CEULP/ULBRA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

CURSO DE DOSAGEM DE CONCRETOS

DOSAGEM DE CONCRETOS

QUALQUER DOIDO PENSA

QUE SABE FAZER CONCRETO...

O PIOR É QUE ELE FAZ!!!

Adam Neville (1986)

DOSAGEM DE CONCRETOS

Conceito

Conjunto de procedimentos adotados para a determinação da composição do concreto (traço), expressa pelas proporções relativas (massa ou volume) dos materiais constituintes.

DOSAGEM DE CONCRETOS

Objetivos

Encontrar a mistura mais econômica para a obtenção de um concreto com características adequadas às condições de serviço, empregando os materiais disponíveis.

DOSAGEM DE CONCRETOS

Requisitos

Trabalhabilidade

Resistência

Permeabilidade

Exposição Ambiental

Custo

DOSAGEM DE CONCRETOS

Fundamentos

Traço:

massa - 1 : a : b : a/c ou 1 : m : a/c

volume - 1 : a : b ou 1 : m

Mudança de traço:

massa/volume ou volume/massa - massa unitária

DOSAGEM DE CONCRETOS

Fundamentos

fck = resistências característica

fc28 = fck + 1,65 Sn (desvio padrão)

DOSAGEM DE CONCRETOS

Agregados miúdos:

granulometria / módulo de finura

massa específica e unitária

DOSAGEM DE CONCRETOS

Agregados graúdos:

granulometria / Dmáx

massa específica e unitária

DOSAGEM DE CONCRETOS

Dosagem não experimental: traço é fixado em bases arbitrárias,

definidas pela experiência ou tradição.

obras de pequeno porte.

Dosagem experimental: traço é fixado através de um estudo

teórico-prático, para obtenção da mistura mais econômica a ser feita com os materiais disponíveis e que forneça um concreto com características adequadas às condições de serviço.

Seven steps method (ACI 211.1-91)

1o Passo - escolha do abatimento No momento da dosagem, o abatimento

deve ter sido determinado pelas exigências da construção. Deve-se observar que o abatimento deve ser especificado não por um valor mínimo, mas também ser fixado um limite máximo.

Isso é necessário para evitar segregação quando uma mistura sem um valor máximo especificado de abatimento se apresenta com excesso de água.

Seven steps method (ACI 211.1-91)

1o Passo – Tipo de trabalhabilidade

Seven steps method (ACI 211.1-91)

Seven steps method (ACI 211.1-91)

2o Passo - escolha do máximo do agregado graúdo

Deve ser decidido pelo projetista estrutural, considerando as características geométricas das partes da estrutura e o espaçamento da armadura, ou alternativamente, por razões de disponibilidade.

Seven steps method (ACI 211.1-91)

Aspectos gerais:

máximo deve ser o maior possível -

diminui a quantidade de pasta necessária por unidade de volume de concreto;

máximo - menor dimensão entre as faces das fôrmas;

máximo - espessura das lajes;

máximo = ¾ menor espaço livre entre armaduras.

Seven steps method (ACI 211.1-91)

3o Passo - estimativa dos teores de

água e ar incorporado

O teor de água necessário para se obter um determinado abatimento depende de diversos fatores:

do tamanho máximo, da forma, da textura e da granulometria dos agregados;

do uso de aditivos com propriedades plastificantes ou de redução de água;

da temperatura do concreto.

Seven steps method (ACI 211.1-91)

Seven steps method (ACI 211.1-91)

A Tabela 2 apresenta os valores recomendados

pelo ACI 211.1-91.

Estes valores são para agregados angulosos bem conformados.

Com agregado graúdo arredondado (seixo), pode-se esperar uma redução do teor de água em cerca de 18kg/m3, no caso de concreto sem ar incorporado, e de 15kg/m3 em concretos com ar incorporado.

Os aditivos redutores de água e os superplastificantes reduzem significativamente os teores de água recomendados.

Seven steps method (ACI 211.1-91)

4o Passo - estimativa da relação água/cimento

Há dois critérios para a fixação da relação água/cimento: resistência e durabilidade.

Quanto à resistência, deve haver uma diferença apropriada entre o valor médio pretendido e o valor “mínimo” especificado (depende do tipo de cimento). Quanto à durabilidade, a relação a/c pode ser estabelecida pelo projetista estrutural ou por uma norma de projeto. É fundamental que a relação água/cimento escolhida seja a menor dos dois valores obtidos a partir de considerações de resistência e de durabilidade.

Seven steps method (ACI 211.1-91)

4o Passo - estimativa da relação

água/cimento

A Tabela 3 apresenta uma estimativa da relação a/c, em função da resistência de

dosagem do concreto.

A partir do fck (resistência definida em projeto), calcula-se o fcj (resistência de dosagem) pela expressão:

fcj = fck + 1,65*sd

Seven steps method (ACI 211.1-91)

4o Passo - estimativa da relação

água/cimento

Onde sd = desvio padrão, determinado experimentalmente ou adotado segundo a norma brasileira, que pode ser:

a) Controle rigoroso - sd = 4MPa

engenheiro residente na obra;

materiais medidos em massa;

determinar umidade dos agregados periodicamente.

Seven steps method (ACI 211.1-91)

4o Passo - estimativa da relação

água/cimento

b) Controle razoável - sd = 5,5MPa

não se obriga engenheiro residente;

o cimento é medido em massa;

os agregados medidos em volume;

umidade determinada periodicamente.

c) Controle regular - sd = 7MPa

não se obriga engenheiro residente;

o cimento é medido em massa;

os agregados medidos em volume;

umidade estimada

Seven steps method (ACI 211.1-91)

Seven steps method (ACI 211.1-91)

5o Passo - cálculo do teor de cimento

Estimativa realizada a partir do consumo de água (passo 3) e da relação água/cimento (passo 4). No entanto se, devido à questão da durabilidade, houver um requisito de um valor limite de relação a/c, deve ser considerado o maior dos dois teores de cimento obtidos.

Exemplo:

A = 205 kg/m3

fck = 19MPa

sd = 5,5MPa

fcj28 = 28MPa

a/c = 0,57

C = 359,6 kg/m3

Seven steps method (ACI 211.1-91)

6o Passo - cálculo do teor de agregado

graúdo

Neste ponto se admite que o valor ótimo da relação entre o volume solto do agregado graúdo e o volume total do concreto depende somente do tamanho máximo e da granulometria do agregado.

A forma das partículas do agregado graúdo não entra diretamente nessa relação porque, por exemplo, um agregado graúdo britado tem um volume solto maior para uma mesma massa quando comparado com um agregado graúdo arredondado (seixo).

Seven steps method (ACI 211.1-91)

6o Passo - cálculo do teor de agregado

graúdo

O volume de agregado graúdo é automaticamente transformado em massa de agregado por metro cúbico de concreto multiplicando-se o valor da Tabela 4 pela massa unitária de agregado seco compactado, em kg/m3.

Seven steps method (ACI 211.1-91)

Seven steps method (ACI 211.1-91)

6o Passo - cálculo do teor de agregado

graúdo

Exemplo:

Módulo de finura da areia = 2,60 (ensaio de granulometria da areia).

máximo do agregado graúdo = 19mm (ensaio de granulometria da brita).

Vagregado graúdo = 0,64m3/m3 de concreto.

Massa unitária do agregado graúdo = 1600kg/m3 (ensaio de massa específica do agregado graúdo).

Consumo de brita = 0,64 x 1600 = 1024 kg/m3.

Seven steps method (ACI 211.1-91)

7o Passo - cálculo do teor de agregado

miúdo

Neste passo, a massa de agregado miúdo é a única quantidade desconhecida. O volume absoluto dessa massa pode ser obtido subtraindo o total dos volumes absolutos da água, do cimento, do ar incorporado e do agregado graúdo do volume do concreto, ou seja, 1m3.

Para cada material constituinte, o volume absoluto é igual à massa dividida pela massa específica do material (em kg/m3).

Seven steps method (ACI 211.1-91)

Multiplicando-se o volume absoluto do agregado

miúdo pela respectiva massa específica, se tem a quantidade desse material em massa.

Como alternativa, a massa do agregado miúdo pode ser obtida diretamente subtraindo-se a massa total dos demais constituintes da massa da unidade de volume de concreto, se esta pode ser avaliada por experiência anterior. Na ausência de uma estimativa confiável da massa específica do concreto fresco, a primeira estimativa para um concreto médio, pode ser obtida da Tabela 5. Este procedimento é um pouco menos preciso do que o método dos volumes absolutos.

Seven steps method (ACI 211.1-91)

Seven steps method (ACI 211.1-91)

Ajuste das proporções da mistura

(experimental)

Devido às inúmeras hipóteses básicas expressas anteriormente nas considerações teóricas, o proporcionamento real dos materiais que serão efetivamente usados necessita ser confirmado e ajustado através de misturas experimentais em betoneira de laboratório.

Seven steps method (ACI 211.1-91)

O concreto fresco obtido necessita ser ensaiado

medindo-se a trabalhabilidade através do slump teste, observando-se a ausência de segregação e exsudação. Corpos-de-prova, moldados e curados de acordo com as condições normalizadas também devem ser confeccionados para serem rompidos na idade especificada.

Quando uma das misturas satisfizer os critérios estabelecidos de trabalhabilidade e resistência, em geral após várias misturas experimentais, a proporção ideal obtida no laboratório deve ser transformada nas quantidades compatíveis com a capacidade de produção da betoneira do canteiro de obras.

Seven steps method (ACI 211.1-91)

Exemplo numérico:

Dosar um concreto com resistência característica de 20MPa aos 28 dias, para vigas de um edifício comercial, com taxa de armadura baixa, com cimento Portland comum. O diâmetro máximo do agregado, anguloso, bem conformado, é de 25mm, e sua massa unitária é 1600kg/m3 e massa específica de 2640kg/m3. O agregado miúdo disponível tem um módulo de finura 2,6, massa específica de 2580 kg/m3 e massa unitária de 1700kg/m3. Não será utilizado aditivo incorporador de ar. Massa específica do cimento = 3,15g/cm3 = 3150kg/m3.

Seven steps method (ACI 211.1-91)

1o Passo - escolha do abatimento

Vigas com baixa taxa de armadura - TABELA 1 - slump = 70mm.

2o Passo - escolha do máximo

Foi especificado máximo do agregado graúdo de 25mm.

3o Passo - estimativa dos teores de água e ar incorporado

Tabela 2 - concreto sem ar incorporado, abatimento de 70mm, máximo do

agregado graúdo de 25mm - TABELA 2 - será necessário aproximadamente 193 litros de água para 1m3 de concreto.

Seven steps method (ACI 211.1-91)

Seven steps method (ACI 211.1-91)

Seven steps method (ACI 211.1-91)

4o Passo - estimativa da relação água/cimento

fck = 20MPa, controle razoável do processo de produção - fcj = 29MPa.

TABELA 3 - fcj = 29MPa, a/c = 0,55.

5o Passo - cálculo do teor de cimento

Teor de cimento - 193/0,55 = 351kg/m3

6o Passo - cálculo do teor de agregado graúdo

TABELA 4 - máximo do agregado graúdo de 25mm, areia com módulo de finura de 2,6 - volume de agregado graúdo adensado, por unidade de volume de concreto = 0,69. Como a massa unitária deste agregado é de 1600kg/m3, a massa de agregado graúdo será 1600 x 0,69 = 1104kg/m3 de concreto

Seven steps method (ACI 211.1-91)

Seven steps method (ACI 211.1-91)

Seven steps method (ACI 211.1-91)

7o Passo cálculo do teor de agregado miúdo

Para calcular a massa do agregado miúdo, é necessário

calcular antes o volume dos demais materiais. Os

volumes são obtidos como segue:

Volume de água = 193/1000 = 0,193m3

Volume absoluto de cimento = 351/3150 = 0,111m3

Volume absoluto de agregado graúdo = 1104/2640 =

0,418m3

Volume de ar aprisionado TABELA 2 1,5% =

0,015m3

Volume total de todos os materiais, exceto o

agregado miúdo = 0,737m3

Seven steps method (ACI 211.1-91)

7o Passo - cálculo do teor de agregado miúdo

Volume necessário de agregado miúdo = 1 – 0,737 = 0,263m3

Massa do agregado miúdo = 0,263 x 2580 = 678kg/m3

Resumo de consumo dos materiais

Água - 193 litros

Cimento - 351 kg

Agregado graúdo seco - 1104 kg

Agregado miúdo seco - 678 kg

Seven steps method (ACI 211.1-91)

Portanto a massa específica do concreto é

o total dessas massas, ou seja, 2326kg/m3.

Traço em massa

Obtido dividindo-se o consumo dos materiais, pelo consumo de cimento (351kg).

1 : 1,932 : 3,145, a/c = 0,55

(cimento : agregado miúdo : agregado graúdo)

Seven steps method (ACI 211.1-91)

Traço em volume

Obtido dividindo-se a parcela dos agregados no traço em massa pela massa unitária (aparente) de cada agregado. O cimento permanece em massa (é fornecido em sacos de 50kg).

1 : 1,136 : 1,966, a/c = 0,55

(cimento em kg : agregado miúdo em litros : agregado graúdo em litros)

Seven steps method (ACI 211.1-91)

Exemplo:

Dosar um concreto com resistência característica de 25MPa aos 14 dias, para pilares de um edifício residencial, com taxa de armadura baixa, com cimento Portland comum.

Dmáx = 9.5 mm, MF da areia = 3.7, concreto s/ ar incorporado

Cimento: mesp.=3.15

Areia: mesp.=2.63 e munit.=1.51

Brita: mesp.=2.76 e munit.=1.62

Seven steps method (ACI 211.1-91)

Exemplo:

Dosar um concreto com as seguintes características:

Dmáx = 25 mm, slump 5 +/- 1, a/c = 0.5, MF da areia = 2.4, concreto s/ ar incorporado

Cimento: mesp.=3.14

Areia: mesp.=2.6 e munit.=1.6

Brita: mesp.=2.7 e munit.=1.44