EPUSP_IPT

COLEGIADO DE ENGENHARIA CIVIL

Estudo de métodos de dosagem de concreto: Estudo de métodos de dosagem de concreto: Método EPUSP/IPT

Juazeiro

2010

COLEGIADO DE ENGENHARIA CIVIL

Douglas Emanuel Nascimento de Oliveira

� Este método foi desenvolvido e atualizado na EscolaPolitécnica da Universidade de São Paulo (USP), a partir de ummétodo desenvolvido no Instituto de Pesquisas do Estado deSão Paulo (IPT);

� O objetivo do método é chegar a uma proporção de areia e

INTRODUÇÃO

� O objetivo do método é chegar a uma proporção de areia ebrita em relação ao cimento (Traço seco) além da relação águacimento (a/c), para isso são utilizadas a resistência

características do concreto aos 28 dias (fck), a dimensão

máximo dos agregados e a consistência.

� O método se baseia no fato de que a melhor proporção entreos agregados disponíveis é aquela que consome a menorquantidade de água para se obter um certo abatimento.

� Fixada a trabalhabilidade (abatimento) requerida, exploram-se diversos teores de argamassa e relações água/cimento.

CARACTERÍSTICAS

se diversos teores de argamassa e relações água/cimento.

� O resultado é apresentado em um gráfico ou diagrama dedosagem.

� 1) LEI DE ABRAMS� A resistência do Concreto é função da relação a/c.

�

� fcj = K1/K2(a/c)

FUNDAMENTOS DO MÉTODO

� Onde:

– 1)fcj é a resistência acompressão e em j dias de idade;

– 2)Ki dependemexclusivament esclusivamente do material

– empregado;

– 3) a/c Relação água/cimento

� em massa

� 2) LEI DE LYSE:� A consistência do concreto, medida pelo abatimento do tronco de

cone é função da relação a/c e independe do traço seco.

m = K3 + K4.(a/c)


Onde:

1)m: é a relação agregados secos/

cimento em massa;

2)Ki: Depende dos materiais

3)a/c: Relação água/cimento

� 2) LEI DE LYSE:

m = a + p

Onde:

m = agregados secos/cimento , em massa


m = agregados secos/cimento , em massa

a = agregado miúdo seco/cimento , em massa

p = agregado graúdo seco/cimento, em massa

� 3) TEOR IDEAL DE ARGAMASSA SECA:� Existe um teor ideal de argamassa seca “α” que independe do traço ou

resistência requerida.

α = (1+a)/(1+m) a = α.(1+m) - 1

p = m – aOnde:


Onde:α = Teor ideal de argamassa secam = agregados secos/cimento , em massaa = agregado miúdo seco/cimento , em massap = agregado graúdo seco/cimento, em massa

� 4) LEI DE MOLINARI:� O consumo de cimento se relaciona com o valor de traço seco “m”,

através de uma curva do tipo:

C = 1000/(k5 + k6.m)


Onde:

C: Consumo de cimento por metro

Cúbico de concreto, kg/m3

Ki: Depende dos materiais

m: agregados secos/cimento

� 4) LEI DE MOLINARI� Cálculo do consumo de cimento: Pode ser determinado através do

ensaio de massa específica do concreto.

C = 1000.γ/(1+a+b+a/c)


� 4) LEI DE MOLINARI� Cálculo do consumo de cimento: Pode ser determinado conhecendo-

se a massa específica dos materiais e o ar incorporado.

Consumo de cimento/m3


Consumo de água/m3

� Diagrama de Dosagem:


� 1) Resistência característica do concreto a compressão (fck);

� 2) Determinação do espaçamento entre as barras de aço;

� 3) Escolha da dimensão máxima característica do agregadograúdo:

INFORMAÇÕES BÁSICAS

graúdo:� Dmáx ≤ 1/3 da espessura da laje

� Dmáx ≤ ¼ da distância entre as faces da forma

� Dmáx ≤ 0,8 do espaçamento entre as armaduras horizontais

� Dmáx ≤ 1,2 do espaçamento entre armaduras verticais

� Dmáx ≤ ¼ do diâmetro da tubulação de bombeamentode concreto.

� Adotar o menor dos valores

� 4) Definição dos elementos estruturais a serem concretadoscom este traço: laje, pilar, viga, etc;

� 5) Escolha da consistência do concreto (medida através doabatimento do tronco de cone) em função do tipo deelemento estrutural, seguindo a tabela:


elemento estrutural, seguindo a tabela:

Elemento estruturalAbatimento (mm)

Pouco armada Muito armada

Laje ≤ 60 ± 10 ≤ 70 ± 10

Viga e parede armada ≤ 60 ± 10 ≤ 80 ± 10

Pilar do edifício ≤ 60 ± 10 ≤ 80 ± 10

Paredes de fundação, sapatas, tubulões

≤ 60 ± 10 ≤ 70 ± 10

� 6) Definição da relação água/cimento (a/c) para atender ascondições de durabilidade:� a/c ≤ 0,65 para peças protegidas e sem risco de condensação de

umidade;

� a/c ≤ 0,55 para peças expostas a intempéries, em atmosfera urbana ourural;


rural;

� a/c ≤ 0,48 para peças expostas a intempéries, em atmosfera urbana oumarinha.

� 7) Uso de aditivos quando necessários;

� 8) Perda de Argamassa (2 a 4%);

� São necessários três pontos para a montagem do diagrama

� Três traços:� Traço Intermediário → 1:5

� Traço mais rico → 1:3,5

� Traço mais pobre → 1:6,5

ESTUDO EXPERIMENTAL

� Traço mais pobre → 1:6,5

� 1) Teor ideal de argamassa para o traço intermediário:� Indica a adequabilidade do concreto;

� É determinada por tentativas e observações práticas;

� Falta de argamassa: ↑ porosidade ↑ falhas de concretagem;

� Excesso: ↑ aparência ↑ preço ↑ risco de fissuração.

� 1) Teor ideal de argamassa para o traço intermediário:

α = (1+a)/(1+m) m = a + p

a = α.(1 + m) - 1

� Para o traço intermediário m = 5, logo adotando um α inicial de 35%

ESTUDO EXPERIMENTAL

a = 0,35(1 + 5) – 1 �� a = 1,1 kg/kg

p = 5 – 1,1 �� p = 3,9 kg/kg

� 1) Teor ideal de argamassa para o traço intermediário:� Realizando este mesmo cálculo para valores de α variando de 2 em 2,

chega-se na tabela abaixo:

ESTUDO EXPERIMENTAL

Teor de argamassa (%)

m a p

35 5 1,10 3,90

37 5 1,22 3,78

39 5 1,34 3,6639 5 1,34 3,66

41 5 1,46 3,54

43 5 1,58 3,42

45 5 1,70 3,30

47 5 1,82 3,18

49 5 1,94 3,06

51 5 2,06 2,94

53 5 2,18 2,82

55 5 2,30 2,70

57 5 2,42 2,58

59 5 2,54 2,46

61 5 2,66 2,34

63 5 2,78 2,22

65 5 2,90 2,10

� 1) Teor ideal de argamassa para o traço intermediário:� Adota-se um valor inicial de agregado graúdo em massa, geralmente

30 Kg, e com isso encontramos para cada traço da tabela anterior umvalor de massa de cimento e de areia. Na tabela a seguir, sãomostrados dados que correspondem as quantidades de areia ecimento para cada teor de argamassa, mantendo-se a quantidade debrita constante de 30kg.

ESTUDO EXPERIMENTAL

� A tabela traz os respectivos acréscimos de cimento e areia para“corrigir” cada traço, até chegar-se no teor ideal de argamassa.

� 1) Teor ideal de argamassa para o traço intermediário:

ESTUDO EXPERIMENTAL

� 1) Teor ideal de argamassa para o traço intermediário:� Seqüência de atividades:

� Pesar os materiais

ESTUDO EXPERIMENTAL


� Introduzir os materiais na betoneira na seguinte ordem:

� Água: (80%);

� Agregado graúdo (100%);

� Agregado miúdo (100%);

� Cimento (100%);

ESTUDO EXPERIMENTAL

� Restante de água;

� Aditivo (se houver);


� Introduzir os materiais na betoneira:

� Misturar durante 5 minutos com uma parada intermediária para a limpeza daspás da betoneira.

ESTUDO EXPERIMENTAL


� Verificar se há coesão e plasticidade

ESTUDO EXPERIMENTAL


� Adicionar argamassa (cimento + areia)

ESTUDO EXPERIMENTAL


� Definir o teor ideal de argamassa baseado na observação prática:

� Coesão;

� Compacidade e Homogeneidade;

� Ausência de exsudação da água;

ESTUDO EXPERIMENTAL


� Definir o teor ideal de argamassa baseado na observação prática:

� Desprendimento;

ESTUDO EXPERIMENTAL


� Realizar o ensaio de abatimento e caso não se atinja o abatimentoestabelecido deve-se adicionar água até se obter;

ESTUDO EXPERIMENTAL


� Após atingido o abatimento requerido, deve-se bater lateralmente nocone, com a haste de socamento verificando-se a coesão, caso hajadesprendimento dos agregados graúdos deve-se adicionar maisargamassa.

ESTUDO EXPERIMENTAL

Falta de argamassa


� Após atingido o abatimento requerido, deve-se bater lateralmente nocone, com a haste de socamento verificando-se a coesão, caso hajadesprendimento dos agregados graúdos deve-se adicionar maisargamassa.

ESTUDO EXPERIMENTAL

Concreto Ideal


� Adicionar mais 2 ou 4% de argamassa, devido as perdas;

ESTUDO EXPERIMENTAL


� Realizar uma nova mistura com o traço 1:5, com o teor de argamassadefinitivo e determinar todas as características do concreto:

� Relação água/cimento, necessária para se obter a consistência desejada;

� Consumo de cimento por metro cúbico de concreto;

ESTUDO EXPERIMENTAL

� Consumo de água por metro cúbico de concreto;

� Massa específica do concreto fresco;

� Abatimento do tronco de cone;

� Moldar Corpos de prova cilíndricos para ruptura às idades de: 3 dias, 7dias, 28 dias, 63 dias e 91 dias.

� 2) Obtenção dos traços auxiliares:� Mesmo teor de argamassa;

� Mesmo abatimento do tronco de cone;

� 1:3,5 e 1:6,5;

α = (1+a)/(1+a+p) & a + p = 3,5 �� a = α(1 + 3,5) – 1

ESTUDO EXPERIMENTAL

α = (1+a)/(1+a+p) & a + p = 3,5 �� a = α(1 + 3,5) – 1

ou a + p = 6,5 �� a = α(1 + 6,5) – 1

� Atribuindo valores para α encontramos os traços secos auxiliares.

� 2) Obtenção dos traços auxiliares

ESTUDO EXPERIMENTAL

Teor de

Argamassa

(%)

Traço 1:3,5 Traço 1:5 Traço 1:6,5

Traço unitário

individual rico

1:a:p

Traço unitário

individual normal

1:a:p

Traço unitário

individual pobre

1:a:p

35 1: 0,58: 2,925 1: 1,10: 3,90 1: 1,63: 4,88

37 1: 0,67: 2,835 1: 1,22: 3,78 1: 1,78: 4,73

39 1: 0,76: 2,745 1: 1,34: 3,66 1: 1,93: 4,58

41 1: 0,85: 2,655 1: 1,46: 3,54 1: 2,08: 4,4341 1: 0,85: 2,655 1: 1,46: 3,54 1: 2,08: 4,43

43 1: 0,94: 2,565 1: 1,58: 3,42 1: 2,23: 4,28

45 1: 1,03: 2,475 1: 1,70: 3,30 1: 2,38: 4,13

47 1: 1,12: 2,385 1: 1,82: 3,18 1: 2,53: 3,98

49 1: 1,21: 2,295 1: 1,94: 3,06 1: 2,68: 3,83

51 1: 1,3 : 2,205 1: 2,06: 2,94 1: 2,83: 3,68

53 1: 1,39: 2,115 1: 2,18: 2,82 1: 2,98: 3,53

55 1: 1,48: 2,025 1: 2,30: 2,70 1: 3,13: 3,38

57 1: 1,57: 1,935 1: 2,42: 2,58 1: 3,28: 3,23

59 1: 1,66: 1,845 1: 2,54: 2,46 1: 3,43: 3,08

61 1: 1,75: 1,755 1: 2,66: 2,34 1: 3,58: 2,93

63 1: 1,84: 1,665 1: 2,78: 2,22 1: 3,73: 2,78

65 1: 1,93: 1,575 1: 2,90: 2,10 1: 3,88: 2,63

� 2) Obtenção dos traços auxiliares:� Efetuar as misturas efetuando-se as seguintes etapas:

� Relação a/c necessária para se obter a consistência desejada;

� Consumo de cimento por metro cúbico de concreto;

� Massa específica do concreto fresco;

� Abatimento do tronco de cone.

ESTUDO EXPERIMENTAL

� Moldar sete corpos-de-prova cilíndricos para a ruptura às idades detrês dias, sete dias, 28 dias, 63 dias e 91 dias.

� Calcular o consumo de cimento em cada traço.

� Diagrama de dosagem:� Construir o diagrama com os dados encontrados.

� Exemplo de dosagem de concreto pelo método do IPT:� Traço inicial 1:5

� Teor de argamassa ideal = 49% + 2% = 51%

α = 51% � a = 2,06 e p= 2,94

TRAÇO DEFINITIVO

α = 51% � a = 2,06 e p= 2,94

T2 = 1: 2,06: 2,94

� Traço rico 1:3,5� Teor de argamassa ideal = 51%

α = 51% � a = 1,3 e p= 2,2

T1 = 1: 1,3: 2,2

� Traço pobre 1:6,5� Teor de argamassa ideal = 51%

α = 51% � a = 2,83 e p= 3,68

T3 = 1: 2,83: 3,68

� Exemplo de dosagem de concreto pelo método do IPT:

TRAÇO DEFINITIVO

Dosagem de Concreto

Temperatura da sala: 25% Umidade da sala: 80%

Número T-1 T-2 T-3

Traço em massa

Número T-1 T-2 T-3

1:m 1 : 3,5 1 : 5,0 1 : 6,5

1: a :p 1: 1,3 : 2,2 1: 2,06: 2,94 1: 2,83: 3,67

Teor de argamassa (%) 51,00 51,00 51,00

Cimento (kg) 23,00 17,00 14,00

Agregado miúdo (kg) 29,90 35,02 39,62

Agregado graúdo (kg) 50,60 49,98 51,38


TRAÇO DEFINITIVO

Água (kg)8,05 8,00 8,20

Aditivo- - -

Croncreto + Recipiente (kg)23,20 23,00 22,90

Recipiente(kg)/volume(dm³)4,0/8,0 4,0/8,0 4,0/8,0

Massa específica (kg/m³)2400 2375 2363

Consumo por m³ de concretoCimento (kg)

495 367 292

Água (l)173 172 172

Relação água/cimento 0,35 0,47 0,59

Abatimento (mm) 70 70 70


TRAÇO DEFINITIVO

Números dos corpos de prova 1 a 7 8 a 14 15 a 21

Data da moldagem 17/4/2010 17/4/2010 17/4/2010

Resistência a compressão (Mpa)

3 dias 25 17 10

7 dias 33 23 17

28 dias 43 33 26

63 dias 48 37 30

91 dias 51 42 31

� Exemplo de dosagem de concreto pelo método do IPT:� Gráfico (fck x a/c)

TRAÇO DEFINITIVO

50

60

0

10

20

30

40

0,35 0,47 0,59

3 dias

7 dias

28 dias

63 dias

91 dias

� Exemplo de dosagem de concreto pelo método do IPT:� Gráfico (m x a/c)

TRAÇO DEFINITIVO

6

7

abatimento de 70mm

0

1

2

3

4

5

0,35 0,47 0,59

m

� Exemplo de dosagem de concreto pelo método do IPT:� Gráfico (m x Consumo de cimento)

TRAÇO DEFINITIVO

6

7

m

0

1

2

3

4

5

495 367 292

m

� Vantagens do método:� Não são necessários ensaios preliminares da composição

granulométrica e massa específica dos materiais;

� O teor de argamassa é determinado experimentalmente evitando-sedosar um concreto com deficiência ou excesso de argamassa;

� É obtido um diagrama de dosagem que serve para qualquerresistência desejada ao nível dos concretos normais. Não é necessário

CONSIDERAÇÕES FINAIS

resistência desejada ao nível dos concretos normais. Não é necessáriofazer novas misturas para o acerto da dosagem;

� É rápido e prático de fazer desde que o tecnologista tenha experiênciacom dosagem.

� Desvantagens do método:� A determinação do teor ideal de argamassa, por não basear-se em

ensaio padronizado, pode, devido a sua subjetividade, levar otecnologista inexperiente a compor concretos com excesso oudeficiência de argamassa;

� Há necessidade de realizar ensaio de massa específica do concretofresco.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

fresco.

� Manual de Dosagem e controle do Concreto, Helene, P.,Terzian, P., Ed. Pini, 1992.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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