Dosagem do Concreto - Marcelo Medeiros

Universidade Federal do Paraná (UFPR)

Departamento de Construção Civil (DCC)

Disciplina: Materiais de Construção IV - Laboratório

Dosagem dos Concretos de Cimento Portland

Eng. Marcelo H. F. de Medeiros Professor Dr. do Departamento de Construção Civil Professor Dr. do Programa de Pós-Graduação em Construção Civil Universidade Federal do Paraná (UFPR)

Grupo de Materiais de Construção 2 Prof. Dr. Marcelo Medeiros

Disciplina: TC039

Laboratório de Materiais de Construção

Universidade Federal do Paraná

Departamento de Construção Civil

Conceito:

Conjunto de procedimentos adotados para a

determinação da composição do concreto

(traço), expressa pelas proporções relativas

(massa ou volume) dos materiais

constituintes.

Dosagem do concreto


Disciplina: TC039




Objetivos:

Encontrar a mistura mais econômica para a

obtenção de um concreto com

características adequadas às condições de

serviço, empregando os materiais

disponíveis.

Dosagem do concreto


Disciplina: TC039




1. Cimentos

2. Agregados miúdos

3. Agregados graúdos

4. Água

5. Ar aprisionado

Materiais passíveis de serem usados

(DÉCADAS ATRÁS)

Dosagem do concreto


Disciplina: TC039




1. Cimentos

2. Agregados miúdos

3. Agregados graúdos

4. Aditivos

5. Adições

6. Pigmentos

7. Fibras

8. Água

9. Ar incorporado

10. Ar aprisionado

Vários tipos

Materiais passíveis de serem usados (DIAS ATUAIS)

Dosagem do concreto


Disciplina: TC039




1918: Duff A. Abrams

Abrams Law: “Dentro do campo dos concretos

plásticos, a resistência aos esforços

mecânicos, bem como as demais

propriedades do concreto endurecido

variam na relação inversa da relação

água/cimento”.

Módulo de finura.

Ensaio de abatimento do tronco de cone.

Dosagem de concretos

Histórico


Disciplina: TC039




- fcj = resistência à compressão a j dias de idade.

- k1 e k2 = constantes que dependem da natureza

dos materiais, da idade e das condições de cura.

- a/c = relação água-cimento.

cacjk

kf

/

2

1

Lei de Abrams


Histórico


Disciplina: TC039




1931: Inge Lyse - para materiais de mesma

natureza, formato, textura e dimensão máxima

característica, a massa de água por unidade de

volume de concreto é o principal determinante

da consistência do concreto fresco.

cakkm /43

Lei de Lyse


Histórico


Disciplina: TC039




Em outras palavras:

Relação

amistura

águalação

secRe

Lei de Lyse

pac

calação

/Re


Histórico


Disciplina: TC039




água

areia

brita

cimento

água

areia

brita

cimento

Mesma consistência

Lei de Lyse


Histórico


Disciplina: TC039




- fc = resistência à compressão (MPa).

- a/c = relação água-cimento.

- = grau de hidratação (entre 0 e 1).

- n = cte que depende dos materiais (da ordem de 3).

- k = cte que depende dos materiais (da ordem de 120).

n

cca

kf

/32,0

679,0

1948: Powers


Histórico


Disciplina: TC039




Enfatiza composição que leva a máxima

trabalhabilidade.

(teor de argamassa)

Slu

mp

1951: Petrucci

Desenvolve um método de dosagem.


Histórico


Disciplina: TC039




Trabalhabilidade?

1951: Petrucci


Histórico


Disciplina: TC039




Concreto - Determinação da

consistência pelo abatimento do

tronco de cone (NBRNM67)

Molde usado


Disciplina: TC039




1. Molhar o molde internamente para diminuir a influência do

atrito do molde;

2. Manter o molde firme à base metálica colocando os pés

sobre as saliências da base;

3. Preencher o molde em 3 camadas adensando cada

camada individualmente com 25 golpes da haste padrão;

PROCEDIMENTO





Disciplina: TC039




1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1a camada

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

1/3

3a camada 2a camada

PROCEDIMENTO


Disciplina: TC039




4. Razar a superfície com

espátula ou colher de pedreiro;

5. Logo em seguida, erguer o

molde deixando a massa de

concreto abater pelo seu peso

próprio;

PROCEDIMENTO





Disciplina: TC039




6. Colocar o molde com o topo

apoiado na base metálica e ao

lado da amostra de concreto;

7. Com o auxílio de uma régua de

aço e uma escala, medir o

abatimento do tronco de cone.




PROCEDIMENTO


Disciplina: TC039








Disciplina: TC039




Dosagem não experimental:

O traço é fixado em bases arbitrárias, definidas pela experiência ou tradição.

Obras de pequeno porte.


Fundamentos


Disciplina: TC039




Dosagem não experimental: Pode se basear em tabelas


Fundamentos


Disciplina: TC039




Dosagem experimental (racional):

O 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.


Fundamentos


Disciplina: TC039




• Dosagem experimental: Resistência característica (fck): valor que

tem a possibilidade de ser ultrapassado

com 95% de probabilidade.

Resistência de dosagem (fcj):

fcj = fck + 1,65. sd

Desvio padrão de dosagem (sd).


Fundamentos


Disciplina: TC039




1 : a : p a/c ou 1 : m a/c

Cimento

Areia

Pedra

Relação

água/cimento

• Traço: Em massa:

Agregados

25


Fundamentos


Disciplina: TC039




fcj

a/c

m

(kg)

Lei de Abrams

Lei de Lyse

28 dias

Slump 140 mm

C

(kg/m3)

Construção de diagramas

de dosagem:

Lei de Molinari


Método Ibracon


Disciplina: TC039





Método Ibracon

Método semi-experimental

Parte experimental

Parte analítica (baseada em leis de

comportamento do concreto

Lei de Lyse

Lei de Abrams

Lei de Molinari


Disciplina: TC039




Este método não exige conhecimento prévio sobre o

agregado.

Contudo, sob o ponto de vista da durabilidade:

É conveniente contar com informações de

ensaios prévios de laboratório

Agregados

RAA

Presença de sulfatos

Granulometria

Presença de pó


Método Ibracon


Disciplina: TC039




Método se baseia nos modelos de

comportamento a seguir:

m

a

1

1

m

caH

1

/

Teor de argamassa

seca

Relação água/materiais

secos


Método Ibracon


Disciplina: TC039




Método se baseia nos modelos de

comportamento a seguir:

c

abpC

bpc

1

1

capaC concreto

/1

Consumo de cimento/m3


Método Ibracon


Disciplina: TC039




Passo a passo

1 – Escolher max do agregado graúdo compatível

com os espaços disponíveis entre as armaduras e

fôrmas do projeto estrutural.

NBR 6118/2007:

dmáx do agregado graúdo utilizado no concreto não pode superar em 20% a espessura nominal do cobrimento, nem a distância entre barras.

dmáx ≤ 1,2 (cobrimento e dist. entre barras)


Método Ibracon


Disciplina: TC039




2 – Escolher o abatimento compatível com a

tecnologia disponível (depende da obra).

Passo a passo


Método Ibracon


Disciplina: TC039




Concreto Tipo Classe de agressividade

I II III IV

Relação a/c (em massa) CA 0,65 0,60 0,55 0,45

CP 0,60 0,55 0,50 0,45

Classe de concreto (NBR 8953) CA C 20 C 25 C 30 C 40

CP C 25 C 30 C 35 C 40

Consumo de cimento (kg/m3) CA e CP 260 280 320 360

Notas:

1) o concreto empregado na execução das estruturas deve cumprir os requisitos estabelecidos na NBR 12655;

2) CA corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto armado;

3) CP corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto protendido.

3 – Verificar os limites de relação a/c a ser atendido pela norma.

Passo a passo


Método Ibracon


Disciplina: TC039




NBR 6118/2007


Disciplina: TC039




4 – Estabelecer a resistência que se deseja alcançar

na idade especificada (resistência de dosagem - fcj).

fcj fck 1,65 Sd

Resistência

de dosagem Resistência

característica Desvio Padrão

de dosagem

Passo a passo


Método Ibracon


Disciplina: TC039




fcj

fck

Sd

Passo a passo: Onde eu uso cada termo?

Dosagem

Projeto

Segurança

(tratamento estatístico)


Método Ibracon


Disciplina: TC039




Projetista adota fck, a ser

superado por 95% ou mais do

concreto produzido e lançado

na estrutura.

Passo a passo

5%

95%

1,65 Sd

fcj fck fc (resistência)

(fre

qü

ênci

a)


Método Ibracon


Disciplina: TC039




Poderá ser conhecido se a obra possuir no

mínimo 20 (vinte) resultados consecutivos dentro

de um mês, em período anterior ao que se deseja

fazer novo traço. (mesmos materiais e equipamentos

similares)

Neste caso não considerar Sd inferior a 2 MPa.

Sd NBR 12655


Método Ibracon


Disciplina: TC039




Condição A (Vale para C10 até C80)

Materiais dosados em massa e a água de

amassamento é corrigida em função da correção

de umidade dos agregados.

Considerar Sd = 4,0 MPa.

Sd NBR 12655/2006


Método Ibracon


Disciplina: TC039




Condição B (Vale para C10 até C25)

Cimento dosado em massa, agregados dosados em

massa combinada com volume, a umidade do

agregado miúdo é determinada e o volume do

agregado miúdo é corrigido através da curva de

inchamento.



Método Ibracon

Sd NBR 12655/2006


Disciplina: TC039




Texto da NBR 12655/2006


Método Ibracon


Disciplina: TC039




Condição C (Vale para C10 até C15)

Cimento medido em massa, agregados e água em

volume, umidade dos agregados estimada.



Método Ibracon

Sd NBR 12655/2006


Disciplina: TC039




Texto da NBR 12655/2006


Método Ibracon


Disciplina: TC039




5 – Escolher no mínimo 3 traços diferentes em

massa seca de cimento:agregados que estejam

próximos do traço resposta pretendido.

1 : m-1 1 : m 1 : m+1

Traço intermediário

Passo a passo


Método Ibracon

1 : m-1,5 1 : m+1,5

ou ou


Disciplina: TC039




6 – Acertar experimentalmente em laboratório, o

proporcionamento (1:a:p) para o traço intermediário

(1 : m).

Passo a passo

Com base na busca por:

Relação ideal entre os materiais para atingir a

trabalhabilidade especificada

Teor ótimo de argamassa ()


Método Ibracon


Disciplina: TC039




Teor ótimo de argamassa?

O que é isso?


Método Ibracon


Disciplina: TC039




Passo a passo


Método Ibracon

(Hele

ne/T

erz

ian, 1993)


Disciplina: TC039




Passo a passo


Método Ibracon

(Hele

ne/T

erz

ian

, 19

93

)


Disciplina: TC039




Passo a passo


Método Ibracon

(Hele

ne/T

erz

ian, 1993)


Disciplina: TC039






(1 : m).

Passo a passo

Teor ótimo de argamassa ()

Variar teor de argamassa de 0,02

em 0,02 até chegar no teor ótimo


Método Ibracon


Disciplina: TC039




(Hele

ne/T

erz

ian, 1993)


Método Ibracon


Disciplina: TC039






(1 : m).

Corrigir o abatimento do

tronco de cone

(traço intermediário)

Passo a passo


Método Ibracon


Disciplina: TC039






(1 : m).

Moldar os corpos de

prova para os ensaios

em concreto endurecido

Passo a passo


Método Ibracon

US

P / M

arc

elo

Mede

iros (

2004)


Disciplina: TC039




7 – Com o mesmo teor de argamassa () do traço

intermediário, confeccionar os demais traços para o

mesmo abatimento.

Moldar os corpos de

prova para os ensaios

em concreto endurecido

Passo a passo


Método Ibracon

US

P / M

arc

elo

Mede

iros (

2004)


Disciplina: TC039




8 – Verificar as resistências e demais requisitos nas

idades especificadas.

Passo a passo


Método Ibracon

US

P / M

arc

elo

Mede

iros (

2004)


Disciplina: TC039




8 – Construir o diagrama de dosagem para a família de

concretos estudada.

Passo a passo

fcj

a/c

m

(kg)

28 dias

Slump 140 mm

C

(kg/m3)


Método Ibracon


Disciplina: TC039




Você trabalha em uma Usina de Concreto e foi

solicitado que você desenvolvesse o traço de um

concreto de fck = 20 MPa;

Considere que esta empresa nunca trabalhou com

diagramas de dosagem.

Slump 10±1 cm

Materiais disponíveis:

Cimento CP II-F 32;

Brita 1;

Areia natural.

Estudo de caso:


Disciplina: TC039




O controle de produção permite a pesagem dos

materiais e o desconto da umidade presente

nos agregados. (Sd = 4 MPa)

fcj ?

fcj = fck + 1,65 x Sd = 20 + 1,65 x 4 = 26,6 MPa

Estudo de caso:


Disciplina: TC039




Relação a/c máxima, de acordo com a

durabilidade, considerando a agressividade

ambiental fraca:

Considere classe de agressividade ambiental = I

(relação a/c < 0,65)

Teor de argamassa ideal encontrado + 2% de

folga = 53%

Estudo de caso:


Disciplina: TC039




Número do traço T - 001 T - 002 T - 003

Traço em massa (1:m) 1: 6 1:5 1:4

Relação a/c 0,74 0,64 0,53

Abatimento (slump – mm) 95 90 100

Consumo de cimento (kg/m3) 308 352 428

Resistência à compressão aos

28 dias (MPa)

20,32 24,74 27,92

Estudo de caso:

3

4

5

6

7

8

teo

r a

gre

ga

do

/cim

en

to

0.50 0.60 0.70 0.80

Relação a/c

250300350400450

Consumo de cimento

20

24

28

32

Re

sis

tên

cia

à c

om

pre

ss

ão

fc (MPa)

a/c (kg/kg)C (kg/m3)

m (kg/kg)


Disciplina: TC039




Para fcj = 27 MPa a/c = 0,56

Para a/c = 0,56 m = 4,3

Para m = 4,3 C = 400 kg/m3

m

a

1

1

Teor de argamassa:

a = 1,81

b = 2,49

Estudo de caso:

Estudo de caso: TRAÇO : slump 10±1 cm

Resistência de projeto (fck) 20 MPa

Resistência de dosagem (fcj) 27 MPa

Traço unitário total (1 : m) 1 : 4,3

Traço unitário individual (1 : p : b1) 1 : 1,81 : 2,49

Relação a/c 0,56

Teor de argamassa seca 53 %

Traço em massa para

produzir 1 m3 de

concreto

Cimento 400 kg

Areia seca 512 kg

Brita 01 1208 kg

Brita 02 - kg

Água (AT) 224 litros

Aditivo - kg

Dosagem do Concreto - Marcelo Medeiros

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