou seja, um 
abatimento constante. Para produzir o primeiro traço em laboratório, variar o conteúdo de argamassa seca em massa, 
começando como a-0,30 e subindo esse conteúdo de 0,02 em 0,02 até encontrar o ponto ótimo por meio de observações 
visuais do traço, combinadas com manuseio do traço com colher de pedreiro em laboratório. Obtido o conteúdo de argamassa 
seca ideal, por exemplo α=0,50, moldar os corpos-de-prova para os ensaios em concreto endurecido.
Misturar os demais traços para verificar o mesmo abatimento com distintas relações a/c, mantendo fixo α e H do traço 
intermediário otimizado anteriormente. Recomendam-se os traços (m-1) e (m+1) nos casos correntes. Nos casos de CAR 
(HSC), esse intervalo deve ser menor, da ordem de (m ±0,4). Moldar os corpos de prova para os ensaios em concreto 
endurecido.
47
CONTROLE TECNOLÓGICO | UNIDADE II
Verificar resistência e demais requisitos nas idades especificadas.
Construir os Diagramas de Dosagem e de Desempenho (opcional) específicos a essa família de concretos.
Obter o traço otimizado a partir do Diagrama de Dosagem entrando com a resistência média requerida ou outra 
propriedade ou requisito desejado.
Opcional: para o caso de certas pesquisas, é aconselhável confeccionar pelo menos dois traços mais (um mais rico e 
outro mais pobre) com a mesma relação a/c do traço intermediário (m).
Fonte: Boggi, 2000.
A metodologia necessita que a mistura seja obtida, preferencialmente, interpolando 
ou de vez em quando realizando uma extrapolação de determinada consistência, em 
que a especificação da resistência e as suas demais propriedades sejam mantidas.
Sequência para obtenção do traço básico
Segundo Helene (2007), uma sugestão de sequência das atividades para elaborar um 
bom estudo de dosagem no laboratório é apresentada abaixo:
 » “untar” a betoneira com uma porção de argamassa (> 20 kg) a um traço de 
1:2, a/cde 
argamassa;
 » adentrar outra vez a colher de pedreiro na mistura de concreto e pegar 
uma parte, suspendendo até a região superior da cuba da betoneira. Com a 
mistura nessa disposição, constatar se há desprendimento de agregado graúdo 
da massa de concreto, o que sugere uma falta de argamassa. Em seguida, 
a essa verificação, soltar a amostra de concreto que está sobre a colher e 
examinar se ela desmorona de modo coeso e homogêneo, o que sugere teor 
de argamassa adequado;
 » posteriormente ao ensaio de abatimento, permanecendo o concreto com o 
formato de tronco de cone, é preciso realizar mais algumas batidas suaves 
na lateral inferior do concreto, com ajuda da haste utilizada para a ação 
de socamento, com a finalidade de averiguar sua queda. Se essa queda 
acontecer de modo homogêneo e coeso, sem que haja um desprendimento 
de bocados, o concreto apresenta um teor de argamassa avaliado como 
adequado;
49
CONTROLE TECNOLÓGICO | UNIDADE II
 » ainda nessa mesma amostra retirada, em que foi realizado o ensaio de 
abatimento, é preciso notar caso a superfície lateral do concreto se apresente 
compactada, sem apresentar vazios;
 » outra questão a ser analisada e depois executada é referente a, ao redor da 
base de concreto com contorno de tronco de cone, passar a existir uma 
camada de água proveniente da mistura. Essa ocorrência é uma evidência 
de que existe uma disposição a uma exsudação de água referente a essa 
mistura por questão de falta de agregado finos, que poderá ser retificada 
depois com uma mudança na granulometria de areia, colocando também 
um aumento do teor de adições minerais ou mesmo de mais aglomerante, 
o cimento;
 » sobre o resultado do teor final da argamassa seca, está pendente um fator 
externo, que é a possível perda de argamassa no momento de transporte 
e de lançamento, em especial na quantidade que fica retida na fôrma, na 
tubulação da bomba, na armadura ou mesmo quando se utiliza de bica de 
madeira para o lançamento. Esse volume, em procedimentos comuns, pode 
ser considerado entre 2% e 4% de “perdas” (ALENCAR, 2008).
Para executar uma nova combinação com o traço intermediário, com o teor de argamassa 
definido, deve-se gerar todas os atributos do concreto fresco, que são (ALENCAR, 
2008):
 » relação água/cimento é imprescindível para alcançar a consistência almejada;
 » gasto de cimento por m³ de concreto;
 » gasto de água por m³ de concreto;
 » massa específica do concreto fresco;
 » abatimento do tronco de cone;
 » teor de ar aprisionado;
 » relação entre a água/materiais secos (H) em kg/kg;
 » por consequência, calcular as constantes dessa procedência do traço 
intermediário (m);
 » teor de argamassa seca (α) em kg/kg.
50
UNIDADE II | CONTROLE TECNOLÓGICO
Misturas auxiliares
Quando mantida a relação água/materiais secos (H) e o teor de argamassa (α), é 
possível realizar o cálculo das proporções para mais duas misturas, um traço pobre 
(1: m+1 ou 1: m+0,5) e um traço rico (1: m-1 ou 1: m-0,5). Deve-se sempre manter as 
condições ambientais, de mão de obra e materiais quando for reproduzir esses traços 
em laboratório. Dosar sempre 80% da água e, após a homogeneização, adicionar os 
20% restantes, a fim de se ajustar a consistência final.
No final da mistura, deve-se pesar a quantidade de água que sobrou para se conseguir 
o abatimento especificado. Realize todos os ensaios do concreto no estado fresco e 
molde corpos-de-prova, a fim de checar sua resistência à compressão.
Deve-se medir, no final, a quantidade de água efetivamente necessária para conseguir 
o slump requerido. Para esses traços, deve-se moldar e ensaiar corpos-de-prova e fazer 
todas as determinações no concreto fresco (ALENCAR, 2008).
Mistura final para a obra 
Após a compilação de todos os resultados adquiridos no estudo de dosagem (para a 
mesma família deverá ser rodado no mínimo três traços), deverão ser constituídas 
correlações entre relação a/c e mistura de concreto, fc = função (a/c), relação dos 
agregados secos/cimento, m = função (a/c) e o consumo de cimento, C = função (m) 
conforme as leis de tecnologia do concreto estudadas neste capítulo e a utilização do 
diagrama de dosagem.
A constituição das interpolações origina o que é chamado de Diagrama de Dosagem. 
A validade desse diagrama é somente para misturas de concreto com o mesmo tipo de 
cimento, agregados, adições, equipamentos e demais variabilidades. Com ele é possível 
adquirir várias dosagens com propriedades diversas em seu estado endurecido, mas 
somente para a mesma família de traço.
Constituição do diagrama de dosagem 
A Figura 9 ilustra os dados processados adquiridos dos estudos de dosagem, mostrando 
todo o comportamento da família de traço estudado, como o mesmo abatimento 
agregado graúdo (Dmáx), mas com propriedades, no seu estado endurecido, bem 
diferentes.
51
CONTROLE TECNOLÓGICO | UNIDADE II
Figura 9. Diagrama de dosagem dos concretos de cimento Portland.
 
Fcj (MPa) 
C (Kg/m³) 
28 dias 
7 dias 
3 dias 
C2e penetração de íons cloretos, para a mesma família de concreto.
 
Fcj 28 dias (MPa) 
Fonte: Assunção, 2002.
É observado que, a partir de um valor de resistência à compressão, pode-se chegar 
a outros valores e propriedades do concreto. Um exemplo é fixar a resistência à 
compressão e verificar quanto vai ser o resultado de penetração de íons cloretos na 
mistura de concreto. Evidentemente, sempre é recomendada a realização dos cálculos 
por meio das equações estudadas neste capítulo, para realizar uma análise mais precisa 
dos resultados.
54
UNIDADE II | CONTROLE TECNOLÓGICO
Avaliações das operações de ensaios
Com a realização dos ensaios, a variação dos resultados de resistência média de dosagem 
pode aumentar; consequentemente, o custo do concreto também.
Para se obter o desvio-padrão de produção e ensaio do concreto (Sc), calcula-se como 
descrito abaixo:
2 2 2
, c c ef eS S S= + (Equação 4)
Em que:
Sc = desvio-padrão do processo de produção e ensaio do concreto em MPa (geralmente 
adota-se sd = sc);
Sc,ef = desvio-padrão efetivo ou real do processo de produção do concreto em MPa;
Se = desvio-padrão das operações de ensaio em MPa.
Então, Ve = Se/fcm pode ser definido como um coeficiente de variação de ensaio, 
expressado em porcentagem.
Esse coeficiente de variação do ensaio Ve deverá ser enquadrado nos índices especificados 
na Tabela 2, em que é definida a eficiência dos ensaios executados (ABNT NBR 
7212:1984).
Tabela 2. Enquadramento do coeficiente de variação de ensaio.
Local de preparo do 
concreto
Coeficiente de variação
Nível 1 Nível 2 Nível 3 Nível 4
Na central 3% 3 a 5% 5 a 6% >6%
No laboratório 2% 2 a 4% 4 a 5% >5%
Fonte: ABNT NBR 7212:1984.
Cálculo de Se e Ve;
( )1 21 1
 
 
1,128 1,128 
n n
i c ci
e
A f f
S
n n
=
−
= =∑ ∑
 
 (Equação 5) e
 e
e
cm
S
f
ν = (Equação 6)
Em que:
Ai = diferença (amplitude) entre o maior e o menor resultado obtido dos corpos-de-prova 
irmãos que representam um mesmo exemplar;
55
CONTROLE TECNOLÓGICO | UNIDADE II
n= número de exemplares considerados;
fcm = média dos 2n corpos-de-prova (n > 9);
fc1, fc2 = resultados de cada corpo-de-prova de um mesmo exemplar, irmãos;
1,128 = constante da teoria das probabilidades referida a 2 cps irmãos, pois, no caso 
de 3 ou mais, muda o valor da constante.
O resultado define a homogeneidade de produção do concreto, em que quanto maior 
o índice de desvio-padrão e o coeficiente de variação, menor é a homogeneidade de 
concreto. Com isso, há necessidade de aumentar o fcm para não comprometer o fck 
especificado pelo projetista.
Método de dosagem ACI/ABCP
História da metodologia
A metodologia foi baseada na Norma Americana (ACI 211.1-81), em que foram 
adaptadas as condições de construções no Brasil à norma americana, permitindo a 
utilização de agregados miúdos de origem de rio e de agregados graúdos de origem 
mineralógica granítica. Dessa forma, foi enquadrada a uma norma brasileira, a NBR 
7211, em que foram desenvolvidos tabelas e gráficos com valores médios obtidos de 
ensaios laboratoriais. Esse método serve de ferramenta de dosagem de misturas de 
concretos, adequando-se a materiais de diversas regiões do Brasil.
Definição da metodologia 
O método da ABCP/ACI preocupa-se com o abatimento de diversas incógnitas relativas 
aos materiais utilizados na composição, às condições da obra e ao tipo de adensamento 
que será realizado nas peças. Um conceito fundamental abordado pelo método é aquele 
que vincula, para cada granulometria da areia e cada tamanho máximo de agregado 
graúdo, um valor máximo do volume de agregado compactado seco por m3 de concreto. 
As atividades, variáveis e dados de entrada do método estão apresentados no fluxograma 
simplificado representado na Figura 12 (BOGGIO, 2000). 
Desenvolvimento da metodologia 
A primeira coisa a ser executada é a fixação de uma consistência desejada para se 
trabalhar com o concreto fresco, por meio do ensaio de slump test, como descrito 
anteriormente nesta disciplina. O abatimento está condicionado a essa metodologia, 
56
UNIDADE II | CONTROLE TECNOLÓGICO
conforme o tipo de peça a ser concretada e as técnicas de lançamento do concreto que 
será empregado. Na norma americana (ACI 211.1-81) mostrada na Tabela 3, são as 
diferentes recomendações dos valores conforme a necessidade dos abatimentos que 
poderão ser executados conforme a necessidade da obra.
A segunda etapa corresponde às dimensões de cada peça a ser concretada em relação às 
distâncias entre as barras da armação. Conforme preconizado na norma ABNT NBR 
6118, é possível adequar o diâmetro máximo do agregado graúdo às características de 
cada material, com a necessidade de menores índices de ar incorporado.
A terceira etapa está condicionada ao diâmetro máximo dos agregados e à consistência 
desejada. A Tabela 4 mostra as quantidades aproximadas de água a serem adicionadas 
na mistura, utilizando agregados graúdos de origem mineralógica de granito, areias 
de origem de rios com o Módulo de Finura menor ou igual a 1,8 e de concretos que 
terão consumo de cimento médio de 300 kg/m³.
A definição da quantidade de água de amassamento (expressos em l/m³ de concreto) 
deverá ser adicionada conforme a experiência de cada engenheiro, por meio de tentativa 
de ensaios de dosagem e confrontando com ensaios de abatimento para o devido ajuste 
das misturas de concreto.
Tabela 3. Valores de abatimentos recomendados em função do tipo de obra (ACI 211.1-81).
Tipos de obras
Abatimento (mm)
Máximo Mínimo
Paredes de fundações e sapatas armadas 75 25
Sapatas planas, caixões e paredes de infraestrutura 75 25
Vigas e paredes armadas 100 25
Pilares de edifícios 100 25
Pavimentos e lajes 75 25
Construções de concreto massa 50 25
Fonte: Boggio, 2000. Obs.: em caso de adensamento por meio de vibrações, deve-se incrementar, conforme os valores tabelados, 25mm.
Tabela 4. Quantidade de água de amassamento do concreto em função do abatimento e da Dimensão máxima característica 
do agregado.
Abatimento (mm)
Dimensão máxima característica do agregado graúdo Dmc (mm)
9,5 19 25 32 38
40 a 60 220 kg/m³ 195 kg/m³ 190 kg/m³ 185 kg/m³ 180 kg/m³
60 a 80 225 kg/m³ 200 kg/m³ 195 kg/m³ 190 kg/m³ 185 kg/m³
80 a 100 230 kg/m³ 205 kg/m³ 200 kg/m³ 195 kg/m³ 190 kg/m³
Fonte: Rodrigues, 1990.
57
CONTROLE TECNOLÓGICO | UNIDADE II
O método da ABCP recomenda a utilização de uma fórmula empírica que permite o 
ajuste da água de amassamento necessário, num processo iterativo, a partir da água 
adicionada inicialmente e dos abatimentos inicial e requerido. A fórmula em questão 
tem a seguinte expressão (EFNARC, 2001): 
. 0,1
. requerido inicial
Abat requeridoQ Q
Abat inicial
 =  
 
  (Equação 7)
Em que: 
Q = consumo de água da mistura; 
Abat. = abatimento pelo ensaio do tronco de cone (NBR NM 67); 
0,1 = valor do coeficiente exponencial, que depende dos materiais empregados. 
A metodologia dispõe de coeficientes de correção para a quantidade de água a ser 
adicionada na mistura na utilização de seixo rolado e a utilização de agregado miúdo 
fino. Já na metodologia originalmente desenvolvida pelo ACI, são apresentados valores 
estimados de ar incorporado no concreto, em que é prevista redução da quantidade de 
água de amassamento. No método da ABCP, não é definido certo teor de ar aprisionado, 
pois as condições climáticas não são tão severas como nos EUA quanto às baixas 
temperaturas e situações de congelamento. A Tabela 5 mostra os valores na norma 
americana ACI 211.
A próxima etapa está em relação às necessidades das condições de exposição e resistência 
característica do concreto, conforme as especificações do projeto, em que deverá ser 
fixada a relação água/cimento (a/c). As metodologias da ABCP, como a original do 
ACI, especificam, de uma maneira mais precisa, a relação a/c utilizando-se as curvas 
deAbrams, já estudadas nessa disciplina. Há também a opção de utilizar as curvas, 
mostradas na Figura 12, quando não for possível a utilização das curvas de Abrams e 
não houver informações confiáveis de resistência à compressão. 
Essas curvas, que serão apresentadas a seguir, são conhecidas como curvas de Walz, 
que foram elaboradas pelo departamento de Cimento e Concreto da ABCP. Elas foram 
elaboradas pela metodologia de misturas experimentais em laboratório, levando em 
consideração diferentes tipos e marcas de cimento Portland, com areias de rio e com 
britas de origem granítica. Para a interpretação das curvas de Walz, é necessário que 
se tenha previamente a resistência do cimento. Com essa resistência conhecida, a 
utilização do ábaco fica simplificada.
58
UNIDADE II | CONTROLE TECNOLÓGICO
Tabela 5. Quantidade de água da mistura de concreto, com e sem ar incorporado, em função do abatimento e da dimensão 
máxima característica do agregado (ACI 211.1-81).
Abatimento 
do tronco do 
cone (mm)
Q = Quantidade aproximada de água de mistura (kg/m³) requerida para concretos 
com diferentes abatimentos e com agregados com distintas dimensões máximas 
característica
9,5 mm 12,5 mm 19 mm 25 mm 38 mm 50 mm 76 mm 152 mm
Concreto sem ar incorporado
25 a 50 208 199 187 178 163 154 130 113
75 a 100 228 216 201 193 178 169 145 125
150 a 175 243 228 213 201 187 178 160 -
Quantidade aproximada de ar aprisionada no concreto (%)
Concreto com ar incorporado
25 a 50 181 175 166 160 148 142 122 107
75 a 100 202 193 181 175 163 157 133 125
150 a 175 243 228 213 201 187 178 160 -
Quantidade média de ar a ser incorporada na mistura em função do nível de agressividade
Exposição 
Suave 4,50% 4,00% 3,50% 3,00% 2,50% 2,00% 1,50% 1,00%
Exposição 
média 6,00% 5,50% 5,00% 4,50% 4,50% 4,00% 3,50% 3,00%
Exposição 
extrema 7,50% 7,00% 6,00% 6,00% 5,50% 5,00% 4,50% 4,00%
Fonte: Boggio, 2000.
Figura 12. Gráfico para a determinação da relação x em função das resistências do concreto e cimento aos 28 dias.
Fonte: Alencar, 2008.
59
CONTROLE TECNOLÓGICO | UNIDADE II
Outro ponto a ser considerado em relação a água/cimento é a questão da durabilidade, 
que é a capacidade do concreto de resistir, por longos períodos, aos ataques químicos e 
físicos (ALENCAR, 2008). A utilização de cimentos especiais, resistentes a alguns tipos 
de ataques químicos, e a adoção de relação água/cimento baixíssima podem aumentar 
a vida útil do concreto, bem como diminuir sua porosidade e permeabilidade, obtendo 
melhores desempenhos no quesito durabilidade (ALENCAR, 2008). 
Em termos de durabilidade, o método da ABCP aconselha a considerar as recomendações 
do Comitê ACI 201, que, resumidas por meio da Tabela 6, limitam os valores 
máximos da relação água/cimento em função das condições de exposição (ALENCAR, 
2008).
Tabela 6. Relação água/cimento x em função do tipo de estrutura e das condições de exposição (ACI 211.1-81).
Tipo de Estrutura
Estrutura continuamente ou 
frequentemente úmida e exposta a 
congelamento e degelo
Estrutura exposta a água 
de mar ou sulfato
Peças delgadas (parapeitos, guias, 
soleiras, abas e concreto ornamental) 0,45* 0,40**
Todas as outras estruturas 0,50 0,45**
Fonte: Boggio, 2000.
* O concreto submetido a ciclos de congelamento e degelo deve ter ar incorporado.
** Caso sejam utilizados cimentos resistentes aos sulfatos, as relações água/cimento 
podem ser incrementadas em 0,05.
A relação água/cimento poderá ser adotada no traço de concreto, cujo menor valor 
será adotado conforme preconizado nas normas de durabilidade (ALENCAR, 2008).
Com base no consumo de água, é determinado o consumo de cimento C, cuja relação 
x ⇒ C (kg/m3) = Q (kg/m3) ÷ x (ALENCAR, 2008)
A filosofia do método é obter uma trabalhabilidade conforme o menor volume de vazios, 
a fim de realizar uma proporção entre agregado graúdo e agregado miúdo. Com isso, 
o conceito é compor uma mistura com o máximo volume de agregados compactado 
no estado seco por volume em m³ de concreto (BOGGIO, 2000).
A Tabela 5, referente ao módulo de finura, foi construída conforme ensaios laboratoriais 
realizados pela Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP). Com ela, é possível 
determinar resultados médios com base do Módulo de Finura do agregado miúdo e a 
Dimensão máxima do agregado graúdo (ALENCAR, 2008).
60
UNIDADE II | CONTROLE TECNOLÓGICO
Os agregados, a água e o cimento homogeneizados obtêm um menor grau de compactação, 
conforme ensaios realizados pela ABCP. O método da ACI ou da ABCP levam em 
consideração todas as diferenças dos graus de compactação e o aumento dos vazios 
comunicantes na mistura de concreto (ALVES, 2000).
A tabela que fornece os valores do volume ocupado pelos agregados para 1 m³ de 
concreto compactado mostra a dimensão máxima característica do agregado graúdo 
aumentando. Fixando as variáveis, a menor quantidade de argamassa é necessária, a 
fim de manter uma boa trabalhabilidade (ALVES, 2000).
O valor retirado da Tabela 7 corresponde ao volume que foi compactado seco (VCS) 
de agregado graúdo para 1 m³ de mistura de concreto, multiplicando pela massa 
unitária de agregado seco, determinando a massa de agregados a ser adicionada no 
traço (BOGGIO, 2000).
A dosagem de areia adicionada na mistura pode ser determinada pelo método volumétrico, 
sendo que o volume da mistura de concreto é a somatória dos volumes absolutos de 
água, cimento e de ar incorporado. Podem também ser consideradas quantidades de 
aditivos e ar aprisionado para um melhor desempenho das misturas. Para calcular a 
quantidade de agregado miúdo, utiliza-se a fórmula abaixo:
 1 aproximado a
c b Q
C B QA V γ
γ γ γ
  
= − + + +      
 (Equação 8)
Em que: 
A = Dosagem em kg de agregado miúdo por m3 de concreto;
C = Dosagem em kg de cimento por m3 de concreto; 
B = Dosagem em kg de brita por m3 de concreto; 
Q = Dosagem em kg de água por m3 de concreto; 
Var aprisionado = Volume de ar incorporado (m3); 
γc = massa específica do cimento (kg/m3); 
γb = massa específica da brita (kg/m3); 
γQ = massa específica da água (kg/m3); 
γa = massa específica da areia (kg/m3). 
61
CONTROLE TECNOLÓGICO | UNIDADE II
Tabela 7. Volume compactado seco (VCS) de agregado graúdo por m3 de concreto, função do módulo de finura da areia e da 
dimensão máx. car. (Dmc) do agregado graúdo.
Módulo de Finura da 
areia Dimensão máxima característica do agregado graúdo Dmc(mm)
9,5 19 25 32 38
MF Volume compactado seco (Vc) de agregado graúdo por m³ de concreto
1,8 0,645 0,77 0,795 0,82 0,845
2,0 0,625 0,75 0,775 0,80 0,825
2,2 0,605 0,73 0,755 0,78 0,805
2,4 0,585 0,71 0,735 0,76 0,785
2,6 0,565 0,69 0,715 0,74 0,765
2,8 0,545 0,67 0,695 0,72 0,745
3,0 0,525 0,65 0,675 0,70 0,725
3,2 0,505 0,63 0,655 0,68 0,705
3,4 0,485 0,61 0,635 0,66 0,685
3,6 0,465 0,59 0,615 0,64 0,665
Fonte: Rodrigues, 1990.
Obs.: os volumes de agregados compactados seco referem-se à mistura de todos os 
tipos de brita que entram na composição do concreto.
Com isso, a composição da mistura em massa do concreto é realizada em função das 
relações dos materiais referentes à quantidade de cimento em massa, como mostrado 
a seguir: 1: A/C: B/C // Q/C ⇒1: a: b //x.
Com a determinação da composição teórica, ensaia-se o traço experimental, em que 
é permitida a realização de alguns acertos na dosagem dos materiais, obtendo uma 
mistura adequada, com características de trabalhabilidade e o desempenho exigido 
pelo projeto. Essa mistura será avaliada quanto ao teor de ar incorporado e sua massa 
específica, checando a consistência, de modo não haja segregação nem uma exsudação 
excessiva, a fim de obter um bom acabamento.
Se a quantidade de água adicionada na dosagem da mistura, que foi prevista pela 
metodologia, for o suficiente para atingir o slump desejado, mas a mistura não apresentar 
argamassa suficiente, deve-se acrescentar mais agregado miúdo ao traço, diminuindo 
a quantidade de agregado graúdo para mantera relação m com o valor fixo. 
Conserva-se o valor de m fixo mantendo a sua relação água/cimento inicial. Isso 
conserva a relação H, que, na teoria, não terá alterações em seu abatimento. Por outro 
lado, se o traço estiver com mais argamassa, acrescenta-se mais brita em substituição 
aos materiais finos, para assim conservar o valor de m fixo.
62
UNIDADE II | CONTROLE TECNOLÓGICO
Quando a quantidade de água do traço não for suficiente para chegar no slump desejado, 
deve-se então aumentar as quantidades de cimento e água, diminuindo a relação m e 
conservando a relação água/cimento.
A primeira opção, preconizada pela ACI-211/81, é manter as proporções e as quantidades 
dos materiais, adotando uma relação água/cimento menor, com uma quantidade maior 
de cimento. A segunda opção é mais econômica: coloca-se toda a água da mistura, 
acrescentam-se agregados miúdos e graúdos, para que seja mantida a relação água/cimento 
e o teor de argamassa da mistura, como foi determinado inicialmente pela metodologia.
Para correção do slump pela metodologia do ACI, é recomendado diminuir ou 
aumentar a quantidade de dosagem de água da mistura em 2 kg/m³ para cada 10 
mm de abatimento. Para substituir parte da quantidade de água de amassamento do 
traço, pode ser aumentada ou diminuída a quantidade de água do traço em 3 kg/m³ 
de concreto para cada 1% de ar aprisionado.
Método de De Larrard 
A utilização dessa metodologia serve para qualquer tipo de mistura de concreto, com 
resistência de alto desempenho, pós reativos, projetado, normal, compactado a rolo 
ou de diferentes massas específicas.
Esse método foi desenvolvido pelo francês François De Larrard em 1990, baseado em 
uma metodologia de empacotar as partículas, melhorando a compacidade das misturas 
de concreto e diminuindo os riscos de segregação das partículas. Essa otimização do 
traço de concreto vem da teoria tradicional de se obter uma granulometria contínua 
dos materiais que compõem essa mistura.
A aplicação desse método é mais complicada do que as metodologias já estudadas 
nesta disciplina, dependendo de softwares e de ensaios de reologia, como a viscosidade. 
Para se determinar o empacotamento dessas partículas, é necessário combinar os 
agregados de forma que haja a maior compacidade possível, diminuindo o índice 
de vazios e o consumo de cimento. Antigamente, as metodologias de ensaios de 
granulometrias tanto de máxima compacidade ou descontínua eram realizadas por 
tentativas de misturas até conseguir a compacidade máxima dos grãos. 
Após conseguido o maior empacotamento das partículas na mistura dos agregados, 
a metodologia De Larrard cruza com a correlação das propriedades do concreto em 
seu estado fresco e endurecido. As formulações matemáticas são as mesmas estudadas 
nesta disciplina.
63
CAPÍTULO 2
Concreto bombeável e dosagem 
experimental de CCR
Concreto bombeável
Bauer (2008) determina que, para um concreto ser bombeável, ele precisa apresentar um 
índice de abatimento de cone de Abrams localizado entre 60mm e 160mm, proferindo 
também os seguintes fatores que influenciam a bombeabilidade do concreto: tipo 
e granulometria dos agregados, quantidade de cimento e trabalhabilidade deste. 
Contudo, Jolin et al. (2009) dizem que a bombeabilidade não é um conceito simples de 
ser definido e que o concreto, para tal, necessita estar estável e possuir a capacidade de 
mobilizar-se enquanto se mantém sob pressão. Kaplan (2001) define que “um concreto 
é bombeável se ele puder ser lançado com uma bomba”. Apesar de simplista, a definição 
de Kaplan demonstra que o concreto não depende apenas de suas características, mas 
também do sistema ao qual será submetido, sendo necessário o estudo das propriedades 
do concreto que possam trabalhar em conjunto com o sistema em questão. Os seguintes 
fatores, exemplificados por Feys et al. (2016), representam um risco para a bombeabilidade 
do concreto:
 » formação da camada de lubrificação em concretos de alta performance, em 
que há a formação de uma fina camada de pasta por onde o concreto desliza 
por meio de fluxo de pistão; 
 » cotovelos e redutores ao longo do sistema de bombeamento; 
 » variação nas propriedades do concreto ao longo do bombeamento. 
Reologia
O Comitê de Fundações Profundas, DFI (2016), caracteriza o conceito de reologia como 
o estudo da deformação e do fluxo de uma substância sob efeito de um cisalhamento. 
A reologia do concreto é estudada para a determinação de seu comportamento durante 
solicitações em estado fresco. 
Uma série de fatores pode afetar a reologia de um concreto, como sua composição, a 
influência da forma, do tipo de agregado, da quantidade de água, do tipo de misturador, 
da sequência de mistura, do tempo de mistura e da temperatura. Diante da importância 
dessa área de estudo, Ferraris et al. (2001) realizaram levantamento do desenvolvimento 
alcançado no estudo da reologia do material ocorrido ao redor do mundo e definem 
64
UNIDADE II | CONTROLE TECNOLÓGICO
que o concreto, em seu estado fresco e submetido a determinado fluxo, enquanto se 
mantém homogêneo, pode ser considerado fluido.
Ainda de acordo com Ferraris et al. (2001) e observado por demais autores como Kaplan 
(2001) e Feys et al. (2007), o comportamento do concreto homogêneo considerado 
fluido se assemelha ao comportamento de um fluido binghamiano, com seu fluxo sendo 
determinado por dois parâmetros, a tensão de escoamento e a viscosidade plástica. 
Entretanto, Castro et al. (2011) consideram que o tratamento por meio da aplicação 
do modelo de Bingham, proposto e desenvolvido internacionalmente, é inaceitável 
por considerarem que o material é heterogêneo e que apresenta descontinuidades 
mecânicas internas extremas. Assim, o autor desenvolve suas análises a partir de 
variáveis dependentes do instrumento de medida resultando em curvas de cisalhamento 
em função do torque e da velocidade de rotação, obtendo-se o torque de escoamento e 
a viscosidade de torque, todas as unidades sendo dependentes da geometria de ensaio 
executado. Apesar do contraponto, a metodologia de análise realizada por Kaplan 
(2001), Ferraris et al. (2001), Feys et al. (2007), Jolin et al. (2009), De Shutter et al. 
(2016), Secrieru et al. (2017), entre outros, será a adotada no presente trabalho, pois, 
segundo Chalimo (1989), um concreto, para ser bombeável, precisa ser homogêneo. 
Assim, o modelo de análise a ser utilizado será o modelo de Bingham, respeitando a 
seguinte equação:
τ = τo + μ × γ (1)
Em que: 
τ = tensão de cisalhamento (Pa); 
τo = tensão de escoamento (Pa); 
μ = viscosidade plástica (Pa.s); 
γ = taxa de cisalhamento (1/s). 
Ensaios reológicos existentes 
Inúmeros ensaios são utilizados ao redor do mundo para prever o comportamento do 
concreto nas mais variadas situações (FERRARIS, 2001). Entretanto, em sua maioria, são 
utilizados apenas ensaios tecnológicos prevendo uma parcela do real comportamento do 
material. Hu (1995) cita que testes tecnológicos, como o abatimento de cone d’Abrams, 
usualmente utilizados para caracterização do material em estado fresco, geralmente 
mede apenas uma grandeza, podendo, dessa forma, traduzir apenas uma parcela do 
65
CONTROLE TECNOLÓGICO | UNIDADE II
real comportamento reológico do material. A partir das constatações, são necessários 
aparelhos que possam determinar as propriedades reológicas, comumente conhecidos 
como reômetros. Os reômetros são divididos em dois grupos: os reômetros de placa 
paralelas e reômetros rotacionais (HU, 1995).
Reometria de placas paralelas 
Betioli (2007) conceitua o funcionamento desse tipo de reometria da seguinte maneira: 
uma amostra de material é confinada entre duas placas paralelas, cuja placa superior 
móvel exerce, uma rotação controlada na parte superior do material, enquanto a placa 
inferior, contendo uma célula de carga, permanece fixa, registrando a tensão normal 
ao longo do ensaio. 
Reometria rotacional 
Uma série de velocidades predeterminadas são impostas em um instrumentode leitura, 
seja ele uma haste, pás ou cilindros, e o torque resultante necessário à execução de tal 
velocidade de rotação é registrado (FEYS, 2007). Inúmeros instrumentos de leitura 
seguem tal princípio de funcionamento e baseiam-se na reometria rotacional para 
determinação das propriedades dos materiais ensaiados, como os reômetros. 
Diante da gama de diferentes reômetros existentes, encontra-se o reômetro Pheso, 
equipamento a ser utilizado no presente trabalho, com seu funcionamento e 
especificidades.
Reômetro 
Pheso Pileggi et al. (2001), Schankoski et al. (2017), França et al. (2015) e Sakano et 
al. (2015) utilizam-se do reômetro Pheso e da reometria rotacional para caracterizar 
concreto e argamassa, obtendo o torque de início de escoamento e a viscosidade de 
torque, conforme exemplificado por Castro et al. (2011), para dada geometria de 
ensaios. 
Schankoski et al. (2017) exemplificam o processo de funcionamento do reômetro 
Pheso da seguinte maneira: “o equipamento varia controladamente a 32 rotação, em 
rpm, transferindo-a, por meio de uma raquete dentada, para a mistura ser analisada”. 
Sakano (2016) relata que a aquisição de dados do reômetro Pheso, o controle de 
velocidade, o posicionamento e o torque se dão por meio de um servoconversor que 
converte o sinal obtido na execução do ensaio em informações que permitem analisar 
o comportamento reológico dos materiais.
66
UNIDADE II | CONTROLE TECNOLÓGICO
Materiais e métodos
O presente trabalho foi realizado em duas etapas, sendo uma destas realizada por meio 
de trabalho em campo, e outra, em laboratório. Na etapa em campo, foram visitadas 
duas obras, em que os concretos foram caracterizados empregando-se alguns ensaios 
que serão descritos posteriormente. Já em laboratório, foi estudada a influência da 
composição dos concretos sobre as propriedades que influenciam o bombeamento 
das misturas. 
Descrição dos ensaios utilizados
A fim de caracterizar o material disponibilizado pelas concreteiras e os concretos 
dosados em laboratório, foram realizados os seguintes ensaios reológicos e tecnológicos: 
 » determinação de massa específica – por meio da NBR 9833:2008 – Versão 
Corrigida em 2009; 
 » ensaio de reometria rotacional; 
 » abatimento de cone d’Abrams – NBR NM 67:1998; 
 » ensaio de cone invertido – proposto por Weidmann (2008); 
 » escoamento em Funil-V – NBR 15823-5:2017.
No campo, foram também registradas as temperaturas do ambiente e do concreto 
no cocho da bomba e as pressões base e de pico do concreto (para determinada rede 
de bombeamento) em campo. Em seguida, os valores encontrados “in loco” foram 
correlacionados com as propriedades obtidas por meio dos ensaios executados, 
verificando-se, assim, suas influências nos parâmetros de bombeamento.
Método de ensaios em campo
A sequência da metodologia de ensaios foi a seguinte:
 » coleta do concreto na tremonha da bomba em recipientes metálicos 
apropriados para a coleta e transporte;
 » no momento da coleta de material, foi realizado o registro da temperatura 
ambiente e da temperatura do concreto em descarga no cocho da bomba; 
 » transporte do material até laboratório móvel instalado no canteiro;
 » determinação de massa específica;
67
CONTROLE TECNOLÓGICO | UNIDADE II
 » ensaio de reometria rotacional;
 » abatimento do cone d’Abrams com registro tanto do abatimento quanto 
do espalhamento;
 » determinação do tempo de escoamento em cone invertido d’Abrams, quando 
concreto com abatimento inferior a 20 cm, ou determinação do tempo de 
escoamento em Funil-V, quando concreto autoadensável. 
Método de ensaios em laboratório 
A metodologia de ensaios adotada em laboratório para analisar as influências de 
mudanças na composição de concretos em suas propriedades visando torná-los mais 
facilmente bombeáveis foi a seguinte:
 » realização da mistura; 
 » realização do registro da temperatura ambiente e da temperatura do concreto 
ao final do processo de mistura; 
 » determinação de massa específica do material; 
 » ensaio de reometria rotacional; 
 » abatimento do cone d’Abrams com registro tanto do abatimento quanto 
do espalhamento;
 » determinação do tempo de escoamento em cone invertido d’Abrams quando 
concreto convencional ou determinação do tempo de escoamento em Funil-V 
quando o concreto for autoadensável. 
Os seguintes fatores foram analisados visando otimizar o desempenho do material 
em relação ao bombeamento:
 » forma do agregado britado – VSI x Girosférico;
 » influência do índice de abatimento; 
 » influência da água; 
 » influência de aditivos superplastificantes na mistura;
 » relação água x aditivos super plastificantes.
Para um mesmo índice de abatimento, a influência da água e dos aditivos na tensão 
de escoamento, viscosidade do material e capacidade de formação da camada de 
68
UNIDADE II | CONTROLE TECNOLÓGICO
lubrificação. Para a identificação da influência do índice de abatimento, da água e de 
aditivos nas propriedades reológicas do concreto, fixou-se a proporção dos materiais 
constituintes em 1: 0,99: 1,49: 2,52 (cimento, areia fina natural, areia média natural 
e brita zero), variando a quantidade de água necessária para a obtenção de concretos 
com índices de abatimento de 8,0 (230 litros de água por m³), 12,0 (240 litros) e 16,0 
cm (250 litros). Em um segundo momento, fixou-se o consumo de água em 200 litros 
por m³ e em 205 litros por m³, variando assim o teor de aditivo superplastificante até 
a obtenção desses índices de abatimento. Já com a finalidade de identificar a influência 
da forma de agregados britados nas propriedades reológicas dos concretos, fixou-se 
uma proporção de materiais constituintes em 1: 0,99: 1,49: 2,52 (cimento, areia de 
duna, areia estudada e brita zero), variando a água utilizada até a obtenção dos índices 
de abatimento de 8, 12 e 16 centímetros. 
69
CAPÍTULO 3
Materiais geossintéticos para 
barragens
Conceitos sobre geossintéticos 
Geossintéticos são produtos poliméricos, sintéticos ou naturais, industrializados, 
que podem ser utilizados em diversas aplicações, sobre variados tipos de solo ou em 
combinações de solo e rocha como parte de projetos e soluções de engenharia geotécnica 
(VERTEMATTI, 2004). 
Propriedades e ensaios 
Como todo material industrializado, os geossintéticos devem obedecer a um rigoroso 
controle de qualidade de produção. Segundo Vertematti (2004), é recomendado que 
ensaios de recebimento sejam realizados para que se confirme que o produto entregue 
na obra possua as características técnicas especificadas pelo projetista. De acordo com as 
normas e com a literatura existente sobre o assunto, as propriedades físicas, mecânicas e 
hidráulicas dos geossintéticos devem ser analisadas de acordo com ensaios preestabelecidos. 
Propriedades físicas 
As propriedades físicas de mais interesse para a aplicação desse material incluem a sua 
gramatura, espessura nominal e porcentagem de área aberta. Tem-se a seguir uma 
breve descrição dessas propriedades, de acordo com Bueno e Vilar (2004): 
 » gramatura é a relação de massa por unidade de área da manta, expressa 
em g/m². Ela deve ser entendida como um índice de caracterização e ser 
utilizado como elemento de comparação entre geossintéticos com mesmo 
processo de fabricação, pois, dependendo desse processo, o geossintético 
pode apresentar propriedades hidráulicas e mecânicas muito diferentes; 
 » a espessura é expressa em milímetros e é determinada a partir da medição 
em milímetros entre duas placas rígidas que comprimem um corpo de 
prova, com uma força de 2kPa. A norma da ABNT NBR ISO 9863-1, de 
2013, comenta sobre a determinação da espessura de geotêxteis. Os ensaios 
utilizam as normas norte-americanas ASTM D 5199/01 e ASTM D 6525/00 
como parâmetro de execução; 
 » a porcentagem de área aberta equivale aos espaços vazios resultantes do 
processo de fabricação.
70
UNIDADE II | CONTROLE TECNOLÓGICO
Propriedades mecânicas
De acordo com Bueno e Vilar (2004), essas propriedadesexpressam relações entre o 
carregamento imposto ao material e as deformações que ele sofre, além de fornecer 
dados utilizados no dimensionamento de projetos. Algumas dessas propriedades são 
brevemente comentadas a seguir: 
 » compressibilidade: obtida por meio da medição da espessura do geossintético 
por diferentes tipos de carregamento em corpos de prova, utilizando 
normalmente tensões de 10, 20, 50, 100 e 200 kPa; 
 » resistência à tração: a pressão causada entre o contato das partículas de solo 
sobre o geossintético causam uma tensão de tração lateral sobre o material. 
É, então, recomendado que seja estimada a máxima deformação que esse 
material sintético sofrerá. A norma da ABNT NBR ISO 10319 de 2013 
(Geotêxteis – Determinação da resistência à tração não confinada – Ensaio 
de tração de faixa larga – Método de ensaio) determina as condições de 
aplicação do ensaio de tração por meio da aplicação de uma força crescente 
num corpo de prova, até que ocorra sua ruptura; 
 » resistência à punção: quando submetidos a esforços de compressão causados 
pelo contato com grãos isolados, o material geossintético pode sofrer 
perfurações. A norma da ABNT NBR ISO 12236, de 2013, explicita as 
recomendações sobre o ensaio para determinar a resistência ao puncionamento 
tipo CBR. Esse ensaio é realizado a partir da aplicação de pressões em corpos 
de prova por meio de um cilindro metálico, que tenta perfurar o material 
ensaiado. Essa é uma importante propriedade em relação à instalação do 
geossintético no canteiro de obras, uma vez que esse material deve resistir 
ao processo de aplicação intacto, de forma a garantir suas características 
técnicas de utilização;
 » resistência ao rasgo: durante a instalação ou manuseio do geossintético, 
pode haver a ocorrência de um corte, que pode se propagar e causar a 
perda da integridade física desse material. O ensaio de propagação do rasgo 
trapezoidal mede a resistência à propagação de um rasgo pelas fibras do 
geotêxtil e materiais correlatos; 
 » resistência ao estouro: Há a possibilidade, em situações particulares, de o 
geossintético penetrar nos espaços entre as partículas granulares em que foi 
aplicado e assumir uma forma esférica. O ensaio de resistência ao estouro 
71
CONTROLE TECNOLÓGICO | UNIDADE II
fornece, então, um índice de classificação qualitativa dos geossintéticos em 
relação a esse tipo de deformação; 
 » fluência em tração: os geossintéticos, quando submetidos a esforços de 
cisalhamento, tração ou compressão, por longos períodos, podem vir a 
fluir ou escoar. Esse fenômeno dependerá da magnitude do esforço e da 
temperatura à qual ele estará submetido. O ensaio em que se analisa esse tipo 
de fenômeno tem como resultado curvas que relacionam carga e deformação 
para um tempo determinado, além de uma curva de fluência, a partir da 
qual se pode estabelecer tempos de ruptura para os tipos de carregamento 
(VERTEMATTI, 2004).
Propriedades hidráulicas 
Essas propriedades, segundo Costa et al. (2008), são mais importantes no emprego 
dos materiais geossintéticos como filtros e drenos. Os ensaios mais utilizados são os 
destinados à determinação do coeficiente de permeabilidade, que indica a facilidade 
que o fluido tem para percolar, e a determinação da abertura de filtração. 
 » Permissividade: a permissividade é um parâmetro que relaciona a 
permeabilidade do geossintético e a sua espessura. No procedimento do 
ensaio necessário para determinar essa propriedade, são realizadas leituras 
de diferentes cargas de fluido, num determinado tempo, que passam por 
um corpo de prova com dimensões normatizadas (MACCAFERRI, 2008).
 » Transmissividade: este parâmetro se traduz no produto entre a permeabilidade 
do geossintético e a sua espessura sobre determinada tensão normal de 
confinamento, ou seja, é a quantidade de água que passa por um corpo de 
prova em um intervalo sobre uma carga normal e um gradiente hidráulico 
específico (NORTÈNE, 2012). 
 » Abertura de Filtração: pode ser definida como a abertura do geotêxtil 
equivalente ao maior diâmetro do agregado granular que por ele pode passar, 
como afirma Muñoz (2005). Esse é o índice mais utilizado para definir o 
potencial de filtração e para o dimensionamento de filtros.
Aplicações 
Os geossintéticos devem ser especificados para cumprir determinadas funções 
associadas às propriedades específicas de cada obra, sejam elas geotécnicas, ambientais 
72
UNIDADE II | CONTROLE TECNOLÓGICO
ou hidráulicas. Para Bueno (2003), as propriedades ditas dominantes caracterizam a 
função do geossintético na obra. Já as características essenciais permitem que o material 
desempenhe a sua função dominante. 
As funções que se destacam quando os geossintéticos são aplicados isoladamente são: 
separação, filtração, drenagem, reforço, contenção de fluidos/gases, o controle de 
processos erosivos e a impermeabilização. É importante observar que esses materiais 
podem desempenhar mais de uma função simultaneamente (BUENO, 2003). 
Filtração
O geossintético que realiza essa função permite que haja a livre passagem de fluidos 
pelo solo, sem deixar que haja a movimentação de partículas sólidas. Os geotêxteis, 
por exemplo, podem ser utilizados para evitar a entrada de solo em tubulações ou 
agregados drenantes (VERTEMATTI, 2004). 
Drenagem
O geossintético pode agir como um dreno que colete ou facilite os movimentos dos 
fluidos por solos com menor permeabilidade. Drenos de agregados naturais podem 
ser substituídos, por exemplo, pelas georredes, que garantem vantagens em relação à 
rapidez da execução e à economia de espaço, já que uma geonet de 5 mm de espessura 
pode substituir uma camada drenante de areia grossa de 30 cm (NORTÈNE, 2012). 
Reforço 
Na vida útil da obra e na sua construção, os geossintéticos geralmente estão sujeitos a 
solicitações mecânicas como a resistência à tração, à perfuração e à penetração. Para que 
esse material exerça a função de reforço, deve haver a combinação do solo e do 
geossintético, convenientemente orientados, para obter um produto com melhor 
capacidade de resistência e com deformações restritas em comparação com o solo 
natural. Segundo Vertematti (2004), essa forma de emprego do geossintético viabiliza 
a realização de aterros e fundações sobre solos moles, reforço e contenções de taludes, 
além do seu uso em obras de pavimentação, por meio da melhoria na capacidade de 
suporte mecânico das camadas do pavimento. 
Separação 
A mistura de camadas de solos diferentes pode alterar suas propriedades e comprometer 
a qualidade do projeto. Portanto, deve ser mantida a espessura de projeto da camada 
73
CONTROLE TECNOLÓGICO | UNIDADE II
de solo e deve-se prevenir a entrada de finos para o interior de camadas granulares. 
Uma solução convencional para essa situação é a introdução de uma camada de sacrifício 
de agregado. No entanto, segundo a IGS Brasil (2007), essa camada aumenta o custo 
da obra e, em longo prazo, não garante a integridade das camadas de solo, tornando 
conveniente o uso de geossintéticos. 
Controle de processos erosivos 
Em locais onde a vegetação natural por si só não promove proteção suficiente contra 
a erosão superficial, pode-se utilizar um material geossintético com o objetivo de 
reduzir os efeitos da erosão produzida por eventos naturais, como chuvas ou ventos. 
De acordo com Highland e Brobowski (2008), hoje em dia, alguns desses materiais 
são biodegradáveis, fabricados para reter a vegetação natural, conservar a umidade 
do solo, além de oferecer sombra parcial para que o desenvolvimento das sementes 
seja favorecido. 
Impermeabilização 
Essa função faz referência à criação de uma barreira hidráulica que reduza ou evite 
a infiltração de água. O uso de geossintéticos com o objetivo de atuar como barreira 
impermeabilizante data desde a década de 1970, sendo aplicados em obras ambientais 
para armazenamento ou contenção de resíduos, de forma a proteger a fundação, 
aquíferos e encostas contra a contaminação (SANTOS,2014). 
Segundo a IGS – Brasil (2007), a utilização de geossintéticos com função de 
impermeabilização tem se mostrado bastante útil na recuperação de barragens de 
concreto.
Utilização de geossintéticos em barragens de terra 
e enrocamento 
Diversos pesquisadores têm estudado a utilização de material geossintético em 
substituição a materiais naturais em barragens de terra como uma solução viável diante 
da falta de disponibilidade ou do alto custo do material granular tradicionalmente 
utilizado. Segundo Artières et al. (2009), a primeira grande barragem em que foi 
utilizado material geossintético foi construída na França em 1970, com um geotêxtil 
agindo no talude de montante como elemento separador entre a face de enrocamento 
e o solo, e no talude de jusante, como elemento filtrante, junto aos drenos granulares. 
Desde então, diversas pesquisas têm sido feitas em relação ao comportamento desses 
74
UNIDADE II | CONTROLE TECNOLÓGICO
materiais nas barragens em relação à sua durabilidade, condições de aplicação em 
função de suas propriedades, questões de segurança, além de estudos de viabilidade e 
comparativo de custos. Os geossintéticos têm sido considerados pelos pesquisadores 
e construtores para a realização das seguintes funções nas barragens de terra: 
 » filtração e drenagem;
 » separação;
 » reforço; 
 » proteção e controle de erosões de superfície; 
 » impermeabilização.
75
UNIDADE III
CRITÉRIOS 
E METODOLOGIA 
DE PROJETOS PARA 
BARRAGENS
Fatores que influenciam a escolha do tipo 
de barragem 
São realizadas, normalmente, estimativas de custos junto aos projetos preliminares 
para afirmar, ou não, a viabilidade da construção de um barramento, seja qual for o 
seu tipo. Assim, a escolha final do tipo de barragem deve ser feita considerando as 
características físicas do local e a sua capacidade de adaptação ao projeto preliminar, 
isto é, a sua propensão em se adequar ao propósito construtivo inicial. Para isso, 
torna-se imperativo o cumprimento invariável de questões de segurança, de acordo 
com as condições climáticas da região, além de quesitos como a dimensão e a locação 
do vertedouro (GAIOTO, 1998). 
Em relação aos custos, são fatores particularmente importantes durante a escolha da 
solução construtiva a ser adotada: a mão de obra, o tipo de solução de engenharia, o 
material disponível e, finalmente, as dificuldades de acesso.
É importante contar, ainda, com a colaboração de um geólogo para verificar se as 
fundações do local são compatíveis com as solicitações de carga da estrutura que se 
pretende construir. Além disso, o profissional de geologia de engenharia, na fase de 
estudos de viabilidade, auxilia a equipe com o mapeamento geológico de superfície, com 
a qualidade geomecânica do maciço rochoso, com os ensaios in situ do tipo sondagem 
a percussão – SPT (Standard Penetration Test), com a caracterização e a avaliação 
volumétrica das áreas de empréstimo solicitadas e com o mapeamento geológico das 
possíveis áreas de inundação, entre outras atividades. 
Para Filho e Geraldo (2009), as características investigadas são de bastante relevância para 
a elaboração do projeto executivo e de construção. Em obras de concreto ou enrocamento, 
os parâmetros a considerar são, principalmente, aqueles relacionados à escavação e à 
estabilidade de taludes. Em contraste, nas barragens de terra, além das propriedades do 
solo utilizado como material de aterro, são muito importantes suas características de 
suporte e permeabilidade. É também interessante ressaltar que, durante a elaboração dos 
projetos de barragens, vem se dando grande importância às considerações ambientais, 
76
UNIDADE III | CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS 
uma vez que a construção desse tipo de obra pode trazer grandes consequências negativas 
para a população e para a fauna e a flora da região de possível construção.
Principais elementos das barragens 
Pode-se dizer que os elementos básicos que formam um barramento são a sua fundação 
e o seu corpo estrutural. Isso posto, em vista dos inúmeros fatores que devem ser 
considerados quando da elaboração do projeto do barramento, dificilmente a mesma 
seção transversal de uma barragem será repetida para outras. A seguir, estão listados 
alguns dos principais elementos que compõe um barramento.
Fundação
“Como fundação será considerado todo o embasamento geológico existente no local 
onde será assentada a barragem ou suas obras complementares” (GAIOTO, 1998, 
p. 16). 
Os principais aspectos a se analisar para a construção de uma fundação de barragem 
são a deformabilidade, a estabilidade e a estanqueidade.
A deformabilidade diz respeito à deformação que a fundação pode apresentar sem que 
ocorram rupturas em sua estrutura. Já os aspectos de estabilidade estão relacionados ao 
estudo da possibilidade de ruptura em decorrência das cargas impostas pelo barramento 
ou pela presença de solos compressíveis ou de baixa resistência. A estanqueidade, por 
fim, está ligada ao impedimento da passagem de água por um maciço ou sua fundação 
(COSTA, 2012).
Para se investigar esses três aspectos, pode-se fazer o estudo de mapas topográficos 
e geológicos, a realização de sondagens à percussão e rotativas, a abertura de poços e 
trincheiras de inspeção e os ensaios de laboratório para a caracterização de material 
granular, a exemplo dos limites de liquidez (LL), limite de plasticidade (LP), ensaio 
de granulometria e compactação.
Crista 
Determinada de acordo com as necessidades de tráfego que apresenta, a crista é a 
superfície superior da estrutura e tem tamanho que varia, normalmente, entre seis 
e doze metros. Segundo Gaioto (1998), não é recomendado que seu tamanho seja 
inferior a três metros, mesmo em barragens pequenas, para que as condições mínimas 
de acesso e segurança para a construção do barramento sejam atendidas. 
77
CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS | UNIDADE III
Núcleo 
Quando se quer limitar a percolação de água por meio do maciço, pode-se utilizar 
a diferença de características entre os materiais granulares para formar uma zona 
estável e com baixa permeabilidade. Aqueles materiais com maior resistência, como 
os pedregulhos, podem ser colocados nas laterais, ou abas, do barramento, e aqueles 
com menor permeabilidade, como os solos argilosos, podem ser colocados na parte 
interna da seção da barragem, ou seja, no seu núcleo (GAIOTO, 1998). 
Além de materiais argilosos, podem ser empregados nos núcleos impermeabilizantes de 
barragens, materiais betuminosos. Assim, foi construída, em 2010, a primeira barragem 
de enrocamento em solo brasileiro que utilizou concreto asfáltico em seu núcleo. 
É interessante frisar que esse tipo de núcleo traz algumas vantagens significativas, entre 
as quais a possibilidade de aproveitar a grande quantidade de enrocamento disponível 
a partir das escavações, o status relativamente rápido do processo construtivo e a 
viabilidade de construção em regiões com alto índice pluviométrico (NETO, 2013).
78
CAPÍTULO 1
Barragens de concreto
Barragem de concreto
O mesmo princípio abordado no início sobre os agregados e a forma como devem 
proceder à sua seleção e aos ensaios ao qual devem ser submetidos deve ser utilizado 
no processo de obtenção dos agregados para as barragens de concreto.
Figura 13. Barragem de Concreto – Alqueva.
Fonte: http://www.roteirodoalqueva.com/barragem-do-alqueva. 
Os cimentos, as cinzas volantes e as pozolanas são utilizados no processo de produção 
do concreto. Esses materiais devem seguir os ensaios e a seleção que estiver especificada 
no projeto e as exigências técnicas para esse tipo de construção. Esse tipo de medida 
é uma forma de assegurar o controle de qualidade do concreto a ser empregado na 
barragem. O modo de realizar o transporte para os locais de armazenagem precisa 
levar em consideração o fato de se escolher um local de fácil acesso para as máquinas 
ou os funcionários, quando forem reabastecer ou utilizarinvestimentos 
financeiros e humanos, bom monitoramento e manutenção, especialmente para evitar 
intercorrências nocivas ao meio ambiente e à vida humana.
Não obstante, as barragens além da formação de reservatórios de água são capazes de 
contribuir para a geração de energia, permitir o amortecimento das cheias, evitando, 
dessa forma, inundações, aumentar a disponibilidade hídrica e contribuir para navegação 
e lazer da sociedade, influenciando a área em que está localizada, bem como suas 
proximidades rurais e urbanas, afetando de forma direta o ecossistema da região.
Portanto, consideradas como barreiras artificiais para retenção de grandes quantidades 
de água, em um primeiro momento da história da humanidade, foram concebidas com o 
intuito de combater a falta de água em tempos de seca. Entretanto, com o adensamento 
populacional e o crescimento urbano, passaram a ter sua demanda atrelada não só 
ao acúmulo hídrico, mas também para atender a demanda de energia hidrelétrica e a 
deposição de resíduos e rejeitos.
Essa necessidade culminou em melhores técnicas de concepção e implementação das 
barragens, especialmente as de concreto, mais modernas, atuando no controle da 
8
INTRODUÇÃO
reserva das cheias, manejo de abastecimento em períodos de estiagem, preservação 
da vazão para assegurar a produção de energia e, até mesmo, navegação e recreação. 
Contudo, é imperativo que, para cada tipo de utilização, exista específica fiscalização, 
cujas regras operacionais estão ancoradas pela Política Nacional de Segurança de 
Barragens – PNSB (Lei n. 12.334/2010) –, que define a Agência Nacional de Águas 
e Saneamento Básico (ANA) como instituição responsável por fiscalizar a segurança 
de barragens de acumulação de água localizadas em rios de domínio da União. Em 
contrapartida, a Agência Nacional de Mineração (ANM) apresenta-se como a instituição 
responsável por fiscalizar mineradoras e garantir a segurança de barragens. A verificação 
presencial das barragens de usinas hidrelétricas será realizada pela Agência Nacional 
de Energia Elétrica (Aneel).
Sobremaneira, o planejamento e a fiscalização poderão minimizar os impactos 
ambientais, garantindo preservação de ecossistemas; assegurar safras em épocas de 
estiagem; movimentar a economia por meio da preservação de abastecimento de 
indústrias; disponibilizar água potável para a sociedade e, ainda, lazer e recreação nos 
trechos navegáveis.
Não obstante, esse material tem por objetivo discretizar questões acerca de barragens, 
abordando temáticas como materiais de construção civil utilizados em sua execução, 
controle tecnológico e conceitos de dosagem para sua implantação.
Esperamos que seja uma experiência enriquecedora e proveitosa!
Objetivos 
 » Discutir sobre agregados, processo de obtenção e requisitos dos materiais 
para execução de barragens.
 » Tratar do controle tecnológico a partir dos conceitos de dosagem e materiais 
empregados na execução das barragens.
 » Discutir sobre os critérios e metodologias de projetos para barragens, 
abordando os tipos de barragem: concreto, enrocamento e concreto 
compactado a rolo.
 » Abordar a problemática associada à execução de barragens e alternativas 
possíveis para uma melhor implementação.
9
UNIDADE I
INTRODUÇÃO AOS 
MATERIAIS DE 
CONSTRUÇÃO CIVIL 
UTILIZADOS EM 
BARRAGENS
CAPÍTULO 1
Agregados e processo de obtenção
Definição dos agregados
A norma NBR 7225 (ABNT, 1993) distingue os agregados como um material com 
ótimas propriedades a serem utilizadas na construção civil, seja eles em sua condição 
natural ou obtidos por fragmentação artificial de brita, com sua dimensão nominal 
entre as faixas de 100 mm e de 0,075 mm. Na faixa de tamanho, os agregados são ainda 
divididos entre graúdos e miúdos, sendo o limite entre esses grupos o diâmetro de 4,8 
mm, conforme ilustrado na Figura 1 (ISAIA, 2007).
Figura 1. Comparação entre as classes texturais segundo várias normas.
 
Pó-de-pedra 
miúdo 
agregado 
graúdo 
pedrísco brita bloco 
Material Artificial 
NBR 7225 
Finos areia pedregulho Matacão 
Material Natural 
NBR 7225 
Silte e Argila areia pedregulho 
Pedra 
de 
mão 
Material Natural 
NBR 6502 
Matacão 
Silte e Argila areia pedregulho 
Pedra 
de 
mão 
Material Natural 
DNIT 2005 
Matacão 
areia pedregulho 
Pedra 
de 
mão 
Material Natural 
ASTMD 2487 
Matacão Finos 
Fonte: Isaia, 2007.
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UNIDADE I | INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS
Agregado miúdo e graúdos
O termo agregado miúdo, conforme a NBR7211 (ABNT, 2005), remete-se aos fragmentos 
que possuem dimensões nominais entre 0,150 mm e 4,75 mm, e os agregados graúdos são 
aqueles referentes a grãos com dimensões entre 4,75 mm e 75 mm. Entendemos então 
que o agregado é graúdo quando retido na peneira #10, como as britas, pedregulhos etc. 
Já para os agregados miúdo são todo o material que passa na #10 e fica retido na #200 com 
abertura de 0,075 mm, como a areia, o pó de pedra etc. 
Além desses nomes mais conhecidos, temos o fíler, que é um material de enchimento 
que possui dimensões muito pequenas – ao menos 65% de sua totalidade passa na 
peneira de # 200. É essa classe que abrange materiais finos não plásticos, como a cal 
extinta, o cimento Portland, o pó de chaminé etc.
Agregados e suas características
Ter ciência sobre as características dos agregados é essencial para a elaboração ideal 
de dosagem dos diferentes tipos de funções que os concretos desempenharam, assim 
como é indispensável esse conhecimento no momento de recomendar os materiais 
e misturas granulares a serem usados, seja para um elemento estrutural ou para uma 
obra mais específica, como as barragens e suas variações, como será visto no decorrer 
dos estudos. Os agregados são importantes e utilizados em outros tipos de projeto, 
como em camadas que servirão de base para pavimentos, para lastros de ferrovias, ou 
em outras estruturas de interesse de engenharia.
Alguns detalhes podem afetar a resistência dos agregados, como a sua composição 
mineralógica e a sua porosidade, que afetam também a compressibilidade e a 
sanidade dos concretos quando já endurecidos. Só é possível ter um controle sobre 
o consumo do cimento a partir do consumo de cimento Portland, que é bastante 
dependente da superfície específica e da porosidade dos grãos de agregados (ISAIA, 
2007). 
Em questão das características do agregado, elas podem variar conforme a estrutura de 
sua rocha de origem, que são definidas pela sua porosidade, sua composição mineralógica, 
a massa específica e sua exposição anterior, para se conhecer o grau de intemperismo 
que essa rocha já sofreu e as condicionantes de sua extração, assim como o uso de 
explosivos, o tipo de britadores etc.
De acordo com as condicionantes, as propriedades dos agregados podem ser 
desmembradas em três grupos (MEHTA; MONTEIRO, 1994): 
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INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS | UNIDADE I
 » características que dependem de sua porosidade: como a massa específica, 
a massa específica aparente, resistência, absorção de água, módulo de 
elasticidade e sanidade; 
 » características que dependem de sua composição química e 
mineralógica: resistência, módulo de elasticidade, substâncias deletérias 
presentes e cargas elétricas;
 » características que dependem de suas condições prévias e 
condicionantes de extração: tamanho, forma e textura das partículas.
Determinadas propriedades físicas são deliberadas para uma partícula individual, 
mas, na maioria dos casos, são apontadas para um conjunto ou massa de partículas 
em meio a determinada classe granulométrica, representando um valor médio para 
aquela faixa. Em geral, há procedimentos específicos para agregados graúdos e para 
agregados miúdos (ISAIA, 2007).
Resistência aos esforços mecânicos
Os esforços de resistência a compressão, flexão e tração atuam sobre os agregados e 
são transmitidos pelos carregamentos presentes e atuantes em determinada estrutura 
naesses materiais, inclusive para 
proteger esses produtos. Devem ser previstos silos suficientes para o armazenamento 
do volume condizentes com o consumo que foi previsto e conforme a necessidade do 
material de ser ensilado, sendo que o uso dos materiais só deve ser feito a partir dos 
resultados favoráveis dos ensaios que foram submetidos.
Para ter maior controle sobre o material dentro do silo, é preciso que se faça a identificação 
do dia em que foi carregado, visto que o consumo dos materiais deve seguir a ordem 
de sua chegada no canteiro de obra. Realizar uma gerência sobre esses silos é uma 
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CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS | UNIDADE III
maneira de se assegurar o perfeito estado desses grandes depósitos durante o período 
operacional. Outra questão é a água que será usada na produção do concreto, que pode 
ser captada no próprio rio em que será realizada a barragem e deve ser submetida 
a análises periódicas para determinar e acompanhar suas características químicas e 
físicas. Podem ser armazenadas em tanques para preservar essas características obtidas 
pelo ensaio.
Os concretos para as barragens podem receber aditivos que, em geral, são empregados 
para proporcionar uma melhor trabalhabilidade do concreto, diminuir a segregação 
dos agregados no concreto ainda fresco, majorar sua resistência mecânica, além de 
reduzir sua permeabilidade e prolongar o tempo de pega. Para o armazenamento dos 
aditivos nos canteiros de obra, é preciso respeitar as especificações técnicas do próprio 
produto e as normas que o regulamentam. Para o controle de qualidade do aditivo, 
são realizadas coletas de amostras e ensaios.
Sem o aço, seria impossível a execução de uma barragem de concreto, visto que as 
propriedades do aço em conjunto com o concreto são responsáveis por tornar o maciço 
resistente aos empuxos e aos esforços a que a barragem é submetida. Contudo, o tipo 
de aço utilizado, seja para as armaduras ordinárias ou para as de protensão, devem 
seguir o que se exige no projeto e nas especificações técnicas e nos regulamentos que 
se aplicam em conjunto com as normas. O aço também pode vir a ser utilizado como 
uma estrutura definitiva ou uma estrutura provisória. 
Composição do concreto para barragens convencionais
Os concretos para a construção de barragens necessitam acatar, em sua composição as 
especificações técnicas em conjunto com as normas técnicas e os regulamentos que forem 
aplicáveis, sendo preciso realizar estudos para atender às reivindicações de qualidade 
na construção, em particular, referente à sua resistência mecânica e à sua resistência 
química, sobre a sua permeabilidade, a sua deformabilidade, a trabalhabilidade, suas 
características térmicas e a sua durabilidade e questões de dimensões limites aos 
agregados e ao processo de emprego.
Para a produção do concreto, é necessário adotar processos que visem à qualidade e à 
integridade do concreto que será fabricado. A princípio, realizar um registro de todas 
as instruções que devem ser executadas para a central, como acompanhar questões 
de pesagem das betoneiras. Além de se analisar o tempo em que a mistura fica dentro 
das betoneiras, para que ela seja completamente homogênea, incluindo a questão da 
fusão do gelo empregado junto à mistura no momento em que será utilizado. Deve-se 
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UNIDADE III | CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS 
verificar pontos como temperatura do concreto e a sua consistência tanto no momento 
de produção desse concreto quanto no momento de lançamento na obra em si. Para 
todo o concreto lançado deve ser retirada uma amostra, isto é, um corpo de prova, 
para que a resistência mecânica possa ser determinada.
Figura 14. Central de fabricação do concreto.
Fonte: ANA, 2016.
Para assegurar a qualidade do concreto que será produzido, é preciso passar por alguns 
processos durante a fabricação deste. Devem ser registradas todas as instruções para 
a central de produção, de modo que sejam acompanhadas as pesagens das betonadas, 
sendo necessário esse controle de peso e de temperatura. O tempo para cada betonada 
deve ser igual, para que a sua homogeneidade seja atingida, inclusive em meio à mistura 
do gelo, quando esse concreto for utilizado na obra. A temperatura e a consistência 
do concreto devem ser atendidas tanto na própria fabricação quanto no momento 
em que será lançado na obra. E, por fim, serão retiradas amostras que servirão como 
corpos de prova para os ensaios de resistência mecânica. 
81
CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS | UNIDADE III
Lançamento e compactação 
Sempre devem ser seguidas as disposições do projeto, visto que seu planejamento conta 
o percurso adotado e o tempo em que esse material se encontrará em transporte, e 
qualquer alteração pode vir a comprometer as características do concreto, principalmente 
no seu tempo de pega. No momento de lançamento e na compactação, é necessária a 
autorização do profissional responsável pela supervisão da obra, pois é importante a 
verificação das condições para essa concretagem, como a posição das formas, e como 
as armaduras dentro estão posicionadas, se os elementos de espaçamento das formas 
estão bem posicionados, para que se evite que a armadura fique encostada na forma que 
comprometeria o cobrimento necessário dessas armaduras. Questões meteorológicas 
devem ser verificadas também para que o processo de lançamento não seja interrompido 
pela chuva, por ventos muito fortes ou mesmo pelo excesso de calor que pode causar 
aceleração no processo de hidratação do concreto. Por isso, são colocadas, em meio à 
mistura, pedras de gelo na betonada. Ter o conhecimento do tipo de classe do concreto 
também é parte fundamental para se assegurar a qualidade do concreto. Durante o 
lançamento, é necessário ter o cuidado para não causar a segregação da mistura. Podem 
ser realizados os ensaios de resistência mecânica e os de coeficiente de elasticidade, do 
volume vazio e da tensão de ruptura.
Fundação e juntas de concretagem
Assim que for realizada a incubação do plano de fundação, deve ser colocado o concreto 
o mais breve possível, para que sejam respeitadas as disposições das normas técnicas e 
as especificações técnicas em conjunto com os regulamentos técnicos, como o fato de as 
superfícies correspondentes às feições. Sendo elas de diaclases, de planos de estratificação 
ou mesmo de xistosidade, é preciso que apresentem uma rugosidade suficiente para 
se criar uma boa aderência. As rochas que estiverem adjacentes a essas feições e que 
já tenham sido retiradas não devem, de forma alguma, sofrer lesões enquanto forem 
realizados os trabalhos de remoção. Já as cavidades que venham a existir precisam ser 
lavadas com um processo de jateamento com água e ar, e a superfície que passará a ser 
rugosa após o processo de apicoamento será preenchida com a mistura de concreto. 
Contudo, é preciso que a supervisão da obra realize a verificação da superfície da 
fundação para se confirmar, ou não, sua aptidão para receber essa colocação do concreto. 
As juntas de concretagem entre concretos com idades diferentes satisfazem a superfície 
de descontinuidade, seja ela, em geral, horizontal ou com uma leve inclinação. Tais juntas 
precisam ser executadas e receber tratamento para que sua estanqueidade e seu monolitismo 
sejam assegurados, respeitando as disposições e especificações técnicas.
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UNIDADE III | CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS 
Estrutura da forma
As formas seguem a geometria estabelecida no projeto das estruturas, em que serão feitas 
e posicionadas seguindo o projeto estrutural conforme as especificações técnicas. As 
formas que forem empregadas para as superfícies de concreto que vão estar em contato 
direto com um fluxo de água intenso precisam ter sua própria superfície acabada, para 
que o concreto, quando desenformado, possua uma superfície bem lisa e sem muitos 
poros que possam facilitar a infiltração da água. Como em todas as etapas,é preciso que 
a superfície verifique todas as formas e seu posicionamento correto perante o projeto.
Juntas de dilação e contração
Juntas de contração servem para a superfície de descontinuidade para dividir duas 
seções da barragem, deixando a ideia de blocos que se interligam por meio de juntas que 
permitem certa movimentação, limitada, para que se tenha um melhor desempenho que 
não cause fissuras. A junta desempenha função importante para reduzir as possibilidades 
de deformação dos concretos, em específico em meio à fase inicial no momento de 
hidratação do concreto, que é a fase de liberação do calor. Além de limitar a questão 
das dimensões de cada bloco de concretagem, reduz também um pouco da rigidez de 
algumas peças estruturas, com o intuito de permitir certa movimentação ocasionada 
pela contração do concreto.
Com o objetivo de certificar o bom comportamento tridimensional das estruturas, 
são utilizadas as juntas de contração denteadas ou decorre a injeção das juntas. 
A injeção deve seguir de acordo com as disposições estabelecidas no projeto, conforme 
as especificações técnicas, com o intuito de certificar a segurança estrutural por meio 
do conhecimento: de que as áreas onde será executada a obra são desmembradas com 
o objetivo da injeção; das faces dessa injeção, em relação à evolução dessa construção, 
assim como as possíveis sequências de injeções nos locais de interesse em cada fase 
do projeto e as composições dos materiais de que são feitas as injeções e as pressões 
as serem utilizadas; das questões a serem observadas, como as grandezas na operação 
das injeções, as temperaturas e os níveis de água, o deslocamento das juntas, assim 
como os da estrutura.
Hidratação do concreto
O concreto sofre um processo de hidratação poucos minutos depois de ser lançado. 
Esse processo é tido como cura, em que é preciso evitar que a água da mistura evapore, 
pois a hidratação, ou cura, necessita da presença de água para realizar o processo sem 
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CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS | UNIDADE III
que ocorram fissuras de retração. O concreto necessita atingir um endurecimento 
satisfatório; contudo, tal processo demanda um cuidado especial, pois cada concreto 
é feito para uma finalidade específica. Por isso, é importante estar atento e respeitar 
as especificações do projeto, pois o tempo de cura varia de acordo com cada concreto 
e com a dureza que se almeja. Alguns pontos devem ser destacados para assegurar as 
condições necessárias, conforme especificações como:
 » conservar úmidas todas as superfícies que estiverem expostas, de modo que 
não haja nenhum processo de arraste da calda de cimento que fica sobre a 
superfície, e buscar evitar a variação da temperatura sobre as superfícies; 
 » evitar a circulação dos colaboradores e dos equipamentos pesados sobre 
as superfícies concretadas, bem como de maquinários que possam surtir 
qualquer tipo de vibração sobre a o concreto ainda jovem.
Os procedimentos de concretagem devem seguir as especificações técnicas para 
que o lançamento do concreto e a cura possam seguir seu tempo ideal estipulado. 
Devem também serem verificadas as operações que envolvem a questão de desforma, 
que é o ato de desenformar os elementos estruturais que foram concretados, visto que 
o cuidado nesse processo deve ser alto principalmente quando forem as superfícies que 
ficarão sujeitas ao fluxo de água. Pontos de imperfeições e reparações nas superfícies, 
como as obturações das aberturas onde foram realizadas as fixações das formas, precisam 
ser sanados imediatamente após a desforma do elemento, para que o prazo estipulado 
no projeto seja seguido e respeitado. 
Evaporação por meio da hidratação e a refrigeração do 
concreto
Em especial quando o clima se encontrar quente e para retardar o tempo dessa 
dissipação do calor, precisam ser consideradas as especificações técnicas e as normas 
regulamentadoras e questões como a altura das camadas de concreto e um intervalo 
mínimo entre um lançamento consecutivo e aumentar o período de espera entre os 
lançamentos. Tudo deve servir de acordo com o plano de execução dessa concretagem. 
Para realizar a refrigeração, podem ser utilizados sistemas de refrigeração artificial, e, 
quando forem utilizados esses sistemas, é comum que possuam serpentinas embebidas 
no concreto, que servem para a circulação da água fria. A configuração desse sistema 
e seus procedimentos em relação à sua montagem e as manobras de controle devem 
seguir o projeto e as especificações técnicas.
84
UNIDADE III | CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS 
Etapas de concretagem
O planejamento para a concretagem precisa buscar assegurar a qualidade na construção, 
compõe parte complementar do fluxograma de trabalhos e necessita determinar: as 
cotas das camadas de concretagem, assim como os intervalos, tanto o mínimo quanto 
o máximo, que ficam em meio ao cumprimento de camadas consecutivas. Para as datas 
de abertura e conclusão das tarefas, existem as datas-chave e os momentos previstos 
para a instalação dos equipamentos. Na preparação do plano de concretagem, devem 
ser respeitados aspectos como a série de atividades sequenciadas da construção que 
são previstas no projeto e a competência da central de concreto e da empreiteira para 
a produção, o transporte e o lançamento desse concreto. A ocasional necessidade 
de retardar a construção de alguns blocos pode ocorrer para consentir a passagem 
de vazões de cheia. Deve-se ficar atento sobre as épocas do ano em que se executam as 
concretagens e sobre a compatibilização entre as tarefas de controle dos concretos que 
foram lançados e de monitoramento e instrumentação da obra, assim como sobre os 
resultados do rompimento dos corpos de prova que foram coletados antes da realização 
do lançamento do concreto.
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CAPÍTULO 2
Barragens de terra e enrocamento
Barragens de aterro ou barragens de terra 
e enrocamento
Em um projeto de barragem e aterro/terra, é preciso que se realizem os estudos 
referentes aos materiais que serão utilizados e às suas condições de uso nesse projeto, 
sendo preciso ter base sobre a investigação geológica e geotécnica e seguir as diretrizes 
que constam para a correta elaboração de projetos especiais como as barragens. 
Para isso, na primeira etapa de obra, são feitas as questões de análise e investigação 
das jazidas e dos materiais que foram definidos para o projeto, de modo que sejam 
empregados os equipamentos adequados e específicos para as atividades que forem 
executadas e os veículos para transportar os materiais paras as áreas de uso. Nessa 
etapa, são analisados e considerados alguns aspectos como:
 » para solos residuais, é indicada a ação mecânica para os equipamentos de 
escavação, transporte, equipamentos de espalhamento e os de compactação, 
a qual altera a granulometria dos materiais empregados;
 » em diferentes tipos de materiais, é mais comum que se realize uma previsão 
de uma área específica para a realização de processamento, seja processo de 
homogeneização ou de umidificação, e outra área para o armazenamento 
provisório dos materiais que posteriormente serão transportados para os 
aterros. Somente devem ser transportados os materiais que passarem pela 
análise de registros de ensaios para o controle tecnológico desses materiais 
que foram processados nas jazidas, de modo que os resultados apresentados 
sejam acareados com os paramentos tidos como ponto de referência, assim 
como as especificações técnicas, como a própria faixa granulométrica, que 
servem como base para todos os ensaios de laboratórios que serão realizados 
no material do maciço;
 » pontos referentes ao controle do teor de umidade que devem ser protegidos 
para que o cronograma das atividades seja realizado sem que haja a necessidade 
de posterior correção do teor de umidade devido a alguma deformidade do 
aterro, a não ser as umidificações controladas; 
 » para solos finos, em uma região saturada ou que apresente o nívelfreático 
muito próximo à superfície, é necessário ter equipamentos que possam 
86
UNIDADE III | CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS 
colocar os materiais com o teor de umidade que foi especificado no projeto, 
de modo que sejam de espalhamento e arreamento, e um equipamento que 
possa realizar ações de drenagens antes da exploração das jazidas;
 » quando realizado o plano de ação de exploração das jazidas, é necessário que 
se atente às cotas em que se localizam tais materiais que serão explorados, 
assim como às cotas de possíveis inundações. Isso vale para qualquer etapa 
da exploração ou mesmo do desvio do rio. Sendo assim, será possível prever 
a necessidade de se antecipar a exploração de um local a fim de retirar os 
materiais e colocá-los em um depósito provisório, servindo de bota-espera;
 » será garantida a seleção adequada e o uso ideal aos materiais com o uso de 
depósitos temporário de bota-esperas;
 » deve ser realizado um desmonte experimental, nas jazidas ou nas pedreiras 
utilizadas na construção das barragens de enrocamento, assim como a 
separação dos materiais e o seu devido armazenamento em depósitos antes 
mesmo da execução dos aterros.
Figura 15. Barragem de terra.
Fonte: https://engenharia360.com/principais-tipos-de-barragens-e-funcoes/. 
Filtros, transições e drenos
Os elementos de filtragem devem seguir as disposições especificadas no projeto, 
assim como toda a orientação das normas técnicas. Tais materiais devem possuir 
87
CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS | UNIDADE III
uma composição mineralógica que possa realizar checagens convenientes sobre a 
resistência à alteração e a possíveis esmagamentos. E sua composição granulométrica 
deve ser específica após a compactação, que deve ser acompanhada do umedecimento 
em abundância.
Quando forem realizadas as execuções dos filtros, devem ser adotadas as técnicas 
construtivas que possam assegurar, de maneira efetiva, seu bom funcionamento, de 
modo que não ocorra contaminação desses filtros em relação ao solo fino ou mesmo 
com o caldo de injeção que é utilizado na consolidação e na impermeabilização da 
fundação da barragem. Deve-se também assegurar contra a segregação granulométrica 
dos materiais.
Esses elementos de filtragem, drenos e de transição, que estiverem desempenhando 
função de dreno, devem ser empregados úmidos e levemente compactados com o auxílio 
de uma máquina, isto é, um trator ou mesmo um rolo vibrador, para que a compactação 
seja relativa e não muito elevada, sendo necessária apenas uma compacidade relativa 
de 75 a 80%, de modo a evitar que fiquem muito rígidos e possam ocorrer recalques 
diferenciais quando relacionados aos materiais adjacentes. Já as camadas de filtro e de 
drenos só são necessárias quando forem realizados os procedimentos de tratamento 
do maciço da fundação. Preferencialmente, as camadas de filtros e drenos devem ser 
executadas antes que camadas de solos finos adjacentes, para que haja apenas uma 
defasagem de duas camadas de drenos ou de filtros.
Para as barragens de terra zonada, com a vedação, ou núcleo, não deve ser permitida 
a circulação de veículos após ser realizada a colocação do filtro a jusante nesse núcleo, 
para que impeça qualquer tipo de contaminação de modo que desempenhem a função 
crítica de assegurar a estabilidade da barragem.
Devem ser executadas as camadas de filtro e de drenos horizontais assim que houver 
um avanço relativo aos aterros adjacentes, de modo que se garanta a inclinação das 
camadas jusantes. Em relação à segregação granulométrica, o que pode ser feito para se 
evitar essa ação é realizar a seleção granulométrica dos materiais a serem utilizados que 
devem apresentar um coeficiente de não conformidade da maneira como foi previsto 
nas especificações do projeto.
Para a retomada dos aterros, devido a alguma descontinuidade no tempo de trabalho ou 
na própria execução, seja por alguma questão climática ou por atraso, deve ser realizada 
uma operação de remoção da camada do material que foi alterado, considerando a sua 
exposição excessiva durante o tempo sem atividades.
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UNIDADE III | CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS 
Projetos que utilizam geotêxteis precisam apresentar uma resistência mecânica, uma 
abertura de filtração e uma transmissividade, que é a permeabilidade em um longo plano 
do geotêxtil, e a admissividade, que é a permeabilidade perpendicular da superfície do 
geotêxtil, assim como a sua durabilidade.
Aterros experimentais 
Como dito anteriormente, é preciso que as camadas de filtro e de drenos horizontais 
sejam executadas em um avanço relativo aos aterros adjacentes para que se garanta a 
inclinação das camadas que servirão para jusante.
Para as barragens de médio ou para as de grande porte, é preciso que sejam executados 
os aterros experimentais antes mesmo de serem empregados os materiais na obra, em 
pontos em que serão aprovados pela supervisão da obra, seguindo as disposições feitas 
no projeto e nas especificações técnicas.
Aterros experimentais são, em sua maioria, feitos além dos aterros da barragem em 
si, sendo, sempre que possível, fixadas nas ensecadeiras, e precisam ser concretizados 
conforme o prazo previsto no planejamento e no cronograma de atividades da obra, 
para que se encontrem executadas e para que os resultados sejam apropriadamente 
decifrados previamente ao início da instalação dos aterros da barragem. A elaboração 
para os aterros experimentais segue as regras de construção previstas para a construção 
da barragem, de maneira que sejam utilizados os mesmos equipamentos para que os 
resultados sejam considerados para a execução da obra. Se houver alterações posteriores 
às execuções dos aterros experimentais que ofereçam impactos ao andamento do 
processo construtivo, como a alteração de algum equipamento de compactação, haverá 
a necessidade de uma execução de um aterro experimental novo.
A partir da execução, são realizados os ensaios que serão analisados para a geração 
de um relatório com seus resultados e a forma como os ensaios foram interpretados. 
Devem constar nesse relatório fotografias, em conjunto com as descrições da execução 
desses aterros experimentais. Com esses resultados, serão definidos os métodos para a 
realização dos aterros para cada um dos materiais testados, principalmente em relação à sua 
característica de teor de umidade, espessura da camada, número de passagens para rolo etc.
Meios de proteção do talude
Em barragens de aterro, é preciso tomar algumas medidas para proteger os taludes, 
principalmente os taludes montantes, em que essa proteção é feita por enrocamento, 
são feitas as camadas de transição, e todos esses materiais empregados devem ser 
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CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS | UNIDADE III
submetidos aos ensaios necessários, conforme as especificações, principalmente os 
ensaios referentes às granulometrias e à sua durabilidade.
Figura 16. Proteção do talude com pedras.
Fonte: ana.gov.br.
Materiais de origem de pedreiras ou jazidas devem ser selecionados conforme os ensaios 
retratados no início do conteúdo. A proteção contra a erosão pela ação de enxurradas, ou 
mesmo por um córrego, mais conhecida como ravina, é empregada nesses taludes para 
assegurar a sua proteção. Por isso, a aplicação dos revestimentos deve necessariamente 
acompanhar a construção do aterro para que se evitem ações de ravinamento. O modo 
como são lançados esses materiais é para que as pedras de maiores dimensões sejam 
empurradas para a face externa do talude. Outro material que pode servir de proteção 
para os paramentos corresponde aos cascalhos, gabiões, solo-cimento etc. Os paramentos 
jusantes também podem receber os cascalhos como cobertura de proteção, mas é mais 
frequente a realização da proteção por meio de cobertura vegetal, o que funciona como 
uma integração do projeto com a paisagem local, um meio de se recuperar um pouco 
do que foi alterado. Ainda que se busque umbom visual, não se deve esquecer que tal 
vegetação deve se manter em todos os períodos do ano e necessita de manutenção.
Vedação de aterro em barragens de enrocamento 
de face de concreto
Na face do enrocamento de montante, é empregado um sistema constituído de uma 
laje de concreto que garante a estanqueidade das barragens de enrocamento. Essa laje é 
engastada direto na fundação de uma laje espessa, ou plinto, em conjunto com uma cortina 
de injeções no maciço da própria fundação. A questão construtiva para a realização da 
laje de concreto e do plinto e os equipamentos que devem ser empregados na construção 
precisam ser adequados para o tipo de serviço que deverão desempenhar, a fim de que 
seja respeitado tudo o que foi definido no projeto e as especificações técnicas.
90
UNIDADE III | CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS 
Para a realização de transição de fundação das lajes ou mesmo dos plintos adjacentes, os 
materiais de uso dessa transição e os materiais que cobrem as lajes e os plintos precisam 
ser definidos no projeto. A compactação dos enrocamentos do corpo da barragem será 
executada por um rolo liso vibrador de grande peso, que realiza a irrigação com água 
para que de fato o solo seja compactado.
A ligação entre o plinto e a fundação depende muito da topografia, do tipo e da qualidade 
em que o maciço de fundação se encontra executado, podendo variar conforme a 
solução geométrica adotada e a maneira como se pode realizar o acesso apropriado. 
O plinto convencional, que costuma ser maciço, de material rochoso e apresentar 
boa qualidade, é composto por uma laje que é apoiada na fundação com uma área 
espessa que constitui um apoio perpendicular em relação à laje da face de concreto. É 
recomendável a execução de plintos em algumas ombreiras com uma laje externa, com 
aproximadamente 3 a 40 m, e uma laje interna, que possa servir como complemento para 
esse comprimento. Em situações em que as ombreiras se encontram muito íngremes, 
ou em vales estreitos, os plintos são normalmente executados como se fossem uma 
parede que se encontra ancorada ao maciço rochoso.
Para diminuir o fendilhamento, que ocorre por meio da mudança de temperatura que 
também causa a retração, podem ser realizadas as juntas de dilatação, no momento 
da construção, para que sejam permitidas essas ações de retração e dilatação. 
Devem ser executadas e tratadas mantendo a superfície molhada por pelo menos 14 
dias. São realizadas juntas nos plintos também com o objetivo de permitir que esses 
elementos se adaptem à topografia do terreno natural. Essas juntas precisam ser livres 
de vedantes e possuir uma continuidade na armadura.
Figura 17. Barragem de enrocamento.
Fonte: https://www.ofitexto.com.br/comunitexto/conheca-todos-os-tipos-de-barragem/. 
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CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS | UNIDADE III
A superfície do talude montante deve ser preparada para receber a laje da face de 
concreto. Quando a barragem não possui uma mureta de concreto, essa proteção por 
ser feita por meio de um revestimento asfáltico, de concreto projetado ou de argamassa. 
Esse processo de proteção deve ser empregado com o objetivo de impedir a ação de 
erosão da superfície desses taludes, que pode ser provocada pela simples precipitação da 
chuva, assim como oferecer uma base mais resistente para a instalação de equipamentos 
que fiquem à disposição tanto das ferragens quanto das formas das lajes.
A utilização do concreto só deve ser feita após a realização dos ensaios previstos para saber 
a composição desse concreto e a sua resistência mecânica. E a laje de concreto necessita 
de pelo menos dois tipos de formas, sendo de madeira, quando forem executadas as lajes 
de partida ou lajes de arranque, e as formas deslizantes para a realização da construção da 
laje principal, que, por sua vez, precisa ser construída de maneira alternada, ou seja, entre 
bandas alternadas, em que a concretagem seja constante de junta a junta, sem qualquer 
interrupção. Já as lajes de arranque necessitam de formas trapezoidais, as quais possuem 
ligação no plinto, no qual sua concretagem necessita ser manualmente e de maneira 
simultânea à construção do enrocamento, e deve ser realizada antes da laje principal, visto 
que sua concretagem antecipada em relação à laje principal oferece a oportunidade de se 
concretar com mais atenção e cuidado o ponto de junta de ligação entre a laje e o plinto.
A laje principal é construída pelo deslizamento da forma após a realização da instalação 
da armadura de aço. Somente devem existir juntas em lajes principais quando forem 
em construção horizontal; em lajes de ombreira, em meio às lajes de arranque e às lajes 
principais, são empregadas as formas deslizantes. No projeto e nas relações técnicas, 
é preciso destacar em detalhes as soluções encontradas para se realizar as conexões 
entre os sistemas, entre os plintos e as lajes da face de concreto, assim como os tipos 
de veda-juntas, como a junta perimetral e a junta vertical.
O comportamento de estanqueidade deve ser acompanhado com atenção pelo plano 
de monitoramento e instrumentação da barragem e outros pontos como a resistência 
mecânica e a impermeabilização desses elementos que compõem a barragem e a 
deformabilidade.
Materiais de uso
O projeto deve especificar todas as exigências em relação a cada material, como o aço, 
o cimento, o concreto produzido, os diferentes materiais possíveis para se realizar os 
revestimentos dos taludes, como o solo-cimento, o enrocamento, o cimento betuminoso, 
e a vegetação apropriada ao local.
92
UNIDADE III | CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS 
Tipo de fundação e tratamento
O contato direto entre a superfície do maciço que servirá de fundação e o solo que 
será um material de aterro apresenta a necessidade de assistência e acompanhamento, 
visto que envolve questões de durabilidade, estanqueidade erosão e deformabilidade. 
Para isso, são indicados alguns estudos, sendo necessário que todo esse processo seja 
realizado antes de se iniciar qualquer tipo de procedimento, visando sempre seguir 
todas as especificações técnicas que estiverem no projeto.
93
CAPÍTULO 3
Barragens de concreto compactado 
a rolo – CCR
Barragens de concreto compactados a rolo (CCR)
Os concretos que são compactados a rolo, mais conhecidos por CCR, são concretos secos 
que possuem um abaixamento nulo para permitir que equipamentos de transporte e 
de lançamentos possam transitar sobre o concreto fresco, do mesmo modo que ocorre 
na construção de aterros. Para a composição desse concreto, é preciso realizar estudos 
para saber a porcentagens dos diferentes componentes desse concreto para que se 
mantenha um abatimento nulo, levando em conta o local onde está sendo realizada a 
obra e os materiais que estão sendo empregados e os equipamentos disponíveis, para que 
satisfaçam as necessidades e exigências de qualidade que o projeto almeja e a resistência 
mecânica necessária, conforme as definições de projeto. Tanto a durabilidade do concreto 
quanto o seu peso específico são questões importantes e devem ser consideradas.
Bloco experimental
Os blocos experimentais devem ser executados em uma etapa anterior a todo o processo 
de construção das barragens de CCR. O lugar onde será executado deverá ser de 
acordo com a empreiteira e a supervisão que servirá para a realização de ensaios que 
possam aferir alguns parâmetros de construção que costumam ser parâmetros de maior 
dificuldade para a caracterização durante a fase de projeto.
Esses blocos precisam ser realizados por meio de equipamentos de fabricação, de 
lançamento e de compactação semelhantes aos que serão empregados na construção da 
barragem. A partir dos resultados que forem obtidos por meio dos ensaios feitos no bloco 
experimental é que poderão ser realizados os projetos e, em paralelo, serão definidas 
as especificações técnicas, abrangendo a origem e as características dos agregados e a 
composição do ligante. Tambémserão abrangidas nessas especificações técnicas questões 
como características de compactação, em relação à espessura das camadas, a energia 
utilizada para essa compactação e o número de vezes em que é realizada a passagem do 
compressor. Outros detalhes são referentes às condições do material ligante em meio 
às camadas e aos tipos de ensaios que devem ser realizados e a frequência indicada 
para a realização, com o objetivo de ter um controle sobre a qualidade da construção.
É preciso que sejam considerados e respeitados os aspectos relativos ao tratamento de 
singularidades, tais como vedantes, interfaces com paramentos e concretos convencionais, 
94
UNIDADE III | CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS 
de mesmo modo como a realização das juntas de contração. No momento em que 
forem executados os blocos experimentais, é preciso realizar uma aferição na central 
de produção do concreto, para que se estabeleça uma data de início da fabricação dos 
concretos que serão destinados à obra assim que for realizada essa aferição da central 
de produção.
Armazenamento e transporte dos agregados
Questões como local de implantação e dimensões do depósito são definidas considerando 
sempre a posição em que se encontra a central de fabricação do concreto. A logística 
busca otimizar todo o caminho que os materiais devem realizar, de seu armazenamento 
à central de produção do concreto. É preciso que o controle sobre disponibilidade dos 
agregados esteja sempre atento para que nunca falte o material no momento em que 
for necessário, visto que é preciso deixar um volume de agregado permanentemente 
disponível para garantir a continuidade de trabalho e que não haja interrupções no 
processo de produção por falta desses materiais para não prejudicar o ritmo de atividades 
a serem realizadas durante o dia de obra. Outra questão é que, no percurso entre o 
depósito e a central, não pode haver nenhum tipo de alteração em suas características.
Produção do concreto
A central de fabricação do concreto deve disponibilizar uma capacidade adequada de 
produção e de confiabilidade que seja compatível com as altas frequências de lançamento do 
CCR, do mesmo modo como deve garantir o grau de exatidão que é exigido em conjunto 
com o nível de controle da mistura enquanto está sendo realizado o processamento 
em que tanto o plano da instalação e as especificações do equipamento precisam estar 
disponíveis para análise da supervisão. Para o controle de qualidade do concreto, é 
preciso seguir as normas técnicas vigentes e os regulamentos que são aplicáveis à 
questão no momento, em conjunto com as adaptações que as especificações técnicas 
tenham definido em relação ao controle de qualidade sobre a fabricação do concreto.
Processo de condução, colocação e compactação do 
concreto
No momento em que for realizada a condução do concreto, do ponto de partida, que 
é a central de produção, até o destino, que é a própria obra, é preciso seguir algumas 
especificações tanto das normas técnicas quanto dos regulamentos que forem aplicáveis. 
O percurso, o processo de descarregamento e a circulação das máquinas devem ser 
realizados com certo planejamento e cuidado, tanto para assegurar um funcionamento 
95
CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS | UNIDADE III
com boa eficiência por parte dos equipamentos quanto com a segurança e a garantia 
da integridade do material lançado. Limpeza do equipamento é uma exigência para 
que se evite a contaminação feita pela superfície das camadas de lamas em mistura com 
óleos e outras substâncias que possam vir a prejudicar o concreto que será lançado.
No momento de lançamento do concreto, é preciso seguir as especificações técnicas que 
são definidas no projeto, assim como as questões das normas técnicas e os regulamentos. 
Podemos ressaltar alguns pontos que lá são abordados, como:
 » respeitar a altura máxima de queda livre para o concreto em até o 0,60 metros;
 » antes de ser lançada a mistura, é preciso verificar se a camada que receberá 
essa mistura se encontra livre de materiais soltos;
 » no momento de espalhamento da mistura, é realizada uma técnica que possa 
garantir que o material seja depositado o mais próximo possível do local 
final na camada que foi lançada.
Assim como em todas as etapas, no momento em que é realizada a compactação, é 
preciso seguir todas as especificações técnicas, as normas e os regulamentos técnicos que 
se aplicam ao caso. O processo de compactação do concreto deve, necessariamente, ser 
realizado momento após ter sido feito o processo de espalhamento, para que o tempo 
transcorrido entre o lançamento do concreto, o espalhamento e a compactação não 
exceda trinta minutos. Existe uma espessura almejada para as camadas compactadas 
que seguem uma regra de que sua espessura seja de, no máximo, três vezes a maior 
dimensão dos agregados lançados. É dispensável a presença do rolo vibrador nas 
camadas que já foram compactadas, visto que sua ação poderia causar danos como 
fissuras no concreto no momento em que estivesse em processo de pega.
Para as camadas que apresentam rebordos expostos, que não serão cobertos pela camada 
seguinte, precisam ser compactados com um equipamento apropriado e indicado 
para a função, em um tempo limite de até trinta minutos após ter sido realizado o 
lançamento do concreto.
Controle de qualidade no concreto produzido
O controle da qualidade sobre o concreto em obra deve ser realizado basicamente 
na determinação, por meio de alguns ensaios apropriados, da espessura e da 
regularidade das camadas executadas, do teor de umidade, do peso específico e do 
teor da temperatura. 
96
UNIDADE III | CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS 
A partir das especificações técnicas que serão recomendadas, sondagens mecânicas 
para se retirar um corpo de prova deverão ser realizadas. Esses testemunhos terão por 
função servir de material de prova para realização dos ensaios de resistência mecânica, 
para os ensaios de resistência química e para a verificação de deformabilidade e de 
permeabilidade.
Tabela 8. Ensaios correntes de caracterização dos materiais constituintes do concreto (*).
Componentes Ensaios Normatização
Agregados – NBR 
7211; NBR NM 26; 
NBR NM 27; NBR 
15577
Análise granulométrica ABNT NBR 7217/87; NBR NM 248.
Massa Específica e Absorção
ABNT NBR 9937/87; NBR NM 53 (agregados 
graúdos); NBR 9777/87; NBR NM 30; NBR NM 52 
(agregados miúdos);
Massa Unitária ABNT NBR 7251
Material pulverulento (passante na 
#200) ABNT NBR 7219/87; NBR NM 46.
Teor de umidade ABNT NBR 9775/87; NBR 9939/87
Teor de argila e materiais friáveis ABNT NBR 7218/87(Agregados graúdos)
Teor em matéria orgânica ABNT NBR NM 49 (Agregado miúdo)
Abrasão “Los Angeles” ABNT NBR NM 51 (Agregados graúdos)
Índice de forma ABNT NBR 7809/83 (Agregado graúdo)
Resistência ao esmagamento ABNT NBR 9938/97
Cimento
Análise química ABNT NBR NM 10; NBR NM 11; NBR NM 20; NBR NM 
22; NBR 11578/91
Superfície específica (Blaine) ABNT NBR 7224/84; NBR NM 76
Calor de hidratação (Garrafa de 
langavant) ABNT NBR 12006
Massa específica ABNT NBR NM 23; NBR 6474/87
Resistência à Compressão ABNT NBR 7215/07/
Tempo de início e fim de pega ABNT NBR NM 65; NBR 11581/91
Equivalente Alcalino (Teor de Sódio e 
Potássio) ABNT NBR NM 17
Resíduo insolúvel ABNT NBR NM 15; BNR NM 22
Perda ao fogo ABNT NBR NM 18
Expansibilidade “Le Chateller” ABNT NBR 11582
Óxidos elementares ABNT NBR NM 11-2; NBR NM 22
Álcalis solúveis e totais ABNT NBR NM 17
Cal Livre NBR NM 13
Fonte: ANA, 2016, p. 57.
(*) Além desses ensaios, podem também ser realizados ensaios especiais, tais como 
teores de cloretos, de sulfatos solúveis e de partículas leves, durabilidade (sanidade 
97
CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS | UNIDADE III
ao ataque pelo sulfato de sódio ou magnésio, ciclagem artificial em água e estufa ou 
ciclagem acelerada com etilenoglicol, entre outros).
Tabela 9. Ensaios correntes de caracterizaçãodos materiais constituintes do concreto (*).
Componentes Ensaios Normatização
Água (NBR 12654 e NBR NM 137)
pH ABNT NBR 9251/86.
Análise Química
Aditivos (NBR 11768)
pH, teor de material sólido, massa específica NBR 10908
Análise Química
Fonte: ANA, 2016, p. 57.
(*) Além desses ensaios, podem também ser realizados ensaios especiais, tais como 
teores de cloretos, de sulfatos solúveis e de partículas leves, durabilidade (sanidade 
ao ataque pelo sulfato de sódio ou magnésio, ciclagem artificial em água e estufa ou 
ciclagem acelerada com etilenoglicol, entre outros).
Tabela 10. Ensaios correntes de controle na produção de concretos.
Tipos de Concretos Ensaios Normatização
Concreto convencional
Concreto no Estado 
Fresco
Teor de ar comprimido ABNT NBR NM 47; NBR 
9833/87
Massa Específica ABNT NBR 9833/87
Trabalhabilidade/Abatimento (Slump test) ABNT NBR 7219/87; NBR NM 
46
Espalhamento no cone de Abrams (Slamp Plow Test) ABNT NBR NM 67
Início e fim de pega ABNT NBR 15823
Temperatura ASTM C 403; NBR NM 09
Concreto Endurecido
Resistência à compressão unilateral em corpos de prova ABNT NBR 5739/07
Módulo de elasticidade em corpos de prova ABNT NBR 8522/03
Extração de carotes e determinação de:
Resistência à compressão unilateral ABNT NBR 5739/07
Módulo de elasticidade ABNT NBR 7222/94
Concreto Compactado a Rolo (CCR)
Concreto no Estado 
Fresco
Ensaio Vebê ACI2113/87
Ensaio Vebê modificado “Cannon Time”
Massa Unitária
Densidade in situ com densímetro nuclear ASTM C1040M-08
Concreto Endurecido
Resistência à Compressão Uniaxial em corpos de prova ABNT NBR 5739/07
Módulo de elasticidade em corpos de prova ABNT NBR 8522/03
98
UNIDADE III | CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS 
Concreto Endurecido
Extração de carotes e determinação de:
Resistência à compressão uniaxial ABNT NBR 5739/07
Resistência à compressão diametral ABNT NBR 7222/94
Absorção de água por imersão ABNT NBR 9778/87
Fonte: ANA, 2016, p. 58.
Além destes ensaios, podem também ser realizados ensaios especiais, tais como teores 
de cloretos, de sulfatos solúveis e de partículas leves, durabilidade (sanidade ao ataque 
pelo sulfato de sódio ou magnésio, ciclagem artificial em água e estufa ou ciclagem 
acelerada com etilenoglicol, entre outros).
Face da fundação e juntas de concretagem
As superfícies da fundação serão preparadas para o lançamento do concreto seguindo 
todas as especificações técnicas do projeto e respeitando as normas técnicas respectivas 
ao lançamento do concreto e as regulamentações que forem aplicáveis a essa ação. 
As superfícies que correspondem às feições, sejam elas diaclases ou de planos de 
estratificação ou de xistosidade, precisam apresentar certa rugosidade que proporcione 
uma aderência satisfatória em relação ao que se estabeleceu de função no projeto. 
Outro quesito referente a regulamentações é sobre as rochas que forem adjacentes às 
feições e forem removidas. Elas não podem ser danificadas por conta dos trabalhos 
que foram realizados durante a remoção. Para as eventuais cavidades que possam 
surgir, devem ser realizadas limpezas com o uso de jateamento de ar, em conjunto 
com água. A superfície sofrerá um apicoitamento para que se torne rugosa e possa ser 
preenchida com concreto.
O responsável pela supervisão da obra deve verificar, antes de ser realizado o lançamento 
do concreto, se a superfície se encontra livre e apta para receber essa mistura. As juntas 
de concretagem são referentes às superfícies de interrupção dos lançamentos entre os 
concretos em diferente idade de cura. As camadas devem ser cobertas com o concreto 
da camada superior, antes mesmo que a camada tenha iniciado o seu processo de pega, 
para que se assegure uma ligação perfeita entre essas duas camadas.
Se somente for possível realizar o lançamento de uma camada, antes que essa camada 
lançada comece a iniciar a pega, a junta resultante, que é uma junta fria, precisa ser 
tratada conforme as especificações técnicas do projeto considerando os resultados dos 
blocos experimentais em diferentes condições do processo construtivo, em específico 
sobre o intervalo de interrupção, em relação à temperatura e a uma eventual aplicação 
de uma argamassa de ligação.
99
CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS | UNIDADE III
Concretagem em condições adversas
Não se deve executar uma concretagem em período de chuva considerada intensa que 
venha a prejudicar a mistura lançada e causar um tipo de lavagem dos materiais finos 
do concreto. Nos tempos frios, podem sim ser efetuadas, porém devem ser seguidas 
questões e procedimentos especificados no projeto, sobretudo as normas técnicas e 
as possíveis regulamentações aplicáveis ao caso.
Formas
As estruturas que servem de suporte às formas, que geralmente são formadas por 
blocos ou por painéis deslizantes, precisam respeitar questões de movimentação, para 
que os equipamentos de compactação não sejam restringidos em excesso.
O tratamento da junta de contração 
Para as barragens de concreto compactado com rolo, em que a estanqueidade é assegurada 
pelo concreto, é preciso prever as juntas de contração que são formadas por meio de 
cisalhamento de cada camada logo após concretagem ou por meio de dispositivos que são 
indutores de fendas. As injeções de tratamento para as juntas de contração, do mesmo 
modo que a possíveis fendas que apresentem uma disposição em transversal, deverão 
ser efetuadas, assim que for necessário, por meio de furos, a partir dos parâmetros ou 
de galerias.
Órgão anexos e galerias
A construção de galerias integradas ao corpo da obra, assim como os órgãos hidráulicos 
que são constituídos em um concreto convencional, devem também ser realizadas 
conforme as especificações técnicas definidas no projeto e de acordo com as funções 
reais e as condições de execução dessas galerias. Essa construção deve ser seguir os 
procedimentos de colocação do CCR em conjunto com os equipamentos.
Cronograma de concretagem
O processo de concretagem deve estar no plano de atividades de todos os trabalhos 
a serem executados, e não pode haver conflitos sobre essa execução, isto é, não pode 
haver atrasos ou mesmo interferências. Esse plano de execução é importante para a 
construção das barragens CCR, pois cada módulo e cada etapa envolve um volume 
muito grande de concreto, e o processo de lançamento precisa ser realizado de modo 
que não haja formações de juntas frias entre elas. Nesse cronograma de concretagem, 
100
UNIDADE III | CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS 
devem ser especificados os níveis de cada camada de concretagem. Para as condições 
ideais para a formação de juntas frias, precisam ser datados seu início e sua conclusão, 
e, em conjunto, devem constar as datas de montagens dos equipamentos que serão 
utilizados para o processo de compactação pelo rolo. 
Para esse plano de concretagem, devem ser analisadas questões como a compatibilização 
do lançamento do CCR com os demais elementos da obra em que serão utilizados os 
concretos convencionais, assim como os demais equipamentos dos órgãos que servem 
como extravasores de operação. Outra questão que precisa ser analisada e considerada 
é a capacidade da obra de fabricar os concretos, transportar esse material e realizar o 
seu lançamento. Além disso, deve ser feito o estudo para os períodos em que poderá 
ser realizada a concretagem, para que condições climáticas não interfiram no processo.
Tratamento das fundações
Barragens executadas em concreto são, em sua maioria, fundadas sobre material 
maciço rochoso, cuja superfície, que ficará entre o concreto e o maciço da fundação, e 
o maciço da vizinhança desse local devem receber um tratamento específico para que 
sejam asseguradas as propriedades do maciço e haja um comportamento estrutural e 
hidráulico mais adequado. 
Em barragens que possuem elementos de obra diretamente apoiados ao solo, esses 
estudos são realizados com maior cuidado pelo fato de o contato direto ter mais 
possibilidadede presença de água, o que pode afetar questões estruturais
Impermeabilização, consolidação e drenagem
Para os tratamentos dos maciços rochosos de fundação dessas barragens feitas de 
concreto, principalmente nos pontos de consolidação, drenagem e impermeabilização, 
é feita a impermeabilização para que seja controlada a percolação da água no maciço. 
A consolidação tem por função aperfeiçoar as características mecânicas do próprio 
maciço. Já a drenagem realiza a ação de recolher a água de percolação e a conduzir 
de modo que controle os gradientes hidráulicos e a própria subpressão que ocorre na 
base das barragens e em eventuais superfícies de deslizamento potencial do maciço.
Devem ser adotados e executados alguns procedimentos para as ações citadas de 
impermeabilização, a consolidação e a drenagem da fundação, que possam seguir 
os critérios e as exigências técnicas previamente estabelecidas para as dimensões da 
barragem em particular. Dessa maneira, as particularidades do maciço de fundação, 
como a possível alteração das rochas que o constituem e as suas feições, devem ser 
101
CRITÉRIOS E METODOLOGIA DE PROJETOS PARA BARRAGENS | UNIDADE III
consideradas, podendo ser disclasamento, estratificação e xistosidade, falhas, mergulhos 
e cavernas. 
É importante que os procedimentos adotados no momento de tratamento das fundações 
sejam revistos enquanto for realizada a construção, conforme as informações adicionais 
que foram obtidas nessas fases por intermédio das análises de investigação, geológicas 
e geotécnicas, complementares e de escavação.
Domínio das atividades de consolidação e de 
impermeabilização
Refere-se à forma do domínio das atividades para as medidas de consolidação e de 
impermeabilização das fundações rochosas de barragens, como a execução dos furos, 
sobre as características das caldas e as pressões que devem ter as injeções.
O objetivo é principalmente a garantia da estabilidade das barragens e do maciço das 
fundações vizinhas enquanto for realizada a injeção. A redução do desperdício do produto 
que é injetado também é uma causa. É preciso avaliar a questão de desenvolvimento 
de algumas características do maciço em diferentes fases do tratamento, permitindo 
ajustar o projeto ao que está no local. O controle das atividades de consolidação e de 
impermeabilização precisa ser assegurado por meio de inspeção visual da superfície 
do maciço rochoso e das juntas da barragem e de sua interseção dos parâmetros 
com a fundação. Deve-se detectar possíveis comunicações entre os furos, que não 
tenham sido previstas, e realizar análise dos registros das pressões das injeções e das 
absorções em cada furo e a comparação entre os resultados de ensaios de permeabilidade. 
É importante fazer uma interpretação dos resultados de observação sobre a detecção 
de possíveis comportamentos anômalos na barragem e na fundação. 
A maneira mais eficaz do tratamento pode ser avaliada por uma comparação entre 
as propriedades iniciais dos maciços rochosos com as que foram obtidas em meio das 
fases posteriores ao tratamento. As propriedades do maciço rochoso são caracterizadas 
a partir de ensaios de permeabilidade e de ensaios geofísicos, realizados em locais 
característicos da fundação, que são definidos com base em estudos do seu faturamento.
A quantidade de furos e a distância entre eles para a inserção da injeção de calda de 
cimento precisam estar ajustadas no decorrer das atividades, em função da quantidade 
de caldas que foram absorvidas em cada furo. 
102
UNIDADE IV
PROBLEMAS 
ASSOCIADOS À 
EXECUÇÃO DE 
BARRAGENS
Problemas por falha de construção
Em barragens feitas com concreto, é possível que haja algumas deficiências por conta da 
má execução das atividades estabelecidas para a sua construção. Exemplo dessas falhas 
são as percolações excessivas, em conjunto com a erosão interna, em que ocorre um 
arraste das partículas de enchimento e das fissuras dos maciços rochosos por conta de 
tratamentos de consolidação mal executados, assim como a própria impermeabilização 
na fundação, que pode apresentar falhas em sua execução.
As subpressões em excesso na fundação podem ser causadas por meio de um tratamento 
deficiente na drenagem da fundação. As possíveis deformações ou movimentos em 
excesso que causem desalinhamento dos blocos de barragem e fendas grandes que 
permitam a passagem de água podem ser resultado de uma escavação errada no terreno. 
A falha no tratamento de consolidação do maciço rochoso também prejudica a estrutura. 
Fissuras no concreto podem ser resultado de um recalque na fundação, assim como 
pode ocorrer a degradação exagerada dos concretos por conta de sua baixa qualidade 
e dos concretos ou mesmo dos produtos utilizados para as juntas ou por deficiências 
técnicas durante a construção.
A deterioração por conta da expansão causada pelas reações químicas, os álcalis-
agregados e a falta de estudos prévios para prevenir esses fenômenos durante o processo 
de planejamento e projeto são prejudiciais.
Questões de segurança para barragens de concreto
As estruturas das barragens realizadas em concreto são estáveis, considerando que foi 
realizada a sua construção de maneira correta e que não ocorreram danos por monta 
em situação de galgamento (“overtopping”). Outra questão é que não se encontram 
propensas a deslizamento ou erosões; porém, a maior questão corresponde às vegetações 
maiores, considerando suas raízes, que podem prejudicar a segurança da estrutura das 
barragens de enrocamento e terra. 
Sabendo que a água, em um reservatório, desempenha certa pressão nas paredes da 
estrutura de concreto que transmitem para as ombreiras e para a fundação, as principais 
103
PROBLEMAS ASSOCIADOS À EXECUÇÃO DE BARRAGENS | UNIDADE IV
questões levantadas quanto aos riscos da estabilidade da estrutura das barragens 
feitas de concreto se encontram atreladas diretamente à sua integridade estrutural, 
isto é, à questão de não haver fissuração, à transmissão dos esforços às ombreiras e 
posteriormente para a fundação e sobre sua qualidade e a sua integridade, à característica 
de resistência em relação às ações mecânicas, seja por erosão ou cavitação, e sobre a 
possível deterioração por influência de agentes externos, podendo pontuar a água 
como exemplo, ou mesmo por agentes internos, com a própria reação álcalis-agregado, 
que foi abordada no capítulo anterior, ou por qualquer contaminação dos materiais 
empregados.
É preciso levar em conta o número de barragens de concreto que são construídas e 
se encontram ativas e operando há algumas décadas e ainda assim tiveram a mesma 
ação de envelhecer. Logo, ainda que barragens de concreto apresentem certa vantagem 
estrutural, não se exclui a necessidade de manutenção e reparos. E tais ações podem 
apresentar custos crescentes com o passar dos anos.
Em qualquer estrutura, seja ela de concreto ou não, que possa apresentar ação de 
ruptura que represente danos de monta, em barragens com estrutura de concreto, 
é preciso que seja realizado o monitoramento de seu desempenho, de modo que se 
acompanhe a estabilidade e a segurança dessa barragem.
Controle de segurança durante a construção
Acompanhamento e instrumentação
Para se ter o controle em questões de segurança na etapa de construção, é preciso 
ter como principal objetivo não apenas garantir que não ocorram incidentes ou 
acidentes enquanto as etapas de execução estão em andamento, mas ter por finalidade a 
contribuição para uma qualidade ainda maior e uma redução nos impactos ambientais 
que estejam diretamente associados às modificações causadas pela construção. Nessa 
etapa, toda a segurança se apoia em rotina de inspeções de segurança sobre as atividades 
e no monitoramento entre os resultados obtidos por meio da instrumentação.
No momento de construção, do plano para o monitoramento e da instrumentação, 
o projeto precisa estar convenientemente adaptado para considerar as especificações 
que são relativas às instalações e ao uso dos instrumentosde monitoramento e outros 
dispositivos e acessórios, assim como os procedimentos que devem ser seguidos.
104
CAPÍTULO 1
Rejeitos de mineração: problemas 
e alternativas
Barragens de rejeitos minerais
Uma barragem de rejeito é uma estrutura de terra construída para armazenar resíduos de 
mineração, os quais são definidos como a fração estéril produzida pelo beneficiamento 
de minérios, em um processo mecânico e/ou químico que divide o mineral bruto em 
concentrado e rejeito. O rejeito é um material que não possui maior valor econômico, 
mas, para salvaguardas ambientais, deve ser devidamente armazenado. As características 
dos rejeitos variam de acordo com o tipo de mineral e de seu tratamento em planta 
(beneficiamento). Podem ser finos, compostos de siltes e argilas, depositados sob forma 
de lama ou formados por materiais não plásticos (areias) que apresentam granulometria 
mais grossa e são denominados rejeitos granulares (ESPÓSITO, 2000). Os rejeitos 
granulares são altamente permeáveis e contam com uma boa resistência ao cisalhamento, 
enquanto os rejeitos de granulometria fina, abaixo de 0.074mm (lamas), apresentam 
alta plasticidade, alta compressibilidade e são de difícil sedimentação. De acordo com 
Chammas (1989), o rejeito em forma de polpa passa por três etapas de comportamento: 
 » comportamento de lâmina líquida, com floculação das partículas de menor 
tamanho; 
 » em processo de sedimentação, apresentando comportamento semilíquido 
e semiviscoso;
 » em processo de adensamento, comportando-se como um solo. 
É importante mencionar que o rejeito não é propriamente um solo, mas, para fins 
geotécnicos, seu comportamento é considerado equivalente ao de um solo com 
características de baixa resistência ao cisalhamento.
Barragens pelo Brasil
As barragens de mineração são estruturas projetadas e empregadas como reservatório 
para contenção e amontoamento de substâncias líquidas ou de combinação de líquidos 
e sólidos originários dos procedimentos de beneficiamento de minérios.
No campo de Minério de Ferro, possuímos uma estatal brasileira com ao menos 124 
barragens cadastradas na Agência Nacional de Mineração (ANM). Ao todo, 82% dessas 
barragens estão localizadas em Minas Gerais.
105
PROBLEMAS ASSOCIADOS À EXECUÇÃO DE BARRAGENS | UNIDADE IV
Figura 18. Barragens de mineração de ferro.
 
Barragens de minério de 
ferro no país 
Barragens de rejeito Em Minas Gerais 
Fonte: http://www.vale.com/brasil/PT/aboutvale/servicos-para-comunidade/minas-gerais/atualizacoes_brumadinho/Documents/PT/entenda-
as-barragens-da-vale-pt.html. 
Figura 19. Barragens de mineração de ferro no território brasileiro.
 
Barragens 
Barragens 
Barragens 
Fonte: http://www.vale.com/brasil/PT/aboutvale/servicos-para-comunidade/minas-gerais/atualizacoes_brumadinho/Documents/PT/entenda-
as-barragens-da-vale-pt.html. 
Problemas e alternativas
Segregação hidráulica 
A segregação hidráulica é um processo de disposição em que partículas de diferentes 
tamanhos são dispostas a distâncias específicas em relação ao ponto de lançamento. 
A segregação hidráulica apresenta um efeito direto na distribuição granulométrica e 
nas condições de fluxo ao longo da praia (BHERING, 2006). 
De acordo com Vick (1983), durante o processo de disposição hidráulica, espera-se 
uma zona de alta permeabilidade nas áreas próximas ao ponto de descarga (rejeitos 
granulares), assim como uma zona de baixa permeabilidade situada mais distante do 
ponto de lançamento (rejeitos finos), com uma zona de permeabilidade intermediária 
106
UNIDADE IV | PROBLEMAS ASSOCIADOS À EXECUÇÃO DE BARRAGENS
entre estas. A disposição hidráulica cria também características estruturais típicas, 
como estratificação, acamamentos, microestruturas etc. 
Segundo Blight (1994), em rejeitos arenosos, a segregação granulométrica ocorrida na 
praia gera o arraste das partículas finas para locais mais distantes do ponto de lançamento 
dos rejeitos, com redução da condutividade hidráulica em função da distância do ponto 
de lançamento. A condutividade hidráulica média k foi estimada por aquele autor em 
função da distribuição granulométrica e com a equação de Sherard (1984):
( )2
150,35k d= 
Em que k representa a condutividade hidráulica em (cm/s) e d15 o diâmetro efetivo 
em milímetros. 
Evaporação
No processo de disposição de rejeitos, normalmente o intervalo entre o lançamento 
de camadas consecutivas é suficiente para permitir o ressecamento da camada anterior 
lançada. À medida que o grau de saturação diminui, a sucção desenvolvida pode ser 
suficientemente alta para aumentar a resistência do material, formando um perfil 
geotécnico com características de pré-adensamento, o que contribui na minimização 
de recalques após o final da disposição (FAHEY et al., 2002).
Sedimentação
No momento da disposição dos rejeitos, algumas regiões da camada tornam-se mais 
densas que outras, dependendo do tipo de disposição. Disposições turbulentas tenderiam 
a provocar maiores índices de vazios nas camadas. 
Adensamento
Adensamento é o processo que envolve a ocorrência de deformações e aumento da 
tensão efetiva no material, com o consequente aumento de sua resistência devido à 
dissipação dos excessos de poropressão ao longo do tempo. A polpa depositada no 
reservatório possui considerável quantidade da água no momento de sua disposição, 
sendo fundamental a existência de um sistema de drenagem eficiente para garantir a 
ocorrência do adensamento. A permeabilidade dos rejeitos diminui significativamente 
à medida que o adensamento avança, as camadas inferiores tornando-se menos 
permeáveis com o tempo e o sistema de drenagem nessas camadas deixando de ser 
eficazes (BHERING, 2006). No momento de lançamento de resíduos de densidades 
muito baixas no reservatório, existe a ocorrência de sedimentação e adensamento 
107
PROBLEMAS ASSOCIADOS À EXECUÇÃO DE BARRAGENS | UNIDADE IV
simultaneamente. No comportamento da mistura líquido-sólido, a diferença entre 
sedimentação e adensamento é feita usualmente em termos da ocorrência ou não das 
tensões efetivas. Quando não há contato entre grãos, o comportamento da camada 
de resíduos é governado pela teoria da sedimentação (MCROBERTS; NIXON, 
1976), enquanto a teoria do adensamento seria aplicável quando tensões efetivas 
entre partículas sólidas fossem desenvolvidas. As propriedades de deformabilidade 
e permeabilidade variam significativamente ao longo do tempo, necessitando-se de 
uma teoria do adensamento a grandes deformações para um tratamento rigoroso do 
assunto. Adicionalmente, os recalques gerados nos rejeitos não são somente provocados 
pelo adensamento, mas também pelo ressecamento, com a formação de uma crosta 
superficial com características de material pré-adensado.
Alteamento de barragens
Barragem de rejeito é uma estrutura construída com a finalidade de armazenar os 
resíduos de mineração (CRUZ, 2004). No Brasil, a frequente disposição de rejeito na 
forma de polpa faz com que a construção adequada e a segurança das barragens sejam 
indispensáveis para armazenar corretamente os rejeitos e reduzir os riscos ambientais.
A Política Nacional de Segurança das Barragens (PNSB), instituída em 20 de setembro 
de 2010 pela Lei Federal n. 12.334, estabelece que a segurança das barragens deve ser 
considerada em todas as etapas, desde planejamento, projeto, construção, enchimento, 
operação, até a desativação e os usos futuros, sendo o empreendedor responsável legal 
pela segurança da barragem.
Durante as fases planejamento e projeto, devem ser realizados ensaios em campo e 
em laboratório, a fim de verificar as propriedades físicas e mecânicas das fundações, 
rochas e materiais de empréstimo. Além disso, devem ser avaliadas as características 
das águas subterrâneas, sua localização e composição (LOZANO, 2006).
Segundo Machado (2007), no processo de escolha do local, é necessário analisar a 
topografia da região para determinar a geometria da barragem, sendo possível a 
utilização de valesexistentes na construção das barragens. É importante que o solo 
do local escolhido apresente capacidade de suporte suficiente, para que não ocorram 
deslizamentos ou grandes acomodações durante a operação da barragem
Para o dimensionamento das barragens, deve ser considerado o volume e as diferentes 
características do rejeito. Em situações nas quais o rejeito seja de textura argilosa, 
esse dimensionamento dependerá da previsão da consolidação desse material. 
108
UNIDADE IV | PROBLEMAS ASSOCIADOS À EXECUÇÃO DE BARRAGENS
Com o tempo, a consolidação liberará espaço útil na barragem para novos lançamentos 
de rejeito (LIMA, 2009).
De forma geral, as barragens de rejeito são construídas em etapas e alteadas de acordo 
com as necessidades da mina. O alteamento pode ser realizado com materiais de 
empréstimo, material compactado proveniente de áreas próximas, ou com material 
do próprio rejeito (CRUZ, 2004).
O uso de rejeito nos alteamentos é bastante frequente devido ao baixo custo, à fácil 
execução e à grande disponibilidade de material. Para a utilização de rejeito na construção 
da barragem, é necessário que suas frações sejam separadas, pois as partículas finas 
são impróprias para o uso devido à sua baixa resistência ao cisalhamento e à sua alta 
compressibilidade. A ciclonagem dos rejeitos é comumente utilizada para obter a 
separação dos componentes de maiores diâmetros (LIMA, 2009).
Para as construções das barragens, é utilizada a técnica de hidromecanização, na qual 
ocorre o transporte e a disposição do rejeito com o auxílio da água. As barragens 
resultantes desse procedimento apresentam comportamento de aterro hidráulico, estrutura 
construída pelo transporte e pela deposição de solo em meio aquoso (PEREIRA, 2005).
O lançamento hidráulico de rejeitos provoca segregação hidráulica, afetando diretamente 
a distribuição granulométrica e as condições de fluxo ao longo da praia. Além disso, 
pode haver aumento do risco de ruptura devido à formação de potenciais focos de 
liquefação (PEREIRA, 2005).
A liquefação é um fenômeno no qual ocorre redução da resistência ao cisalhamento 
de solos granulares, fofos e saturados em reposta a um carregamento não drenado. 
Esses focos podem ser caudados por vibrações no terreno provenientes de desmonte 
com explosivos próximo das barragens, alteamentos muito rápidos, entre outros 
(PEREIRA, 2005).
A etapa inicial da construção consiste na execução de um dique de partida de pequena 
altura (normalmente em torno de 5 metros), constituído de material de empréstimo, 
seguido pelo lançamento do rejeito em sua crista, formando uma praia que se adensará 
e atuará como fundação. Esse lançamento é realizado por meio de hidrociclones por 
uma série de barras aspersoras (spray bars) ou por espigotes, todas com o objetivo de 
obter a formação uniforme da praia (LUZ; LINS, 2010).
Os espigotes apresentam uma forma mais simples de instalação e mais complexa 
de funcionamento, pois existe a possibilidade da não uniformidade nos pontos de 
109
PROBLEMAS ASSOCIADOS À EXECUÇÃO DE BARRAGENS | UNIDADE IV
lançamento, formação de poças de lama/água entre os pontos de lançamento e grande 
viabilidade das características geotécnicas dos rejeitos (PEIXOTO, 2012).
Alteamento a montante
O método de montante é o mais antigo, simples e econômico método de construção de 
barragens. A etapa inicial na execução desse tipo de barragem consiste na construção de 
um dique de partida, normalmente de material argiloso ou enrocamento compactado. 
Após realizada essa etapa, o rejeito é lançado por canhões em direção a montante da 
linha de simetria do dique, formando assim a praia de deposição, que se tornará a 
fundação e eventualmente fornecerá material de construção para o próximo alteamento. 
Esse processo continua sucessivamente até que a cota final prevista em projeto seja 
atingida (ARAUJO, 2006). De acordo com Troncoso (1997), o método de montante 
para alteamento de barragens de rejeito é o mais econômico em curto prazo, pois 
permite obter a menor relação entre volumes de areia/lama. Embora seja o mais 
utilizado pela maioria das mineradoras, o método de montante apresenta um baixo 
controle construtivo, tornando-se crítico principalmente em relação à segurança. 
O agravante, nesse caso, está ligado ao fato de os alteamentos serem realizados sobre 
materiais previamente depositados e não consolidados. Assim, sob condição saturada 
e estado de compacidade fofo, esses rejeitos (granulares) tendem a apresentar baixa 
resistência ao cisalhamento e susceptibilidade à liquefação por carregamentos dinâmicos 
e estáticos (ARAUJO, 2006). Nesse método construtivo ainda existe uma dificuldade 
na implantação de um sistema interno de drenagem eficiente para controlar o nível 
d’água dentro da barragem, constituindo um problema adicional com reflexos na 
estabilidade da estrutura.
Figura 20. Alteamento a montante.
Rejeitos Dispostos
Fundação
Dique Inicial
Alteamentos
Lago de Decantação
Fonte: adaptada pelo autor (2021).
Alteamento a jusante
Já no método de jusante, a etapa inicial consiste na construção de um dique de partida, 
normalmente de solo ou enrocamento compactado, em que os alteamentos subsequentes 
110
UNIDADE IV | PROBLEMAS ASSOCIADOS À EXECUÇÃO DE BARRAGENS
são realizados para jusante do dique de partida. Esse processo continua sucessivamente 
até que a cota final prevista em projeto seja atingida. De acordo com Klohn (1981), as 
vantagens envolvidas no processo de alteamento para jusante consistem no controle 
do lançamento e da compactação, de acordo com técnicas convencionais de construção. 
Nenhuma parte ou alteamento da barragem é construída sobre o rejeito previamente 
depositado. Além disso, os sistemas de drenagem interna podem ser instalados durante 
a construção da barragem e prolongados durante seu alteamento, permitindo o controle 
da linha de saturação na estrutura da barragem e aumentando sua estabilidade. A 
barragem também pode ser projetada e construída apresentando a resistência necessária 
ou requerida, inclusive resistir a qualquer tipo de forças sísmicas, desde que projetadas 
para tal, já que há a possibilidade de atendimento integral das especificações de projeto. 
Entretanto, barragens alteadas pelo método de jusante necessitam de maiores volumes 
de material para construção, apresentando maiores custos associados ao processo 
de ciclonagem ou ao empréstimo de material. Além disso, com esse método, a área 
ocupada pelo sistema de contenção de rejeitos é muito maior, devido ao progresso da 
estrutura para jusante em função do acréscimo da altura (ARAUJO, 2006).
Figura 21. Alteamento a jusante.
Rejeitos Dispostos
Fundação Dique Inicial
Alteamentos
Lago de Decantação
Fonte: adaptada pelo autor (2021).
Alteamento linha de centro 
Barragens alteadas pelo método de linha de centro apresentam uma solução intermediária 
entre os dois métodos citados anteriormente, apresentando vantagens dos dois métodos 
anteriores e tentando minimizar suas desvantagens. Segundo Assis e Espósito (1995), o 
comportamento geotécnico do método de linha de centro se assemelha mais a barragens 
alteadas para jusante, constituindo uma variação desse método, em que o alteamento da 
crista é realizado de forma vertical, sendo o eixo vertical dos alteamentos coincidente 
com o eixo do dique de partida. Nesse método, torna-se possível a utilização de zonas 
de drenagem internas em todas as fases de alteamento, o que possibilita o controle da 
linha de saturação e promove uma dissipação de poropressões, tornando o método 
apropriado para utilização inclusive em áreas de alta sismicidade. 
111
PROBLEMAS ASSOCIADOS À EXECUÇÃO DE BARRAGENS | UNIDADE IV
Figura 22. Alteamento linha de centro.
Rejeitos Dispostos
Fundação Dique Inicial
Alteamentos
Lago de Decantação
Fonte: adaptada pelo autor (2021).
Segundo Araújo (2006), a escolha de um ou outro método de execução dependerá de 
uma série de fatores, tais como: tipo de processo industrial, característicasgeotécnicas e 
nível de produção de rejeitos, necessidade de reservar água, necessidade de controle de 
água percolada, sismicidade, topografia, hidrologia, hidrogeologia e custos envolvidos. 
No entanto, como as barragens alteadas pelo método de montante têm se mostrado 
de maior facilidade de execução e mais economicamente viáveis, estas têm sido as 
preferencialmente adotadas pelas empresas mineradoras.
112
CAPÍTULO 2
Resíduos Industriais: problemas 
e reaproveitamento
Barragens de rejeitos industriais
Barragens de contenção de rejeitos geralmente retêm materiais sólidos e água que podem 
ser considerados contaminantes se liberados para o meio ambiente. A composição 
desses materiais depende do processo industrial e do tipo de mineral explorado. 
A contaminação do meio ambiente pode acontecer por meio de drenagem ácida, 
infiltração dos contaminantes para o lençol freático, contaminação do solo e água 
superficial a jusante, podendo até mesmo afetar a fauna local, que utiliza a água da 
barragem para consumo. A linha comum para cada uma dessas diferenças é que as 
barragens demandam gestões específicas, ou seja, cada barragem apresenta peculiaridades 
em relação ao local em que se encontra, ao tipo de processo industrial e às características 
dos rejeitos, ao tipo de construção e operação, e, por isso, não devem ser utilizadas 
fórmulas prontas, comuns para todas as barragens. Cada barragem de contenção de 
rejeitos é única e demanda estudos específicos para uma gestão eficiente.
Incidentes e acidentes com barragens de contenção de 
rejeitos 
De acordo com Vieira (2005), acidente é uma anomalia de grande porte correspondente 
à ruptura parcial ou total de uma obra e/ou a sua completa desfuncionalidade, com 
graves consequências econômicas e sociais. Incidente é um evento físico indesejável, de 
pequeno porte, que prejudica a funcionalidade da obra, podendo vir a gerar eventuais 
acidentes, ainda que muito pequenos, se não corrigidos a tempo. A eliminação ou o 
controle de todos os incidentes deve ser a preocupação principal de todos os envolvidos 
nas questões de prevenção de acidentes ou controle de perdas. As barragens de contenção 
de rejeitos de mineração e de resíduos industriais são estruturas complexas e dinâmicas 
que requerem cuidados especiais na elaboração dos projetos de engenharia, operação, 
manutenção das estruturas, bem como para o descomissionamento. No histórico de 
acidentes reportados pela ICOLD (2001), as principais causas de rompimento de barragens 
são problemas de fundação, capacidade inadequada dos vertedouros, instabilidade 
dos taludes, falta de controle da erosão, deficiências no controle e inspeção pós-
fechamento e falta de dispositivos graduais de segurança ao longo da vida útil da estrutura. 
As causas desses acidentes podem estar relacionadas com a perda da compreensão 
dos fatores que controlam a segurança das operações, ou seja, falta ou falhas na 
113
PROBLEMAS ASSOCIADOS À EXECUÇÃO DE BARRAGENS | UNIDADE IV
instrumentação e monitoramento. Existem poucos casos de eventos não previsíveis 
ou causados por condições climáticas inesperadas (terremotos, por exemplo), uma 
vez que o conhecimento de hoje permite a previsão desses eventos. Os incidentes e 
acidentes também são resultados de condições inadequadas de investigações de campo, 
projeto, construção, operação, monitoramento, ou a combinação destes. 
O conhecimento sobre os fatores que controlam o comportamento das barragens de 
contenção de rejeitos cresceu bastante nos últimos trinta anos. As consequências e a 
percepção pública dos rompimentos nas barragens de contenção de rejeitos cresceram 
consideravelmente, tornando os proprietários e os gerenciadores mais conscientes dos 
riscos envolvidos nas construções dos reservatórios. 
A probabilidade de uma falha ocorrer pode ser baixa, porém as consequências podem 
ser desastrosas para comunidades locais e o ambiente a jusante. O risco imposto por 
toda a barragem de contenção de rejeitos será específico para o local, dependendo, por 
exemplo, do projeto, da construção e da manutenção da barragem, das características 
da rocha subjacente, das condições de precipitação e da atividade sísmica na área. 
Por isso, cada aspecto deve receber a devida atenção, de modo a evitar falhas e acidentes. 
Entretanto, há uma relutância dos proprietários em divulgar os incidentes ou falhas, a não 
ser quando os casos se tornam públicos, dominados pela mídia e jornais. Em barragens, 
as falhas ganham mais publicidade que os sucessos adquiridos ao longo do tempo. 
A primeira ruptura de uma barragem tradicional pelo método de montante provavelmente 
foi a de Barahona, no Chile. Durante um grande terremoto em 1928, a barragem 
se rompeu, matando mais de 50 pessoas, resultando numa inundação catastrófica. 
A barragem de Barahona foi substituída por uma mais estável, pelo método de jusante, 
com uso de ciclones para obter o material grosseiro dos rejeitos para a construção da 
barragem (ICOLD, 2001).
Fases da gestão de segurança em barragens 
de contenção de rejeitos 
Os vários estágios de uma mina que afetam a gestão em longo prazo de barragens de 
contenção de rejeitos são apresentados a seguir. As minas que apresentam como forma 
de disposição as barragens de contenção de rejeitos passam por pelo menos quatro 
fases distintas de gestão – desenvolvimento, operação, reabilitação/fechamento e 
pós-fechamento. A Figura 23 ilustra essas fases e as mudanças no custo da reabilitação e 
da gestão em longo prazo sobre a vida útil da mina e mostra como os custos contínuos, 
114
UNIDADE IV | PROBLEMAS ASSOCIADOS À EXECUÇÃO DE BARRAGENS
tais como aqueles de monitoramento e de manutenção na fase do pós-fechamento, 
podem variar, dependendo da adequação da reabilitação na altura do fechamento.
Figura 23. Estágios da mina e custos potenciais de reabilitação.
 
Custo 
(R$) 
Tempo (anos) 
desenvolvimento operação Reabil./ 
fechamento 
Pós-fechamento 
1 
2 
3 
D C B A 
E 
G 
F 
Fonte: adaptado de MAC (1998).
A Figura 23 ilustra os custos médios potenciais sobre a época da reabilitação e do pós-
fechamento em mineração que contém barragens de contenção de rejeitos, sendo:
 » data de partida, A, é a data em que os primeiros distúrbios e preparação do 
local para a mineração começam;
 » a fase de desenvolvimento, AB, é o período que conduz ao começo das 
operações da mineração; 
 » a fase de operação, BC, é o período após o desenvolvimento do local, quando 
a extração do minério e dos minerais ocorrem, e os rejeitos são produzidos. 
O cessamento da mineração e da disposição dos rejeitos ocorre em C;
 » durante a fase de reabilitação/fechamento, CD, a reabilitação é realizada na 
preparação para o fechamento do local da mina em D; 
 » na fase de pós-fechamento, os trabalhos de reabilitação continuam até 
total atendimento dos critérios de descomissionamento. A manutenção 
das barragens de contenção de rejeitos e o monitoramento de seus efeitos 
ambientais podem continuar por um período indefinido.
115
PROBLEMAS ASSOCIADOS À EXECUÇÃO DE BARRAGENS | UNIDADE IV
No início das operações de mineração, haverá uma obrigação para reabilitação do 
local no ponto E. Se nenhuma reabilitação progressiva for realizada durante todo o 
período operacional, o custo de reabilitação do local aumentará ao ponto G, quando 
as operações cessam. Se a reabilitação progressiva for realizada durante o período 
operacional, representado pela linha EF, o custo para reabilitar o local estará reduzido 
ao ponto F. Há três níveis de custo potencial na fase de pós-fechamento, dependendo 
da extensão e do sucesso da reabilitação. Estes são ilustrados na Figura 23 como:
 » custos de reabilitação, monitoramento e manutenção do local continuarão a 
aumentar se nenhuma reabilitação ocorrer antes ou durante o fechamento;
 » ocorrerão custos, mas ligeiramente mais baixos se a reabilitação progressiva 
ocorrer durante a fase operacional, mas nenhuma reabilitação adicional será 
realizadaqual serão empregados. Os agregados utilizados em construção também estão 
expostos a esforços de esmagamento, impacto, desgaste e abrasão. Há vários ensaios 
que buscam reproduzir cada um desses esforços, sendo o ensaio de abrasão o mais 
utilizado.
Aos agregados que são empregados em concretos ou em outras situações, como 
em lastros de ferrovias, camadas granulares de pavimentos e aterros em geral, 
devem resistir aos esforços de abrasão a que estão submetidos tanto em meio ao 
processo construtivo quanto em serviço. O ensaio mais utilizado no Brasil para 
verificar a resistência do agregado a essas solicitações é o de “Abrasão Los Angeles”, 
normatizado pela NBR 6465 (ABNT, 1984) e pelo ME 035 para aplicações rodoviárias 
(DNIT, 1998b). O ensaio utiliza um tambor giratório feito de aço de elevada dureza. 
O procedimento do ensaio ocorre com uma amostra de agregado de massa M1, em 
determinada faixa granulométrica, sendo introduzida no tambor juntamente com 
certo valor de esferas de aço padronizadas. A quantidade de esferas e a massa a ser 
empregada no ensaio por faixa granulométrica estão prescritos na norma. O tambor 
gira a 33 rpm em um período de 15 ou 30 minutos, dependendo da graduação da 
amostra. 
12
UNIDADE I | INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS
Figura 2. Ilustração do ensaio Los Angeles.
 
Tambor 
Peneira de 
1,7 mm 
Massa 
Perdida 33 rpm 
Por 15 ou 30 min. 
M1 
Esfera 
de aço 
Fonte: Isaia, (2007).
O tambor possui aletas internas que apanham os agregados e esferas, os quais 
caem por gravidade quando atingem a parte mais alta. Dessa forma, a amostra de 
agregados é triturada tanto pela ação do atrito (com outros fragmentos, com as paredes 
internas do tambor e com as esferas) como pelo impacto da queda das esferas (ISAIA, 
2007).
No momento de finalização do ensaio, os agregados são removidos de dentro do tambor 
e peneirados em uma peneira de malha com abertura de 1,7 mm, restando uma massa 
M2 retida nessa peneira. 
O “Desgaste Los Angeles” é a perda de massa percentual conforme a expressão (ISAIA, 
2007): 
1 2 .100
1
M MLA
M
−
= (Equação 1) 
Quão menor o valor do Desgaste Los Angeles, melhor então será o material. 
Em complementação ao ensaio de abrasão, do mesmo modo é efetivado o ensaio de 
resistência ao esmagamento (DNIT, 1997b).
Índices físicos
Os índices físicos despontam propriedades intrínsecas a um dado material, ou seu estado 
e sua estrutura atuais. Em muitas dessas propriedades, são especificadas, estabelecendo-se 
limites de aceitação ou rejeição do material para dada aplicação. Entre os índices físicos 
mais relevantes em agregado, podemos citar: umidade, massa específica, absorção, 
13
INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS | UNIDADE I
porosidade aparente. Esses índices são formados conforme os ensaios realizados em 
laboratórios, que, na maioria das vezes, são realizados em uma amostra de materiais 
de uma classe granulométrica mais ou menos uniforme (ISAIA, 2007).
Índice de absorção e de umidade
O índice de umidade tem alusão ao teor de água que existe em determinado material. 
A definição da umidade é em valores volumétricos ou gravimétricos, sendo a última a 
mais comum. Assim, umidade tem definição em analogia percentual entre a quantidade 
de água contida em uma amostra e a massa da amostra 100% seca, sendo a massa de 
sólidos, que é calculada como: 
Máguaw
Msólidos
= (Equação 2)
A amostra pode apresentar diferentes condições em quatro diferentes situações, como 
mostra na Figura 3: (1) condição ambiente ou seca ao ar; (2) condição saturada com 
superfície úmida; (3) condição saturada com superfície seca (SSS); e (4) completamente 
seca (ISAIA, 2007).
Figura 3. Teor de umidade e absorção.
 
Umidade no ambiente ou seca ao ar (A=Mseca_ar) 
Saturada sup. úmida (B=Mssu) 
Imersão por 24h 
(umidade absorvida) 
(umidade 
absorvida) 
(umidade livre) Enxugar 
Temp. Ambiente 
Vazio Não 
comunicante 
Saturada sup.seca (C=Mssu) 
Completamente seca (D=Mssu) 
(umidade absorvida) 
Estufa por 24h 
Fonte: Isaia, 2007.
14
UNIDADE I | INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS
Na primeira situação, em que é descrita a condição ambiente, vemos que a amostra 
sempre absorve determinada quantidade de água, podendo essa água ser da chuva, de 
lençóis freáticos ou mesmo a que está presente no próprio ar. Contudo, dificilmente 
essa água é satisfatória para saturar completamente a amostra, melhor dizendo, para 
que se preencha ao ar completamente e os seus vazios intercomunicantes. Ainda que 
a amostra seja seca ao ar, apresenta uma pequena quantidade de umidade denominada 
higroscópica (ISAIA, 2007). 
É compreendida como amostra saturada quando, em meio a todos os seus vazios entre 
grãos e nos próprios grãos, apresentam preenchimento de água. A amostra é considerada 
saturada posteriormente à imersão em água e por um período de 24 horas. Contudo, 
ainda nessas condições, é possível haver presença de bolhas de ar oclusas nos vazios, 
e, eventualmente, deve-se buscar outros métodos, como o uso de vácuo em conjunto 
com a agitação, para se livrar inteiramente das bolhas. 
Os grãos do agregado de uma amostra que se encontra saturada, ao serem removidos 
da água, além da água que foi absorvida nos poros internos, conservam uma lâmina de 
água em sua superfície, originando o que é chamado de umidade livre (ISAIA, 2007).
As condições das partículas, conforme Mehta et al. (1994), serão consideradas saturadas 
quando apresentarem a superfície úmida (SSU). A umidade livre pode ser extinguida 
secando a amostra com o auxílio de um pano ou de um papel absorvente, ou mesmo 
deixando sob a exposição de uma corrente de ar; assim sendo, as partículas são 
consideradas em condição dita saturada com superfície seca (SSS). A amostra evolui 
para a condição totalmente seca assim que houver a perda de toda a umidade. 
De modo mais real, é considerada amostra totalmente seca logo após ficar em estufa 
a uma temperatura entre 105°C +- 5ºC até equilíbrio de peso, o que, na maioria das 
vezes, é observado após 24 horas. Nesse fato, tem-se a massa de sólidos sendo a mesma 
que a massa seca.
 sólidos secaM M=
É possível realizar uma definição do teor de umidade para qualquer circunstância da 
amostra, seja ela em estado natural, seca ao ar, totalmente seca, totalmente saturada, 
partículas saturadas com superfície úmida ou partículas saturadas com superfície 
seca. A massa de água será determinada pela diferença entre o peso da amostra, ou 
seja, entre o material somente e a água, cada um em particular, e o peso da amostra 
totalmente seca.
15
INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS | UNIDADE I
Uma medida de umidade é a absorção a que a amostra, com suas partículas, é submetida 
no estado de saturação, porém com superfície seca (SSS). Em outras palavras, a absorção 
afere a quantidade de água que pode completar os poros comunicantes nos grãos de 
uma massa de agregados. O cálculo dessa absorção é realizado da seguinte maneira 
(ISAIA, 2007):
água
sólidos
M
w
M
= (Equação 3)
Essa absorção que ocorre no agregado está inteiramente relacionada com a abundância 
de vazios comunicantes ou a porosidade aparente dos grãos sólidos. Os resultados 
da absorção das rochas ígneas e as metamórficas normalmente são inferiores a 0,5% 
e dificilmente extrapolam 1,0%. Alguns tipos de basalto são exceções e podem ter 
alta absorção. As rochas sedimentares têm maior inclinação à absorção. E agregados 
lateríticos, ou lateritas, são grandemente porosos, e a absorção de água pode chegar 
prontamente aos 10% (MOIZINHO, 2007).
Massa específica
Entendemos como massa específica (γ) a relação de massa (M) e volume (V) de 
certo material. Podemos determinar a massa específica para o material em diferentes 
condições,durante o fechamento; 
 » custos contínuos do pós-fechamento (monitoramento e manutenção) serão 
mais baixos se a reabilitação for realizada durante o fechamento. 
De acordo com os Procedimentos dos Guidelines de Segurança de Barragens da Nova 
Zelândia (NZSOLD, 2000), inspeções efetivas e contínuas na operação e manutenção 
são essenciais para assegurar a viabilidade e a segurança de uma barragem; o custo 
dos procedimentos é pequeno em relação às consequências de falhas ou dos danos da 
barragem causados pelo escoamento dos contaminantes. Os guidelines categorizam 
perigos da barragem em baixo, significativo e elevado. Os fatores que podem afetar o 
potencial do perigo incluem a altura da barragem, o volume do material armazenado, a 
natureza do material armazenado e as características geológicas e climáticas da área em 
que a barragem é situada. Os guidelines sugerem ainda que a frequência das inspeções das 
barragens deve ser baseada na categoria de perigo. Por exemplo, as inspeções rotineiras 
de barragens de perigo elevado devem ser realizadas semanalmente a mensalmente, 
comparadas às barragens de perigo baixo, que requerem somente revisão mensal. 
Nem sempre a construção de uma barragem ocorre de acordo com as especificações do 
projeto. Assim, após a construção, deve-se elaborar o projeto as built (como construído), 
que implica trabalho contínuo de identificação de alterações verificadas em obra e do 
registro dessas alterações nos projetos correspondentes. Consequentemente, melhorias 
adicionais devem ser avaliadas na prática do projeto, da construção e da operação, 
reduzindo os riscos de incidentes no futuro (UNEP; ICME, 1997). 
O projeto as built é importante para a atualização dos projetos finais, para manutenção 
da edificação e pela retroalimentação que pode ser gerada para projetos futuros, 
116
UNIDADE IV | PROBLEMAS ASSOCIADOS À EXECUÇÃO DE BARRAGENS
além de ser uma exigência legal de entregar aos futuros proprietários os projetos que 
representam necessariamente o executado. Essa exigência, no entanto, não é prática 
comum das empresas, que se limitam a entregar o projeto aprovado. 
Na maioria dos projetos, durante o andamento da construção, ocorrem mudanças 
na obra que diferem do projeto original, e muitas vezes os projetos não são alterados 
para estarem de acordo com o executado. Isso pode resultar em falhas gerenciais e, 
consequentemente, em um rompimento da estrutura.
Andamentos das ações socioeconômicas
As ações de cunho socioeconômico visam à retomada produtiva de Brumadinho. 
Elaborado pelo Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Políticas Públicas, 
Estratégias e Desenvolvimento (INCT) em Políticas Públicas e Desenvolvimento 
Territorial (INPuT), o estudo Estratégia para Transformação de Brumadinho é 
um dos diagnósticos externos que embasam o Plano de Reparação Integral e 
aponta caminhos que permitirão maior diversificação econômica do município, 
diminuindo sua dependência da mineração e criando ferramentas que suportem 
uma transformação da realidade local.
Tal mudança está condicionada a ações interligadas e integradas de desenvolvimento 
do território como um todo, buscando deixar um legado para o desenvolvimento 
sustentável da cidade de Brumadinho.
Meio Ambiente 
Para reparar os danos ambientais, o nosso plano é remover totalmente todos 
os rejeitos até 2023 e revegetar toda a área até 2025. Parte dessa área já foi 
recuperada, e parte do curso original do riacho Ferro-Carvão foi refeito. 
Balanço de Reparação
Ao longo destes dois anos, temos realizado diversas ações para mitigar, reparar 
e ressignificar as comunidades e as vidas das pessoas impactadas. Avançamos 
no processo de indenização individual e por grupo e em projetos voltados para 
capacitação, desenvolvimento e bem-estar das pessoas. Além disso, ações 
socioambientais e socioeconômicas estão gerando resultados para as regiões 
atingidas. A recuperação do rio Paraopeba e de sua biodiversidade é uma das 
premissas mais importantes do nosso trabalho. Para isso, medidas de curto, médio 
e longo prazos estão sendo realizadas. 
Retomada da remoção de rejeito
A remoção foi paralisada em março, em função da pandemia do coronavírus, 
e retomada em agosto. Até o momento, 18 milhões de metros cúbicos já foram 
manuseados, o que corresponde a 20% do total.
117
PROBLEMAS ASSOCIADOS À EXECUÇÃO DE BARRAGENS | UNIDADE IV
Segurança de Barragens
A Barragem B, uma das estruturas remanescentes da Mina do Córrego do Feijão, 
recebeu Declaração de Condição de Estabilidade (DCE) positiva e foi retirada do 
nível 1 do Plano de Ação de Emergência de Barragens de Mineração, retornando 
ao nível 0, que atesta as condições de estabilidade e segurança da barragem.
Fonte: http://www.vale.com/esg/pt/Paginas/Brumadinho.aspx. Acesso em: 1º fev. de 2021.
Considerações finais
Ao longo deste material, foi possível fazer uma análise sistemática sobre as estruturas 
que são as barragens, desde sua influência em seu entorno, bem como sua importância 
no âmbito social, quando associamos às interferências relativas aos ecossistemas locais, 
fomentando a manutenção e o desenvolvimento da sociedade.
É possível concluir que, à medida que a população cresceu de forma substancial, as 
barragens ganharam ainda maior importância, tento em vista o aumento da demanda 
por água potável e energia. Em função dessa ocorrência, é deflagrado um movimento 
de aprimoramento no projeto e na execução dessas estruturas.
Dessa forma, é fundamental que compreendamos os elementos constituintes de uma 
barragem, independentemente de sua tipologia, seus materiais, controle tecnológico e 
maneiras para fiscalizar sua execução e manutenção, objetivando um bom desempenho 
e, principalmente, ofertando segurança para os moradores da região. 
Sabemos que essas construções são estruturas físicas que conseguem represar determinado 
curso de água, mas, para além disso, poderão ser utilizadas para o acúmulo hídrico, 
para a geração de energia (hidrelétrica), para deposição de rejeitos e resíduos e, ainda, 
lazer e navegação.
Vale ressaltar que, para cada tipo de utilização, haverá uma fiscalização específica, a fim 
de asseverar eficiência e eficácia para todo o sistema, assim como proteger a população. 
118
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	_Hlk93865569
	MTBlankEqn
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	Apresentação
	Organização do Caderno de Estudos e Pesquisa
	Introdução
	Unidade I
	Introdução aos materiais de construção civil utilizados em barragens
	Capítulo 1
	Agregados e processo de obtenção
	Capítulo 2
	Tipos, caracterização e requisitos para execução de barragens
	Capítulo 3
	Cimento Portland: tipos, processo de produção, caracterização e requisitos
	Capítulo 4
	Adições minerais e aditivos químicos
	Unidade II
	Controle Tecnológico
	Capítulo 1
	Conceitos de dosagem
	Capítulo 2
	Concreto bombeável e dosagem experimental de CCR
	Capítulo 3
	Materiais geossintéticos para barragens
	Unidade III
	Critérios e Metodologia de Projetos para Barragens
	Capítulo 1
	Barragens de concreto
	Capítulo 2
	Barragens de terra e enrocamento
	Capítulo 3
	Barragens de concreto compactado a rolo – CCR
	Unidade IV
	Problemas associados à execução de barragens
	Capítulo 1
	Rejeitos de mineração: problemas e alternativas
	Capítulo 2
	Resíduos Industriais: problemas e reaproveitamento
	Referênciastomando a massa (M) condizente, a massa úmida natural, a seca e ao ar, sendo 
grãos saturados de superfície úmida, grãos saturados com superfície seca, ou totalmente 
saturada ou totalmente seca, para individualizar um agregado involuntariamente ao seu 
teor de umidade, sendo admitida sua massa completamente seca. Em contrapartida, o 
volume tomado pelo material pode aludir ao volume real (Vr) ocupado pelos sólidos, 
deduzidos todos os vazios permeáveis, nos grãos e entre os grãos, ou ao volume 
aparente (Va), o qual abrange todos os vazios permeáveis. Dessa maneira, destaca-se 
entre massa específica real ou absoluta de um agregado (γr) e massa específica aparente 
(γa) (ISAIA, 2007):
 Mr
Vr
γ = Ma
Va
γ = (Equação 4)
Compreende-se como massa específica real (γr) aquela que normalmente não leva em 
consideração os poros não comunicantes que ficam internos aos grãos. Para extinguir 
o resultado desses poros totalmente fechados, o material necessitaria ser pulverizado, o 
que é um pouco mais trabalhoso e sensível na dimensão em que os fragmentos foram 
diminuídos (MOIZINHO, 2007).
Já o volume real que é ocupado pelos grãos é adquirido do volume de água deslocado 
pelos sólidos. Sobre a massa específica dos sólidos em agregados miúdos usados em 
16
UNIDADE I | INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS
concretos hidráulicos, a norma NBR NM 52 (ABNT, 2003a) substituiu o frasco de 
Chapman por um novo tipo de frasco com volume aferido (ISAIA, 2007).
A Tabela 1 oferece a massa específica de agregados de múltiplos grupos de rocha 
(NEVILLE, 1997). Grande parte tem massa específica de partículas entre 2,60 e 2,70 
g/cm³. O basalto expõe valores médios um pouco superiores em função da presença 
comum de ferro. Concreções lateríticas, deduzindo os poros internos, extrapolam uma 
massa específica real de 3,00 g/cm³ em função dos elevados teores de óxidos de ferro 
e de alumínio (MOIZINHO, 2007).
Tabela 1. Valores da Massa Específica para rochas comuns (NEVILLE, 1997).
GRUPO
Basalto Granito Arenito Calcário Quartzito Lateritas
Massa específica 
do agregado 
(g/cm³)
2,80 2,69 2,69 2,66 2,62 3,17
Intervalo de 
valores (g/cm³) 2,60 – 3,00 2,60 – 3,00 2,60 – 2,90 2,50 – 2,80 2,60 – 2,70 3,00 – 3,30
Fonte: Moizinho (2007).
Formatos dos grãos dos agregados e sua textura 
superficial
Os agregados apresentam formatos que são equivalentes à sua geometria. Não é algo 
simples representar corpos tridimensionais e irregulares, sendo então melhor definir 
as características geométricas desses corpos, tais como alongamento, achatamento, 
cubicidade, esfericidade, angulosidade etc. (ISAIA, 2007). 
A rocha, quando é submetida ao processo de fragmentação mecânica, gera fragmentos 
com distintos tamanhos e formatos. Essa forma dos agregados é muito influenciada pela 
estrutura e pela textura da rocha de origem, chamada de rocha-mãe. Essas rochas que 
apresentam estrutura maciça, como os basaltos compactos, geram britas de forma cúbica. 
Por outro lado, rochas com estrutura xistosa, como é típico em rochas sedimentares e 
alguns tipos de rochas metamórficas formadas a partir destas, com frequência produzem 
fragmentos de formas alongadas e lamelares. O processo de britagem também influencia 
no formato dos agregados (ISAIA, 2007). 
Há múltiplos métodos para a ponderação da forma de agregados. Uns são diretos e 
se fundamentam em medidas de números significativos de partículas, usando-se um 
paquímetro, como descrito nas normas NBR 7809 (ABNT, 1983) e NBR 6954 (ABNT, 
17
INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS | UNIDADE I
1989). Já outros métodos são indiretos e empregam gabaritos comparativos, ou uma 
série de peneiras e crivos de formatos e aberturas diversas (ISAIA, 2007).
A NBR 7809 (ABNT, 1983) determina o grau de cubicidade do agregado graúdo 
utilizando dimensões obtidas com o método do paquímetro. Contudo, a NBR 6954 
(ABNT, 1989) usa três dimensões para determinar duas relações entre os lados do 
agregado. Imaginando-se uma partícula inscrita em um paralelepípedo imaginário, 
toma-se a sua dimensão maior (comprimento, A), sua dimensão intermediária 
(largura, B) e sua dimensão menor (espessura, C). O alongamento é medido pela 
relação espessura/largura (C/B), e o achatamento ou lameridade é medido pela 
relação largura/comprimento (B/A). Tomando-se essas duas medidas em conjunto, 
definem-se as seguintes formas: cúbica (B/A>0,5 e C/B>0,5), alongada (B/A0,5), lamelar (B/A>0,5 e C/Besférica com diâmetro D, tem-se Se=6/D, enquanto que para uma 
cúbica de lado L, Se=6/L. Tomando-se duas partículas, uma esférica e outra cúbica, 
com o mesmo volume, isto é, L=³√π/6, pode-se determinar que a superfície específica 
da partícula esférica é, aproximadamente, 90% daquela da partícula cúbica (Figura 5).
19
INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS | UNIDADE I
Figura 5. Superfície específica de partículas esférica e cúbica.
Fonte: Isaia (2007).
Em todos os casos, a superfície específica é inversamente proporcional à dimensão 
“nominal” da partícula. Tomando-se, por exemplo, 1 kg de uma rocha com massa 
específica de 2,65 g/cm³, é possível moldar um corpo de prova, ou seja, com uma 
superfície de 0,675 m2, ou um quadrado com 0,822 m de lado. Se dividirmos o lado 
por 3 em cada direção, a superfície específica triplica. 
Se dividirmos cada lado do cubo original por 10, para obtermos partículas do tamanho 
de brita 3 (L=33,54 mm), o mesmo quilo de material equivaleria a uma área de 6,75 
m2, ou um pequeno quarto. O mesmo peso com partículas de areia grossa (L=3,354 
mm) tem superfície equivalente a um pequeno apartamento (67,5 m2). Se as partículas 
têm 0,033 mm, a superfície de um quilo de material é equivalente à de um campo de 
futebol (ISAIA, 2007). O mesmo quilo de argila (L=0,003 mm) já equivaleria a uma 
área de 67.502 m2, ou aproximadamente a 10 campos de futebol.
Com o exemplo acima, pode-se perceber a importância da superfície específica dos 
agregados na dosagem de concretos. O consumo de água de molhagem em concretos 
de cimento Portland é de cerca de 10 litros por metros cúbicos para partículas com 
diâmetro de 38 mm a 76 mm (brita 3-4), cuja superfície específica média é de 105 m²/
m³. Esse consumo sobe para 300 litros por metros cúbicos para partículas com diâmetro 
de 0,15 mm a 0,30 mm (areia fina), cuja superfície específica média é de 26670 m²/m³. 
O consumo de ligante asfáltico também aumenta muito com o conteúdo de partículas 
finas na massa de concreto betuminoso (ISAIA, 2007).
20
UNIDADE I | INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS
Tipos de agregados e suas granulometrias
Para a produção de um concreto que atenda às especificações técnicas e às condições 
de aplicação das normas técnicas referentes à granulometria que devem ser aplicadas, 
é preciso realizar algumas ações de verificação, análise e inspeção minuciosa desses 
materiais. A princípio, é preciso realizar a inspeção superficial dos agregados de modo a 
visualizar suas formas e sua condição de limpeza, visto que a presença de matéria orgânica 
na mistura do concreto pode prejudicar seu desempenho estrutural. Se for constatado 
um material sujo, é preciso que se realize uma limpeza para a remoção desse material, 
seja ele orgânico ou não. A questão do tamanho dos agregados é relativa à necessidade 
definida pelo projeto. Para isso, é realizada a seleção segundo as classes granulométricas. 
Com a limpeza, é viável a realização dos ensaios para verificação dos aspectos de 
propriedades desse material, de seu peso específico, a determinação de granulometria, ter 
conhecimento sobre seu coeficiente de forma e no modo como reage em relação aos álcalis. 
Sendo assim, serão separadas por tamanhos para que possam ser aplicadas conforme o 
projeto. A maneira de se armazenar esse agregado deve ser de acesso fácil, protegendo 
de ações do tempo, como chuva, sol e o vento.
Os agregados desempenham uma função importante em um concreto e na sua qualidade. 
Portanto, é importante um acompanhamento dos ensaios laboratoriais realizados com 
as amostras de agregados que foram retirados de sua origem. Para armazenamento, é 
comum a utilização de silo, e, para esses materiais estocados, é necessária a realização de 
ensaios, seja para a determinação do módulo de finura ou mesmo para a determinação 
do teor de umidade e de material orgânico.
Análise mineralógica
A análise mineralógica dos agregados para uso em uma obra de engenharia civil ajuda 
a identificar: 
a. a presença de minerais deletérios ou nocivos; 
b. as propriedades físico-químicas dependentes da composição mineralógica 
e que interferem com as propriedades de ligantes betuminosos; 
c. o estado de alteração e a durabilidade (ISAIA, 2007).
Substâncias deletérias podem incluir impurezas orgânicas, finos argilosos, torrões de 
argila e partículas friáveis, material pulverulento, além de outros, como sais e minerais 
reativos. Impurezas orgânicas podem influir nas reações de hidratação do cimento 
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INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS | UNIDADE I
em concretos hidráulicos. Materiais finos podem formar uma película superficial nos 
agregados, prejudicando a aderência com as pastas de concreto ou com o ligante asfáltico. 
Materiais pulverulentos não plásticos nem sempre são nocivos, desde que sejam sãos 
e inertes; porém, devem ser evitados em quantidades excessivas, pois, devido à grande 
superfície específica, aumentam não só o consumo de asfalto em concretos betuminosos, 
como também a demanda de água em concretos hidráulicos. Além disso, certos minerais 
dos agregados podem reagir com os álcalis presentes no cimento (ISAIA, 2007).
Impurezas orgânicas
Deve-se averiguar a presença de compostos orgânicos nocivos em areias a serem 
usadas em argamassas e concretos (de cimento Portland ou betuminoso). A norma 
ME 055 (DNIT, 1995) fixa o procedimento para identificação desses materiais por 
colorimetria (ISAIA, 2007). 
Para o ensaio, são previamente preparadas duas soluções: uma de hidróxido de sódio a 
3% em água destilada, e outra, chamada de solução padrão, que usa 3 ml de ácido tânico 
a 2% em álcool mais 97 ml da solução de hidróxido de sódio a 3%. A seguir, uma amostra 
de 200 g do agregado seco ao ar é colocada em um recipiente, ao qual se adicionam 
100 ml da solução de hidróxido de sódio, agitando-se a mistura vigorosamente. 
O recipiente com o agregado na solução é deixado em repouso durante 24 horas. 
Ao mesmo tempo, outro recipiente com 100 ml da solução padrão também é deixado 
em repouso por 24 horas. Após esse prazo, as duas soluções são filtradas em papel 
filtro qualitativo e recolhidas cada uma delas em tubos para a comparação das cores. 
Caso a amostra colhida da solução da mistura com agregado seja mais escura que a 
solução padrão, é um indicativo da presença de compostos orgânicos nocivos na areia. 
Ensaios posteriores devem ser realizados visando à aceitação ou à rejeição do material.
Material pulverulento 
A determinação da quantidade de torrões de argila e partículas friáveis é normalizado 
na NBR 7218 (ABNT, 1987a). Para os agregados miúdos, toma-se uma amostra retida 
na peneira de 1,18 mm; enquanto os agregados graúdos são divididos em diferentes 
amostras retidas nas peneiras de 4,8 mm, 9,5 mm, 19,0 mm e 37,5 mm. A massa de 
cada amostra é especificada na norma. Cada amostra seca é pesada (Mi) e depois 
espalhada em um recipiente inoxidável com dimensões suficientes para formar uma 
camada delgada de agregado no fundo do recipiente. A seguir, cobre-se a amostra 
com água destilada e deixa-se em repouso por 24 h ± 4 h. Posteriormente, tenta-se 
romper as partículas de cada amostra, pressionando-as entre os dedos indicador e 
22
UNIDADE I | INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS
polegar. Todas as partículas que possam ser rompidas dessa forma são classificadas 
como torrões de argila ou partículas friáveis. A seguir, cada amostra é recolhida, e os 
detritos são separados por peneiramento úmido nas peneiras previamente listadas, 
vertendo-se um jarro de água sobre a peneira enquanto se agita manualmente. 
As partículas retidas em cada peneira são removidas cuidadosamente e, depois, secas 
em estufa até constância de massa (ISAIA, 2007). 
Após esfriar, cada amostra é pesada novamente (M2), e calcula-se a diferença de 
massa percentual em cada peneira, p = 100.(M1-M2)/M1. O teor de torrõesde argila 
e partículas friáveis no agregado miúdo é dado pela perda de massa na peneira de 1,18 
mm. Para os agregados graúdos, toma-se a média ponderada das perdas nas diversas 
peneiras, tomando-se como fator de ponderação as percentagens retidas em cada 
peneira na composição original do agregado graúdo (ISAIA, 2007). 
Finos argilosos
Agregados miúdos usados em concreto betuminoso ou argamassas asfálticas como 
AAUQ (Areia Asfalto Usinada a Quente) devem ser livres de finos argilosos. Uma 
medida da quantidade de finos é dada pelo ensaio de Equivalente de Areia de acordo 
com a norma rodoviária ME 054 (DNIT 1997c). No ensaio, a fração que passa na 
peneira de 4,8 mm é agitada energicamente em uma proveta graduada, contendo 
uma solução padronizada. O material é, então, deixado em repouso por 20 minutos, 
enquanto a areia se assenta no fundo da proveta e a fração argilosa fica em suspensão. 
Determina-se, na proveta graduada, a leitura no topo da areia e a leitura no topo da 
argila em suspensão. O Equivalente de Areia (EA) é dado pela relação em percentagem 
entre esses dois volumes (ISAIA, 2007):
 .100
 
Leitura notopoda areiaEA
Leitura notopoda argila
= (Equação 6)
Quanto maior o valor de EA, mais livre de finos argilosos será o agregado miúdo 
(ISAIA, 2007).
Partículas reativas
Um problema que tem demandado vários estudos se deve a reações entre os agregados 
e a pasta de cimento. Citam-se as chamadas reações álcali-sílica e álcali-carbonato. Na 
primeira, os álcalis do cimento atacam certos tipos de sílicas reativas que podem estar 
presentes nos agregados, formando um gel que pode destruir a aderência entre o agregado 
e a pasta de cimento. Por outro lado, as reações álcali-carbonato ocorrem entre alguns 
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INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS | UNIDADE I
agregados calcários dolomíticos e os álcalis do cimento. A presença de sais, comuns em 
areias dragadas do mar e em areias de desertos, também deve ser evitada. Os sais podem 
corroer a armadura de aço em concreto armado, além de absorver umidade, provocando 
depósitos de aspecto desagradável na superfície do concreto (NEVILLE, 1997).
Durabilidade
O ensaio de durabilidade tem por objetivo determinar a resistência à desintegração dos 
agregados sujeitos à ação do tempo. Isso é muito importante em rochas que apresentam 
minerais poucos estáveis, como é o caso de alguns tipos de basaltos alterados, muito 
comuns no Brasil (ISAIA, 2007). 
A norma ME 089 (DNIT, 1994b) apresenta o procedimento para avaliação da durabilidade 
de agregado pelo emprego de soluções de sulfato de sódio ou de magnésio. O ensaio começa 
com a análise granulométrica do agregado, dividido em duas frações: a parte graúda com 
material retido na peneira de 4,8 mm, e parte miúda. Para cada fração isoladamente são 
tomados pesos definidos de amostras entre as várias peneiras da série normal. Essas 
amostras são imersas na solução por um período de 16 a 18 horas na temperatura de 
+ 1°C. Após a imersão, a amostra é retirada da solução, drenada por 15 ± 5 minutos e, 
em seguida, colocada para secar em estufa a 105°C a 110”C até constância de peso. Após 
a secagem, a amostra é esfriada até a temperatura ambiente. O processo de imersão e 
secagem alternada constitui um ciclo, o qual é repetido até o número desejado de ciclos. 
Geralmente, são tomados cinco ciclos (Figura 6). Esse processo acelera a desintegração 
da amostra simulando o efeito do tempo. Após o número de ciclos desejado, as frações 
maiores são examinadas qualitativamente, procurando-se identificar visualmente sinais 
de fendilhamento, desintegração, esmagamento, quebra, laminagem etc. (ISAIA, 2007).
Figura 6. Ilustração do Ensaio de Durabilidade.
 
M1 
Solução, 
17h, Tamb 
Peneira de 
Controle 
M2 
Massa 
perdida 
M2 
 
Estufa a 
105°C, 24h 
Ciclos 
Fonte: Isaia (2007).
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UNIDADE I | INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS
Tanto a fração graúda quanto a miúda são novamente pesadas para calcular-se a perda 
de massa em relação ao peso original de amostra retida em cada peneira da série normal. 
O valor da durabilidade para a fração graúda e miúda é dado pela média ponderada 
das perdas entre cada peneira da série normal na fração, tomando-se como fator de 
ponderação as percentagens retidas em cada peneira na análise granulométrica original 
(ISAIA, 2007). 
A norma aconselha, ainda, que se misturem novamente os agregados após o processo 
de desintegração acelerada e que se faça nova análise granulométrica para se determinar 
a variação no “módulo de finura” (ISAIA, 2007).
Obtenção de agregados
Os agregados são matérias-primas de origem mineral extraídas de jazidas que são muito 
utilizadas no território brasileiro, sendo um material importante para a sociedade 
e para a economia. Os agregados utilizados na construção civil para a produção de 
concreto possuem uma faixa de tamanho determinada para os agregados finos ou 
miúdos, de 0,0075 a 4,75mm, e, para os agregados graúdos, vão de 4,75 a 75mm. 
Eles podem ser usados em outros setores além do concreto, como em pavimentos e 
em lastros de ferrovias.
As jazidas de rochas ígneas, como basaltos e granitos, são materiais utilizados para a 
obtenção dos agregados, do mesmo modo como as rochas metamórficas, calcários, são 
empregadas para obtenção de agregados. A disponibilidade dessas rochas é relativa à 
região em que se explora. Algumas regiões possuem rochas sedimentares, arenitos, 
que atendem a um mercado específico.
Há outros tipos de agregados, porém são menos utilizados, seja por sua baixa 
disponibilidade ou por seu alto custo. Alguns desses agregados menos aplicados são 
produzidos a partir da calcificação de argilas a uma temperatura próxima a 1200°C. 
São agregados leves. Outros são obtidos de origem residual, isto é, são agregados 
produzidos a partir do Resíduo da Construção e Demolição (RCD), que possuem uma 
proposta ambiental e econômica. 
A Associação Nacional das Entidades de Produtores de Agregados para Construção 
(ANEPAC) projetou um aumento no consumo de agregados, nos anos de 2018 e 
2019, de 514 milhões de toneladas somente em 2018, representando um crescimento 
de 3,5% em relação ao ano anterior, e ainda apresentou uma expectativa para 2019 
de um crescimento de 5%, mesmo tendo apresentado uma baixa de consumo de 33% 
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INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS | UNIDADE I
entre os anos de 2013 e 2017. Sendo o consumo per capita de 3,7 toneladas no ano 
de 2013, em 2019 o consumo foi de 2,5 toneladas por habitantes no Brasil. A média 
mundial é de 6 toneladas por habitantes. O agregado pode ser considerado o material 
mais consumido pelo setor da construção, representando a maior parte em estoque 
de material, seja de uma construção de edifício ou da infraestrutura de uma cidade.
A cada único metro quadrado de local de habitação popular existe pelo menos 1,36 
tonelada de material agregado, sendo então que, a cada quilômetro de uma via 
pavimentada, é estimada a presença de pelo menos 9.800 toneladas de agregados 
(IBRAM, 211).
Jazidas e pedreiras
As jazidas para a aquisição desses agregados devem, preferivelmente, estar dentro do 
local onde será feita a barragem, ou ao menos em um local próximo, para que não exista 
um percurso longo entre a origem do agregado e a obra. Planejamentos como esses 
são realizados para que a mineração e a própria obra busquem reduzir seus impactos 
ambientais ao máximo.
Antes de ser realizada a construção, será necessário que se realize um trabalho 
de investigação sobre o solo, de modo que esse estudo geotécnico complementar 
complemente o estudo feito para as jazidas, seja para os filtros, solos, drenos ou mesmo 
para a transição. É preciso realizar a verificação sobre a potencialidade das pedreiras 
que farão esse fornecimento dos agregados destinados à produção do concreto, da 
argamassa e dos enrocamentos. Tais estudos são aplicadospara que se avaliem os 
potenciais qualitativos e quantitativos, seja das pedreiras ou jazidas.
Existem as jazidas de solos, que servem para aterros, ou para desempenharem a ação 
de transições ou dos filtros, em que serão limpas superficialmente para a remoção 
da camada vegetal, com gramas, plantas e suas raízes. Material orgânico, como essa 
camada de vegetação, não deve compor de forma alguma um volume de aterro, e 
sim ser removidos e colocados para bota-fora, ou serem colocados em local onde 
desempenharão uma camada superficial sem função de aterro, apenas compondo uma 
camada de solo. Tal material jamais deve ser utilizado para a construção da barragem 
em si. 
Os projetos devem deixar claro o uso dos materiais que serão extraídos de jazidas ou de 
pedreiras, visto que existem planejamentos para a remoção desses materiais em sua origem e 
uma movimentação correta paras as máquinas e a drenagem superficial das áreas exploradas. 
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UNIDADE I | INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS
A empresa responsável pela execução das atividades de investigação geotécnica deve 
realizar uma programação para essas ações serem executadas, assim como a metodologia 
adotada e os equipamentos utilizados devem ser estudados para a situação do local.
Os materiais devem ser mantidos em abrigos em função do tipo de exposição que uma 
construção de barragem oferece, podendo haver inundações no local. É responsabilidade 
dos profissionais analisar com cuidado o modo como o canteiro de obra será montado 
para o cuidado dos colaboradores e dos insumos necessários para a obra.
Como parte da responsabilidade da empresa que realizar explorações de jazidas, é 
preciso que, para aquelas jazidas encontradas fora do perímetro do reservatório, 
sejam realizadas ações para a manter o local seguro, deixando uma rampa definitiva, 
os sistemas de drenagens e de proteção contra ação de erosão.
A exploração de pedreiras deve seguir o mesmo parâmetro que as jazidas, visto ser 
necessário um planejamento para cada ação adotada em um projeto de grande porte 
como esse, além de ter que respeitar o que foi levantado sobre questões de impacto 
ambiental. As rochas maciças são quebradas em pedaços menores, que são conduzidos 
a um depósito, posteriormente podendo ser quebradas novamente.
Pedreiras exploradas fora do perímetro da obra devem ser reconstruídas conforme um 
plano de recuperação que a empresa responsável deve traçar, e a cobertura vegetal presente 
deve ser recolocada no local, bem como medidas que previnam possíveis deslizamentos.
A questão dos agregados mais relevante é sobre seu custo de transporte, que pode vir 
a ser mais caro que o próprio material. Contudo, os agregados são bens de consumo 
que apresentam baixo valor econômico, sofrendo com esse alto custo sobre o frete.
Reação álcalis agregado
Os estudos realizados sobre os tipos de materiais a serem empregados são importantes 
para se prever seu comportamento em um projeto tão complexo. Saber a origem dos 
elementos que aplicamos em uma construção é parte do planejamento da obra para 
evitar problemas futuros de qualquer tipo.
Para exemplificar tal questão, podemos mencionar a reação álcalis-agregados (RAA) em 
uma barragem. Essa reação data desde 1940, nos Estados Unidos, quando pesquisadores 
desenvolveram métodos de ensaios que possibilitaram a identificação de possíveis 
agregados reativos. Apesar de ter sido considerado um problema passado e resolvido, 
houve ocorrência dessa reação em diversas barragens pelo mundo, expondo que haviam 
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INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS | UNIDADE I
falhas nos ensaios. Essa reação ocorreu no Brasil na década de 1970, em Minas Gerais, 
na hidrelétrica de Peti. Não é um tipo de reação isolada apenas às barragens. Elas podem 
ocorrer em pontes, viadutos, túneis, obras portuárias ou mesmo na fundação de um edifício.
A reação é uma patologia que afeta internamente o concreto a partir da reação química 
entre os materiais hidróxidos alcalinos, que estão presentes no cimento, um tipo de 
derivado de potássio e sódio, em conjunto com outros minerais que os agregados 
apresentam. O resultado dessa reação química entre esses elementos, quando realizada 
a absorção de umidade, possui a característica de expansão, o que pode vir a prejudicar 
a estrutura, considerando as fissuras que esse movimento causará, reduzindo, inclusive, 
propriedades como o módulo de elasticidade dessa estrutura e o dano sobre a resistência 
mecânica, diminuindo a durabilidade desse concreto.
Podemos separar a reação em tipos, como:
 » Reação Álcalis-Carbonato (RAC);
 » Reação Álcalis-Sílica (RAS);
 » Reação álcalis-Sílica-Silicato (RASS).
As reações dependem do material e de sua composição mineral, sendo que no território 
brasileiro é mais comum a reação sobre a sílica reativa que encontramos nos agregados e 
os hidróxidos alcalinos da mistura, resultando em cimento. Outra questão a ser analisada 
é a maneira como a estrutura se encontra exposta, sendo que a reação resultará na 
expansão, e isso pode vir a ocorrer em poucos anos ou em muitos anos após a execução, 
o que torna mais difícil essa identificação inicial. Mas, por se ter conhecimento sobre 
a reação que ocorre com a presença de umidade, espera-se que estruturas executadas 
em áreas úmidas apresentem essa predisposição à reação álcalis. A preocupação com tal 
patologia é como ela pode vir a prejudicar o sistema de funcionamento de equipamentos 
hidrodinâmicos e elétricos em uma barragem. Por não dispormos de um meio eficiente 
de tratar ou mesmo interromper o progresso dessa reação, torna-se mais importante 
a atenção sobre os ensaios e estudos que devem ser realizados sobre os materiais que 
comporão o concreto estrutural dessas obras para a prevenção desse tipo de reação.
Causas da instalação da reação álcalis-agregados
Como dito, a presença de minerais reativos nos agregados em conjunto com a álcalis 
presentes no cimento são causadores dessa reação quando expostos a determinada 
temperatura e à presença de umidade. Esses fatores, umidade e temperatura, são 
28
UNIDADE I | INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS
responsáveis pela expansão em meio à estrutura, pois a umidade se torna um transporte 
nos poros do concreto. Essas condições proporcionadas por esses fatores, que ditam a 
velocidade e a intensidade das reações, podem ser descritas de tal forma:
 » se o teor de álcalis presente no cimento e o consumo de cimento no concreto 
for maior, então a expansão do produto da reação será maior;
 » se os minerais dos agregados apresentarem uma estrutura desorganizada e 
instável, maior então será a sua reação;
 » ambientes cuja umidade relativa chega entre 80 e 85% proporcionam um 
aumento na dimensão da expansão.
Sintomas e efeitos
Tais reações podem vir a se manifestar de muitas maneiras. Contudo, há alguns indícios, 
ou sintomas, que podemos observar nas estruturas de concreto.
 » Padrão de fissura do tipo “mapa”, que aparece nas superfícies das estruturas com 
um traço parecido com um mapa. Tal fissura ocorre por uma condicionante, 
seja pelas restrições internas da estrutura de concreto com a própria armação, 
protensão ou mesmo pela carga que está sendo colocada.
 » A exsudação do gel, feito de um produto resultante de uma reação química 
que, quando exposta à umidade, expande-se, o que causa a fissuração do 
concreto.
 » Manchas escuras ou descoloração do concreto.
 » Agregados que apresentem uma borda, seja branca ou escura, que propicia 
a reação.
 » Material branco que preenche espaços dos poros do concreto.
Medidas de prevenção
Em casos como esses, em se busca evitar a reação álcalis-agregados, é aconselhável 
realizar:
 » estudo e ensaios preliminares nas rochas e nos agregados que farão parte 
da obra;
 » caracterização sobre a relação físico-química na mistura entre agregado e 
cimento;
29
INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOSEM BARRAGENS | UNIDADE I
 » ensaios em laboratório especializado para verificar essa combinação entre 
o cimento e o agregado;
 » adição de outros materiais de característica mineral e pozolânica.
Os estudos e ensaios laboratoriais realizados nesses materiais que podem apresentar 
ou não o RAA são análises petrográficas que buscam verificar os tipos de minerais 
que apresentam potencial reativo para causar o RAA. A análise feita no cimento 
busca verificar o teor de álcalis, totais e solúveis, sendo possível por meio da análise 
química. Esse estudo sobre a reatividade nos agregados é normatizado pelos Estados 
Unidos, sendo utilizada a norma ASTM C-1260, a qual apresenta um ensaio de reativo 
acelerado apresentando resultados entre 16 e 30 dias. Ele investiga a RAA conforme 
a sua variação do comprimento da barra e argamassa que foi imersa em uma solução 
com hidróxido de sódio (NaOH a 1N) a uma temperatura de 80°C.
Se houver a identificação de que tal material apresenta minerais com potencial reativo 
e posteriormente isso for comprovado por meio dos ensaios de reatividades, com 
uma expansão maior do que as consideradas limites pela norma americana, devem ser 
realizadas as medidas preventivas, sendo necessária a troca desse material. A princípio, 
o uso de outro tipo de agregado que não apresente minerais reativos é a decisão ideal e 
mais indicada. Porém, na impossibilidade, é aconselhável que se busque um equilíbrio 
entre os minerais reativos dos agregados e os álcalis do cimento, ou seja, por serem 
detectados minerais reativos, é necessário que o cimento apresente um teor de álcalis 
menor para que a reação não ocorra. A norma ASTM C-150 apresenta um dado de que 
um cimento com baixo teor de álcalis possui como condição química que o equivalente 
alcalino (% Na2O + 0,658 x %K2O) não ultrapasse o percentual de 0,60%. Contudo, o 
ACI Committee 221 diz que o limite percentual na verdade é de 0,40%, mas pontuar 
esse valor não necessariamente diminui ou neutraliza as reações, pois é possível que 
haja outras fontes de álcalis que possam contribuir para a reação ocorrer.
30
CAPÍTULO 2
Tipos, caracterização e requisitos para 
execução de barragens
Tipos de barragens de concreto
Barragens funcionam como grandes reservatórios de água. Assim, são projetos especiais 
que demandam muitos cuidados por conta de suas proporções. Podem desempenhar 
funções como uma hidrelétrica, como parte de um sistema de abastecimento ou mesmo 
para realizar o controle de água. Desse modo, as barragens possuem outros elementos 
em seu sistema de funcionamento, como os vertedouros, os canais de adução de água e 
a própria tomada d’água. Existe uma classificação para as barragens; contudo, existem 
as que mais são executadas e as que serão abordadas para estudo nessa disciplina.
Durante sua execução, as barragens apresentam comportamentos distintos do momento 
de seu enchimento. Por exemplo: a previsão das tensões e deformações desenvolvidas 
durante as etapas de construção, tanto no maciço como na fundação, é um fator 
importante nessa etapa do projeto, já que as análises de estabilidade são feitas após a 
determinação da distribuição desses campos no interior da estrutura, requerendo-se, 
portanto, um estudo dos fatores que afetam a distribuição das tensões e deformações 
e dos métodos adequados para a sua determinação (PARRA, 1996). 
Ademais, o cálculo dos recalques ou deslocamentos verticais de uma barragem podem 
ser desenvolvidos levando em conta hipóteses simplificadoras, a mais importante 
delas considerando que o aterro tem uma grande extensão (LAW, 1975). Por isso, os 
deslocamentos podem ser considerados unidimensionais.
Todavia, o comportamento de barragens de terra e enrocamento, por exemplo, 
durante o primeiro enchimento é bastante diferente daquele apresentado durante a 
etapa da construção, principalmente em relação a compressibilidade, perda da rigidez 
e perda de resistência ou cisalhamento, dependendo da geometria, da natureza e das 
propriedades físicas dos materiais. Isso ocorre principalmente porque os acréscimos 
de carga na face de talude de montante por incremento do nível de água são aplicados 
em curtos períodos, dando origem à ocorrência de movimentos complexos que geram 
deslocamentos e variações de tensões.
Assim, devem ser estabelecidos parâmetros geotécnicos que estimem requisitos para 
execução dessas barragens. Fundamentalmente, os materiais empregados na construção 
de uma barragem devem, em princípio, satisfazer às condições de:
31
INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS | UNIDADE I
 » alta resistência ao cisalhamento;
 » estabilidade permanente contra a ruptura;
 » impermeabilidade suficiente;
 » insolubilidade dos sólidos constituintes;
 » facilidade nas operações de construção.
Barragens de gravidade
Dependem que sua própria massa para que fiquem estáveis, necessitando ter uma 
fundação em rochas sã. Contudo, podem ser fundadas em solos compactados, mas 
demandam mais cuidados e só em casos excepcionais devem ser feitas nesse tipo de 
solo. É comum ser empregado concreto compactado com rolo (CCR). Logo, para essa 
classificação, podemos destacar as barragens arco-gravidade e as de gravidade aliviada.
Barragens em arcos
Podem ser empregadas em locais de vales apertados, em que as ombreiras sejam de rochas 
para que suporte os esforços solicitantes devido ao barramento. Tais barragens podem 
ser distinguidas entre outras três formas em arco: cilíndrico, com ângulo de abertura 
e com dupla curvatura. Nesses casos, devem ser aplicados concretos convencionais.
Barragens de contraforte
Os esforços solicitantes no ponto de montante são todos transmitidos para a fundação 
por meio de vários contrafortes, que ficam posicionados perpendicularmente ao eixo 
do montante. Nesses casos, seguem os mesmos requisitos da barragem de gravidade, 
em que possuem vales abertos.
Tanto para as barragens em arcos quanto paras as de contraforte podem ser empregados 
os tipos de concreto compactado com rolo quando seguirem as questões de restrições 
e limitações da estrutura.
32
CAPÍTULO 3
Cimento Portland: tipos, processo de 
produção, caracterização e requisitos
Cimento Portland e sua definição
O cimento Portland é fabricada por meio da pulverização de clínquer que contém 
silicatos hidráulico de cálcio, sulfato de cálcio natural e aditivos, em que são modificadas 
suas propriedades, facilitando sua obtenção. Conforme já estudado nessa disciplina, o 
clínquer tem um formato granuloso resultante da calcinação da mistura desses materiais 
(em certa proporção) até que tenha certa temperatura de fusão.
Composição química
A cal (CaO), a alumina (Al2 O3), a magnésia (MgO), a sílica (SiO2), o óxido de ferro 
(Fe2 O3) e uma porcentagem de anidrido sulfúrico (SO3) são os principais constituintes 
do cimento Portland. Outros constituintes em menor escala são o óxido de sódio (Na2 
O), o óxido de titânio (TiO2) e o óxido de potássio (K2 O). Os álcalis do cimento são 
constituídos pelos óxidos de potássio e sódio. A quantidade total de sílica, a alumina, 
o óxido de ferro e a cal são de aproximadamente 95 a 96% da composição total do 
cimento Portland. A proporção da magnésia usualmente presente gira em torno de 
2 a 3%. Esse limite aqui no Brasil é um pouco maior, de 6%, e alguns óxidos menores 
são adicionados a uma proporção inferior a 1%.
Quando a matéria-prima é misturada nas proporções mencionadas anteriormente, é 
pulverizada e, em seguida, homogeneizada. Depois, é direcionada ao calor do forno 
da fábrica de cimento, aquecendo-a à temperatura de fusão, resultando no clíquer. Os 
seguintes compostos são combinados quimicamente, sendo a maioria em seu estado 
sólido:
 » silicato tricálcico 33 ;a iC O S O C S→ =
 » silicato bicálcico 2 22 ;a iC O S O C S→ =
 » aluminato tricálcico 2 3 33 ;aC O Al O C A→ = 
 » ferro aluminato tetracálcico 2 3 2 3 44 .aC O Al O Fe O C AFe→ =  
O proporcionamento dos óxidos citados anteriormenteé resultado de ensaios químicos 
realizados em cimento Portland (SIQUEIRA, 2008).
33
INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS | UNIDADE I
Todas as propriedades químicas do cimento Portland estão diretamente ligadas às 
quantidades de silicato e dos aluminatos (PETRUCCI, 1978).
Com a determinação dessas proporções conforme a análise dos óxidos, é determinada 
uma operação chamada composição potencial do cimento. Para calcular essas proporções, 
é usada a metodologia de Bogue (BAUER, 2000).
Nesse método, o cálculo parte da proporção total de cal, deduzindo-se, a princípio, 
as parcelas necessárias à formação do sulfato de cálcio e a cal livre eventualmente 
encontrada (PETRUCCI, 1978).
Determinam-se, a seguir, as proporções de cal necessárias para a formação do ferro 
aluminato de cálcio, de aluminato tricálcico e de silicato bicálcico (BAUER, 2000).
O saldo na proporção original de óxido de cálcio é, a seguir, associado à proporção 
de silicato bicálcico já calculada, resultando na determinação da proporção atual de 
silicato tricálcico (PETRUCCI, 1978).
A sobra de silicato bicálcico constitui o teor desse composto no cimento (BAUER, 2000).
O cálculo pode ser feito dessa maneira, ou resolvendo-se o sistema de equações que 
engloba a sequência (SIQUEIRA, 2008):
1. %C
3
S = 4,07 X %CaO — 7,60 X %SiO
2
 — 6,72 X %Al
2
O
3
 — 1,43 X %Fe
2
 O
3 
— 2,85 
X %SO
3
; 
2. %C
2
S = 4,07% X %CaO — 7,60 X %SiO
2
 — 6,72 X %Al
2
O
3
 — 1,43 X %Fe
2
O
3
 — 2,85 
X %SO
3
; 
3. C
3
A = 2,65 X %Al
2
O
3
 — 1,69 X %Fe
2
O
3
; 
4. %C
4
AF = 3,04 X %Fe
2
O
3
.
Na Figura 7 encontra-se um nomograma apropriado para o cálculo da composição 
potencial do cimento Portland pelo método de Bogue (BAUER, 2000).
Esse método não conduz a resultados estritamente corretos para a composição potencial 
do cimento Portland, que varia em função das condições de operação do forno e do 
subsequente resfriamento do clínquer (SIQUEIRA, 2008).
O encontro das correções apropriadas é objeto de trabalho de diversos investigadores, 
sendo, entretanto, aceita a aplicação pura e simples do método de Bogue como um 
34
UNIDADE I | INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS
instrumento de controle da mistura de matérias-primas no processo de fabricação do 
cimento (BAUER, 2000).
O aluminato de cálcio (C3 A) muito contribui para o calor de hidratação, especialmente no 
início do período de cura. O silicato tricálcito é o segundo componente em importância 
no processo de liberação de calor. Os dois outros componentes contribuem pouco para 
a liberação de calor. O aluminato de cálcio, quando presente em forma cristalina, é o 
responsável pela rapidez de pega. Com a adição de proporção conveniente de gesso, 
o tempo de hidratação é controlado (SIQUEIRA, 2008).
A importância do conhecimento das proporções dos compostos constituintes do 
cimento reside na correlação existente entre estes e as propriedades finais do cimento 
e também do concreto (BAUER, 2000)
O silicato tricálcico (C 3 S) é o maior responsável pela resistência em todas as idades, 
especialmente até o fim do primeiro mês de cura. O silicato bicálcico (C 2 S) adquire 
maior importância no processo de endurecimento em idades mais avançadas, sendo 
largamente responsável pelo ganho de resistência a um ano ou mais (BAUER, 2000).
O aluminato tricálcico (C 3 A) também contribui para a resistência, especialmente no 
primeiro dia. O ferro aluminato de cálcio (C 4 AFe) não contribui para a resistência 
(BAUER, 2000).
Por exemplo:
SO3 = 1,5% 
CaO = 1,0% 
CaSO4 = 2,5%
Fe2O3 = 4,9% 
Al203 = 4,3% 
CaO (livre) = 1,0% 
CaO = 8,8% 
C4AF = 15,0% 
C3A = 3,0% 
CaO (livre) = 1,0% 
35
INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS | UNIDADE I
CaO = 61,8% 
SiO2 = 24,0% 
CaO anterior = 10,8% 
Diferença:
61,8 - 10,8 = 51,0% 
C2S = 50,0% 
C3S = 25,0%
Figura 7. Nomograma para o método de Bogue.
Fonte: Bauer, 2000.
Os dois outros componentes contribuem pouco para a liberação de calor. O aluminato 
de cálcio, quando presente em forma cristalina, é o responsável pela rapidez de pega. 
Com a adição de proporção conveniente de gesso, o tempo de hidratação é controlado. 
O silicato tricálcico (C3S) é o segundo componente com responsabilidade pelo tempo 
de pega do cimento. Os outros constituintes se hidratam lentamente, não tendo efeito 
sobre o tempo de pega (BAUER, 2000).
36
CAPÍTULO 4
Adições minerais e aditivos químicos
Definição de aditivos minerais
Na definição de Malhotra e Mehta (1996), o termo adição, de forma abrangente, 
refere-se a qualquer material além de água, agregados e cimento, que é utilizado como 
um ingrediente do concreto e adicionado à massa imediatamente antes ou durante a 
mistura. Na literatura geral sobre concreto, entretanto, há uma definição distinta para 
as adições, que não se confundem com os aditivos. As adições são utilizadas com o 
objetivo de somar ou mesmo substituir parcialmente a matéria-prima cimento (devido 
às suas propriedades semelhantes às do cimento), enquanto os aditivos são utilizados 
para alterar as características do cimento sem alterar sua proporção na composição 
do concreto.
Conforme sua ação físico-química no concreto, as adições minerais podem ser 
classificadas em três grupos distintos: materiais pozolânicos, material cimentante 
e filler.
O material pozolânico, de acordo com a norma NBR 12653 (ABNT, 1992) e a ASTM 
C 618 (1978), é definido como um material silicoso ou sílico-aluminoso que em si 
mesmo possui pouca ou nenhuma propriedade cimentante, mas, numa forma finamente 
dividida e na presença de umidade, reage quimicamente com o hidróxido de cálcio 
liberado na hidratação do cimento, a temperaturas ambientes, para formar compostos 
com propriedades cimentantes. Quanto à sua origem, os materiais pozolânicos são 
classificados pela NBR 12653 em pozolanas naturais e pozolanas artificiais. As pozolanas 
naturais são materiais de origem vulcânica ou sedimentar, e as pozolanas artificiais 
são materiais provenientes de tratamento térmico (argilas calcinadas ou termicamente 
ativadas) ou subprodutos industriais com atividade pozolânica (cinzas volantes, cinzas 
de casca de arroz, sílica ativa etc.).
O material cimentante é aquele capaz de formar produtos cimentantes, como o C-S-H, sem 
a necessidade do hidróxido de cálcio presente no cimento Portland. Sua auto-hidratação 
é lenta, porém, quando usado como adição ou substituição em cimento Portland, sua 
hidratação é acelerada na presença de hidróxido de cálcio e gipsita, como é o caso 
da escória granulada de alto-forno. O filler é um material finamente dividido sem 
atividade química, cuja atuação é basicamente um efeito físico de empacotamento 
granulométrico e ação como pontos de nucleação para a hidratação dos grãos de 
cimento (DAL MOLIN, 2005).
37
INTRODUÇÃO AOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL UTILIZADOS EM BARRAGENS | UNIDADE I
As adições minerais comumente utilizadas em concretos para fins estruturais variam 
conforme sua forma de ação, podendo ser classificadas da seguinte forma (RILEM et 
al., 1998 apud DAL MOLIN, 2005):
 » cimentantes: escória granulada de alto-forno;
 » cimentantes e pozolânicos: cinza volante com alto teor de cálcio;
 » superpozolanas: sílica ativa, metacaulim, cinza de casca de arroz 
predominantemente amorfa;
 » pozolanas comuns: cinza volante com baixo teor de cálcio, argilas calcinadas, 
cinzas vulcânicas;
 » pozolanas pouco reativas: escórias de alto-forno resfriadas lentamente, cinza 
de casca de arroz predominantemente cristalina;
 » filler: calcário, pó de quartzo, pó de pedra.
Filler 
O filler é um material finamente dividido, com partículas de diâmetro médio próximo 
ao do cimento, podendo ser constituído de materiais naturais ou materiais inorgânicos 
processados. 
Segundo Petrucci (1995), utiliza-se o filler principalmente nos seguintes casos: 
 » espessador de asfaltos fluidos; 
 » fabricação de mástiques