Fabricio Carvalho Correa
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Fabrcio Carvalho Corra
ESTUDO COMPARATIVO DE DOIS MTODOS DE DOSAGEM PARA CONCRETO - INT e IPT/EPUSP
Palmas 2008
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Fabrcio Carvalho Corra
ESTUDO COMPARATIVO DE DOIS MTODOS DE DOSAGEM PARA CONCRETO - INT e IPT/EPUSP
Monografia apresentada como requisito parcial da disciplina Estgio em Engenharia Civil com TCC II curso de Engenharia Civil, orientado pelo Professor Mestre Moacyr Salles Neto.
Palmas 2008
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FABRICIO CARVALHO CORRA
ESTUDO COMPARATIVO DE DOIS MTODOS DE DOSAGEM PARA CONCRETO - INT e IPT/EPUSP
Monografia apresentada como requisito parcial da disciplina Estgio em Engenharia Civil com TCC II curso de Engenharia Civil, orientado pelo Professor Mestre Moacyr Salles Neto.
Aprovada em Junho de 2008.
BANCA EXAMINADORA
___________________________________________________
Prof. M.Sc. Moacyr Salles Neto Centro Universitrio Luterano de Palmas
___________________________________________________
Prof. M. Sc. Fabio Henrique de Melo Ribeiro Centro Universitrio Luterano de Palmas
___________________________________________________
Prof. M.Sc. Gilson Marafiga Pedroso Centro Universitrio Luterano de Palmas
Palmas - TO 2008
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DEDICATRIA
Dedico esse trabalho primeiramente a Deus, a quem o nosso refugio e
fortaleza, pois sem ele nada existiria e no estaramos aqui.
Segundo aos meus pais Romualdo e Marlene, ao meu irmo Romualdo Junior
e minha noiva Raquel: pelo esforo, dedicao e compresso, pois, estes sim
estiveram junto a mim desde o inicio, durante essa caminhada em que passamos por momentos de tristezas tambm de alegrias, em que juntos e com a graa de Deus vencemos e venceremos essa e outras caminhadas.
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AGRADECIMENTOS
Ao Prof. Ms. Moacyr Salles Neto, pelas orientaes, pela superviso metodolgica pela inspirao no amadurecimento dos meus conhecimentos e conceitos e seu grande desprendimento em ajudar-me que me levam a execuo e concluso desta monografia.
Ao tcnico do laboratrio de materiais Miller Pereira Almeida, pela dedicao, criticas, sugestes e apoio que ajudaram a transformar idias em resultados.
Aos meus colegas de graduao profissional em Engenharia Civil, pelos momentos de convvio, onde trocamos experincias, saberes expressar opinies sobre diversos assuntos no campo da educao, com muita saudade, obrigado.
A todos os professores do CEULP/ULBRA que participaram dessa jornada, e contribuiro no s para a minha, mas sim para nossa formao acadmica profissional e pessoal.
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LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SMBOLOS
Letras Maiscula
A% Relao gua/materiais slidos ABCP Associao Brasileira de Cimento Portland C Consumo de cimento CP Cimento Portland comum, para fins de dosagem do concreto com base
exclusivamente na resistncia compresso, pode-se considerar como equivalente ao cimento Portland composto, denominado CPII Z 32, conforme NBR 11578
Dmx Dimetro mximo IPT/EPUSP Instituto de Pesquisas Tecnolgicas do Estado de So Paulo INT Instituto Nacional de Tecnologia NBR Normas Brasileiras
Letras minsculas
a/c Relao gua/cimento, em massa an Parcela de areia para o trao normal ap Parcela de areia para o trao pobre ar Parcela de areia para o trao rico fc Resistncia compresso do concreto obtida de um corpo-de-prova fck Resistncia compresso caracterstica g Gramas kg Quilo gramas mm Milmetros m Teor de agregados pn Parcela de pedra para o trao normal pp Parcela de pedra para o trao pobre pr Parcela de pedra para o trao rico x Relao gua/cimento
Letras gregas
Teor de argamassa c Massa especfica do cimento m Massa especfica do conjunto de agregados
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Tipos de cimento portland .........................................................................26
Tabela 2: Classificao da consistncia do concreto ................................................30
Tabela 3: Relao gua/cimento conforme critrios de durabilidade...............................45
Tabela 4: Relao gua/materiais slidos ............................................................................46
Tabela 5: Traos experimentais ................................................................................48
Tabela 6: massa retida do agregado mido. .............................................................52
Tabela 7: Massa retida do agregado grado.............................................................52
Tabela 8: Resultado Mtodo INT...............................................................................56
Tabela 9: Resultado Mtodo IPT/EPUSP..................................................................56
Tabela 10: Resultado final, mtodo IPT/EPUSP .......................................................58
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LISTA DE GRFICOS
Grfico 1: Representao grfica da lei de Abrams para determinao do fator gua/cimento..............................................................................................................45
Grfico 2: Composies granulomtricas ideais agregado com Dmx = 19 mm......47
Grfico 3: Curva ideal versus curva media dos agregados .......................................53
Grfico 4: Resistncia compresso em funo da idade, Mtodo INT...................56
Grfico 5: Resistncia compresso em funo da idade, Mtodo IPT/EPUSP......57
Grfico 6: Correlao entre resistncia compresso (fc) e relao gua/cimento , Mtodo IPT/EPUSP.............................................................................................57
Grfico 7: Correlao entre relao gua/cimento e consumo de cimento (kg/m) , Mtodo IPT/EPUSP.............................................................................................58
Grfico 8:Resistncia aos 28 dias de idade, para o traos direcionado a 40 MPa....59
Grfico 9: Consumo de cimento (kg/m) em funo da Resistncia compresso. .59 Grfico 10: Consumo de cimento (kg/m) em funo da Resistncia compresso de
25 MPa aos 28 dias.............................................................................................60
Grfico 11: Consumo de cimento (kg/m) em funo da Resistncia compresso de 40 MPa aos 28 dias.............................................................................................60
Grfico 12: Custo em Funo da Resistncia. ..........................................................61
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Peneirador Mecnico .................................................................................41
Figura 2: Granulometria da areia...............................................................................41
Figura 3: Ensaio do teor de materiais pulverulentos .................................................42
Figura 4: Determinao da massa unitria agregado grado ...................................42
Figura 5: determinao do modulo de finura do cimento ..........................................43
Figura 6: Moldagem dos corpos-de-prova.................................................................44
Figura 7: Amassamento do concreto.........................................................................50
Figura 8: Slump.........................................................................................................50
Figura 9: Abatimento de tronco de cone ...................................................................50
Figura 10: Ensaio de Ruptura compresso axial....................................................51
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SUMRIO
1. INTRODUO ......................................................................................................16 1.1 Contextualizao..............................................................................................16
1.2 Objetivos ..........................................................................................................17 1.2.1 Geral...........................................................................................................17
1.2.2 Objetivos Especficos .................................................................................17 1.3 Justificativa e Importncia do Trabalho ............................................................18
1.4 Estrutura do Trabalho.......................................................................................19
2. REFERENCIAL TERICO....................................................................................20 2.1 Agregados ........................................................................................................21
2.1.2 Agregados midos......................................................................................22
2.1.2.1 Granulometria.......................................................................................22
2.1.2.2 Modulo de Finura..................................................................................23
2.1.2.3 Massa Unitria......................................................................................23
2.1.2.4 Massa Especfica .................................................................................23
2.1.2.5 Inchamento da areia.............................................................................24
2.1.3 Agregados Grados ...................................................................................24
2.1.3.1 Granulometria.......................................................................................24
2.1.3.2 Dimenso mxima Caracterstica.........................................................25
2.1.3.3 Massa Especfica .................................................................................25
2.1.4. Cimento .....................................................................................................25
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2.1.4.1 Cimento Portland..................................................................................26
2.1.4.2 Cimento Portland Composto (CPII-Z)...................................................27 2.1.4.3 Finura ...................................................................................................27
2.2 Concreto...........................................................................................................27
2.2.1 Massa especifica ........................................................................................28
2.2.2 gua ...........................................................................................................29 2.2.2.1 Excesso de gua..................................................................................29
2.2.3 Consistncia...............................................................................................29
2.2.4 Homogeneidade .........................................................................................30
2.3 Estrutura Interna do concreto ...........................................................................31
2.3.1 Concreto no estado endurecido..................................................................31
2.3.2 Resistncia compresso .........................................................................32
2.3.3 Evoluo da resistncia em funo da idade .............................................32
2.3.4 Cura do Concreto .......................................................................................32
2.4 Qualidade do concreto .....................................................................................33
2.4.1 Dosagem ....................................................................................................33
2.4.2 Resistncia de dosagem ............................................................................34
2.4.3 Mtodo do INT Instituto Nacional de Pesquisas........ ............................364
2.4.4 Mtodo do IPT/EPUSP Instituto de Pesquisas Tecnolgicas,.................36
2.5 Analise de custos .............................................................................................39
3. METODOLOGIA....................................................................................................40
3.1 Consideraes Iniciais......................................................................................40
3.2 Materiais Utilizados ..........................................................................................40
3.3 Ensaios.............................................................................................................41
3.3.1 Anlise granulomtrica ...............................................................................41
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3.3.2 Teor de Materiais Pulverulentos.................................................................42
3.3.3 Massa Unitria............................................................................................42
3.3.4 Massa especifica do cimento : pelo frasco de L Chatelier. .......................43
3.4 Procedimentos para a Realizao da Dosagem ..............................................43
3.5 Mtodo do INT..................................................................................................44
3.5.1. Determinao da relao gua/cimento ....................................................44
3.5.2. Determinao da relao gua/materiais slidos (A%) .............................45 3.5.3 Determinao da relao cimento/agregados (1/m)...................................46 3.5.4. Determinao da porcentagem de cada agregado....................................47
3.6 Mtodo do IPT/EPUSP.....................................................................................47
3.6.1. Determinao do Teor ideal de argamassa para o trao 1:5.0 () ............47 3.6.2. Obteno dos traos auxiliares .................................................................48
3.6.3. Trao definitivo ..........................................................................................49
3.7 Amassamento do concreto e ensaios de resistncia compresso ................49
3.8 Praticidade de execuo dos mtodos.............................................................51
3.9 Eficincia dos mtodos.....................................................................................51
4. RESULTADOS E DISCUSSES ..........................................................................52 4.1 Caracterizao dos agregados........................................................................52
4.2. Determinao da porcentagem dos agregados, mtodo do INT. ....................53
4.3 Calculo do trao mtodo INT Lobo Carneiro (1943) dosado para 25 MPa....54 4.4 Calculo do trao mtodo INT Lobo Carneiro (1943) dosado para 40 MPa....54 4.5 Calculo do trao mtodo IPT/EPUSP HELENE E TERZIAN (1993)..............55 4.6 Resultados .......................................................................................................56
5. CONCLUSES E SUGESTES PARA TRABALHOS FUTUROS.......................62 5.1 Sugestes para trabalhos futuros.....................................................................63
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REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS..........................................................................64 ANEXOS ...................................................................................................................67
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RESUMO
CORRA, Fabrcio Carvalho. Estudo comparativo de dois mtodos de dosagem para concreto INT e IPT/EPUSP. 2008. xxp. Monografia (Graduao em Engenharia Civil). Centro Universitrio Luterano de Palmas (CEULP/ULBRA). Palmas TO.
Este estudo refere-se a um comparativo prtico e terico de dois mtodos de dosagem para concreto, utilizando agregados disponveis na regio. Este estudo tem como finalidade analisar o consumo de cimento e de agregados, teor de argamassa, relao gua/cimento e trabalhabilidade adequada. No Brasil alguns mtodos de dosagem no so plenamente dominados ou no so bastante utilizados por serem antigos como o mtodo desenvolvido pelo Instituto Nacional de Tecnologia (INT). O objetivo principal desta pesquisa comparar a resistncia compresso de concretos utilizando os mtodos do Instituto Nacional de Tecnologia (INT) e o mtodo do Instituto de Pesquisa Tecnolgica (IPT/EPUSP), Com resistncias caractersticas de 25MPa e 40MPa aos 28 dias de idade dosados com apenas um tipo de cimento e sem utilizao de aditivos, verificar posteriormente o consumo de cimento e agregados e seus respectivos custos para cada resistncia compresso. Os respectivos mtodos foram escolhidos para esta pesquisa pelo fato de comparar um mtodo mais antigo o mtodo do INT Lobo Carneiro (1943) e um mtodo mais atual o IPT/EPUSP HELENE E TERZIAN (1993). Comparando o desempenho dos concretos dosados pelo mtodo do INT, verificamos que este mtodo bastante pratico quanto ao desenvolvimento para a determinao do trao definitivo, porem o mtodo do IPT/EPUSP obteve um melhor desempenho quanto ao consumo de cimento e relao gua/cimento , o que nos proporciona um melhor custo beneficio.
Palavras-chave: Dosagem de concreto, INT, IPT/EPUSP
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ABSTRACT
CORRA, Fabrcio Carvalho. Comparative study of two methods of dosage for concrete INT e IPT/EPUSP. 2008. xxp. Monograph (Graduation in Civil Engineering). center University Lutheran of Palmas (CEULP/ULBRA). Palmas TO.
In this study a comparative degree is mentioned to it practises and theoretician of two methods of dosage for concrete, using available aggregates in the region. This study it has as purpose to analyze the utilization of cement and aggregates, mortar content relation water/cement, adequate flexibility. In Brazil some methods of dosage fully are not dominated or sufficiently they are not used by being old as for method developed for the National Institute of Technology (INT). The main objective of this research is to compare the compressive strength of concrete being used the methods of the National Institute of Technological (INT) and the method of the Institute of research Technological (IPT/EPUSP), With characteristic resistance of 25MPa and 40MPa to the 28 dosed days of age with only one type of cement is without additive use, to verify the cement utilization and added and its respective costs for each compressive strength later. The respective methods had been chosen for this research for the fact to compare an older method the method of the INT Lobo Carneiro, (1943). and a more current method the IPT/EPUSP - HELENE and TERZIAN (1993). Comparing the performance of the concrete ones dosed by the method of the INT, we verify that this method is sufficient practices how much to the development for the determination of the definitive trace, to put the method of the IPT/EPUSP got one better performance how much to the consumption of cement and relation water/cement, what in it provides one better cost to them I benefit.
Key-words: Dosage of concrete, INT, IPT/EPUSP.
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1. INTRODUO
1.1 Contextualizao
Devido ao grande crescimento da construo civil nos ltimos anos no Brasil,
a maior cobrana das leis sobre recomendaes e especificaes tcnicas e uma
maior competitividade no campo de trabalho, deve-se adotar um maior controle de
qualidade em nossas construes, at ento visando uma melhoria na parte tcnica
aumentando assim a confiabilidade, segurana, conforto e lucratividade.
O concreto por ser um dos materiais mais utilizados na construo civil tal fato
seja pelo seu relativo baixo custo, boa disponibilidade dos materiais que o constituem, e essencial que seja implantada formas para conseguir a melhoria da qualidade desse material, para que esse o concreto possa desempenhar suas
funes e possa resistir s condies de servios previstas anteriormente no projeto, mantendo se integro e de forma simultnea seguro.
Apesar das suas vantagens tcnicas e econmicas, o grande problema est
relacionado durabilidade das estruturas, pois quanto melhor o concreto, menor
ser a sua deteriorao prematura, pois resistncias compresso relativamente
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baixa esto associadas a elevadas relaes gua/cimento, muitas vezes maiores do
que as necessrias para satisfazer os critrios de durabilidade das estruturas.
Para um concreto de qualidade e indispensvel que se tenha uma boa
homogeneidade dos materiais constituintes e que estes materiais sejam ensaiados e utilizados conforme os procedimentos e recomendaes tcnicas, tal fato esta
relacionado ao modo da sua dosagem.
A dosagem do concreto pode ser feita de varias maneiras conforme o mtodo
de dosagem que se utiliza, est tem a finalidade de determinar a proporo de cada
material a ser empregado no concreto, bem como a determinao da quantidade de
gua que um fator determinante quanto a resistncia e a durabilidade do concreto.
1.2 Objetivos
1.2.1 Geral
Desenvolver um estudo comparativo para concreto de fck 25 MPa e 40 MPa
aos 28 dias utilizando as tcnicas de dosagem do IPT/EPUSP e do INT.
1.2.2 Objetivos Especficos
Analisar o consumo de cimento apresentado por cada mtodo de dosagem.
Analisar a praticidade dos mtodos de dosagem.
Analisar a eficincia dos mtodos de dosagem para a resistncia proposta.
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Demonstrar qual o mtodo apresentara melhores resultados em um
comparativo de custo x resistncia.
1.3 Justificativa e Importncia do Trabalho
A idia generalizada popular de que todo mestre ou pedreiro experiente sabe
fazer concreto sem um estudo do material a ser utilizado e principalmente sem a
determinao correta dos materiais componentes do concreto inclusive a
determinao da relao gua/cimento ou gua/aglomerante, que desse modo se
torna impraticvel atingir a resistncia desejada com o menor custo possvel. A escolha adequada dos materiais e a determinao da proporo ideal
servem como base para atingir concretos que atendam os critrios de resistncia e
durabilidade.
Como o agregado tem o custo menor que o cimento, se torna mais econmico
utilizar no concreto uma maior porcentagem de agregados do que cimento. Por esse
fato deve-se fazer um estudo para que se possa determinar qual ser o custo do
concreto com a utilizao dos materiais disponveis na regio.
A utilizao sbia de dosar concreto, implica diretamente no consumo dos
materiais fazendo que o concreto se torne o mais econmico possvel, tanto no custo
da proporo dos agregados quanto o de cimento, e tambm levar em considerao,
que quanto mais elevada for resistncia do concreto, mais esbeltas sero nossas
estruturas. Podemos tambm enfatizar que a resistncia est diretamente ligada
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durabilidade das estruturas de concreto armado, por possuir relao gua/cimento
menor e ter menor porosidade.
1.4 Estrutura do Trabalho
O presente trabalho est organizado em seis itens distintos mais as
referencias bibliogrficas, que somados delimitam de forma mais clara e objetiva a proposta desenvolvida na elaborao do presente estudo. Tais itens ficaram
distribudos da seguinte forma:
O primeiro item, introdutrio, faz apresentao do assunto, onde esto
descritos os objetivos geral e especficos e a justificativa e importncia do tema abordado.
O segundo item contm todo o referencial terico que abrange os seguintes
temas: Direito do consumidor em relao a construo civil em todos os nveis de
abrangncia, Leis e parmetros que regem o setor da construo civil brasileira.
O terceiro item traz a metodologia empregada na realizao desta pesquisa.
O quarto item apresenta os resultados e discusses sobre o assunto deste
trabalho, desenvolvendo um exemplo de modelo terico para o monitoramento de
recalque em fundaes.
No quinto item, esto as consideraes finais sobre a pesquisa em questo.
No sexto item esto todas as referncias bibliogrficas citadas neste trabalho
e utilizadas para sua elaborao.
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2. REFERENCIAL TERICO
Conforme cita Petrucci (1998) chama-se trao a maneira de exprimir a composio do concreto. O trao tanto pode ser indicado pelas propores em peso
quanto em volume, e freqentemente adota-se uma indicao mista: o cimento em
peso e os agregados em volume. Seja qual for forma adotada, toma-se sempre o cimento como unidade, e relacionam-se as demais quantidades quantidade de
cimento.
A qualidade do concreto depender primeiramente da qualidade dos materiais
componentes. Impem-se, portanto, quando se deseja um concreto superior, uma relao cuidadosa desses materiais.
De posse desses materiais de boa qualidade preciso mistur-los nas
propores adequadas. Neste proporcionar, deve-se ter em conta a relao entre o
cimento e os agregados, a diviso do agregado mido e grado e, principalmente, a
relao entrem a gua empregada e os materiais secos, ou, como e usualmente, a
relao gua/cimento. Necessria ainda se torna, na massa do concreto, a mistura
do cimento com a gua e a distribuio uniforme da pasta resultante nos vazios dos
agregados mido e grado, que, por sua vez, tambm devem ser convenientemente
misturados. Pois a principal exigncia com relao mistura que seja homognia.
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A falta de homogeneidade da mistura determina decrscimo sensvel da resistncia
mecnica e da durabilidade dos concretos.
HELENE E TERZIAN (1993), escreveram que as principais propriedades do concreto endurecido so normalmente expressas pelo o projetista das estruturas enquanto que as propriedades do concreto fresco so determinadas pelas tcnicas
de execuo. Cabe ao tecnologista de concreto conciliar essa exigncia
satisfazendo a ambos atravs de um concreto o mais econmico possvel. Apesar
de que essa ltima condio freqentemente esquecida, encontrando-se
engenheiros que se orgulham de produzirem ou empregarem em suas obras
concretos com caractersticas e custos muito acima das mnimas exigidas.
2.1 Agregados
So materiais granulares e inertes que fazem parte na composio do
concreto, onde objetivo maior de sua adio ao concreto a contribuio para a reduo de custos do concreto. No entanto conhecer as caractersticas dos
agregados e de suma importncia, pois estes tm grande influncia no processo de
dosagem e na resistncia do concreto, pois este um material de construo onde
sua aderncia e feita por uma pasta de cimento, por esse motivo deve-se ter em
mente que a influencia do agregado no seja apenas pela a sua resistncia mecnica, mas tambm por sua capacidade de absoro e aderncia.
Estes materiais podem ser de origem natural, estes encontrados na natureza
em forma de agregados como areia de rios, seixo rolado, pedregulho entre outros,
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h tambm os materiais artificiais que so obtidos a partir de trabalhos para que se
possa chegar em condies de uso como um devido agregado como pedra britada,
p de pedra e etc.
Os agregados devem ser constitudos por gros minerais de boa qualidade,
duros, compactos, durveis e limpos, isentos de materiais deletrios, como: argilas,
mica, sais, siltes, matrias orgnicas e que possam afetar a hidratao do cimento
ou que possam gerar produtos expansivos. Os agregados devem apresentar boa
forma, boa graduao e apresentar resistncia compresso superior ao da pasta
de cimento. So substancias nocivas ao concreto estas impurezas podem interferir
fisicamente como quimicamente, como impurezas que interferem o processo de
hidratao do cimento, substancias que envolvem os agregados impedindo a
aderncia pasta de cimento e tambm partculas fracas e friveis.
2.1.2 Agregados midos
Os agregados midos ou areias, dividido em grossas, mdias, finas e muito
finas, conforme o valor do seu modulo de finura. Conforme NBR 7211.
2.1.2.1 Granulometria
A composio granulomtrica a proporo relativa expressa em
porcentagem (%) que se encontra os gros do agregado. A granulometria do agregado mido tem grande importncia sobre a qualidade do concreto, agindo
diretamente na compacidade e na resistncia do concreto. Verificada pela NBR
7271.
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Areia grossa mdulo de finura entre 3,35 a 4,05;
Areia media mdulo de finura entre 2,40 a 3,35;
Areia fina mdulo de finura entre 1,97 a 2,40;
Areia muito fina mdulo de finura menor que 1,97.
2.1.2.2 Modulo de Finura
Est relacionado com rea superficial do agregado e conseqentemente
altera a gua de molhagem para uma certa consistncia. Deve ser mantido
constante dentro de certos limites para evitar a alterao do trao. Verificado pela
NBR 7217.
2.1.2.3 Massa Unitria
a relao entre a massa total de um certo volume de agregado e esse volume, onde so considerados os vazios existentes entre os gros do agregado. por meio da massa unitria que so feitas as transformaes dos traos em massa
para volume e vice-versa. Verificada pela NBR 7251.
2.1.2.4 Massa Especfica
a relao da massa e o volume de cheios, isto , o volume dos gros dos agregados. Verificada pela NBR 9776.
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2.1.2.5 Inchamento da areia
O inchamento da areia gua presente entre os gros que provoca o
afastamento dos gros onde resulta o aumento de volume, que quanto maior a
superfcie especifica maior ser o inchamento, este depende da granulometria e da
umidade, onde quanto mais fina for a areia maior ser o inchamento.
Pode-se obter o inchamento atravs da equao.
Fonte universidade estadual Paulista Julio de Mesquita Filho ano 2002
I Inchamento expresso em porcentagem h
Umidade da areia expressa em porcentagem 0 Massa unitria expressa em porcentagem h Massa unitria no estado mido
A determinao do inchamento de agregados midos . Verificada pela NBR
6467.
2.1.3 Agregados Grados
Os agregados grados so classificados conforme o tamanho da sua
partcula, ou seja dimetros mximos e mnimos.
2.1.3.1 Granulometria
A composio granulomtrica a proporo relativa expressa em
porcentagem (%) que se encontra os gros do agregado. A granulometria do
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agregado mido tem grande importncia sobre a qualidade do concreto, agindo
diretamente na compacidade e na resistncia do concreto. Verificada pela NBR 7271
Pedra 0 4,8 a 9,5mm
Pedra 1 9,5 a 19mm
Pedra 2 19 a 25mm
Pedra 3 25 a 50mm
2.1.3.2 Dimenso mxima Caracterstica
Quanto maior for o agregado grado, mais econmico ser o concreto. Est
relacionado a trabalhabilidade do concreto fresco, portanto depende das frmas, do
espaamento das armaduras e do processo de transporte do concreto. Verificado
pela NBR 7217.
2.1.3.3 Massa Especfica
a relao entre massa e o volume absoluto no permevel, isto , o volume dos gros dos agregados. Verificada pela NBR 7217.
2.1.4. Cimento
Pode-se determinar como cimento, qualquer tipo de material que seja capaz de ligar os agregados, formando posteriormente um corpo rgido.
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2.1.4.1 Cimento Portland
O cimento um material em forma de p, produzidos pela pulverizao de
clnquer constitudo por silicatos e aluminatos de clcio. O cimento utilizado como
aglomerante na construo civil, este um material cermico que sob ao da gua
produz reaes exotrmicas de cristalizao formando produtos hidratados,
ganhando uma elevada resistncia mecnica. O perodo desde a adio de gua at
o inicio da hidratao dos compostos chamado pega, e quando a pasta deixa de
ser deformvel tem-se o fim de pega. Essa massa continua sua hidratao
aumentando a coeso e obtendo mais endurecimento.
Tabela 1: Tipos de cimento portland
Fonte: universidade estadual Paulista Julio de Mesquita Filho ano 2002
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2.1.4.2 Cimento Portland Composto (CPII-Z)
um tipo de cimento modificado com adio de Pozolana na ordem de 6 a 14%. Este indicado para obras de engenharia sob a forma de argamassa sendo
bastante utilizados como concreto simples, armado e pretendido e etc.
Os cimentos compostos com pozolana apresentam, pequena velocidade na
liberao de calor de hidratao e elevada resistncia contra sulfatos.
2.1.4.3 Finura
um fator que governa a velocidade da reao da hidratao. Os cimentos so modos em p muito finos, sendo impossvel de determinar sua granulometria
atravs de peneiras. Com o aumento da finura melhoramos a resistncia,
particularmente nas idades iniciais, diminui a exsudao e outros tipos de
segregao, diminui a porosidade que influencia diretamente na impermeabilidade,
h tambm um ganho na trabalhabilidade e na coeso dos concretos. Mas em
contrapartida, h uma liberao maior de calor de hidratao e uma retrao maior,
ficando assim os concretos mais suscetveis ao fissuramento. avaliada pela NBR 5743
2.2 Concreto
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O concreto e usualmente constitudo por quatro materiais constituintes, sendo
Cimento Portland, agregado grado, agregado mido e gua. O cimento e a gua
formam a pasta que envolve os agregados e preenchem a maior parte dos vazios
entre os vazios, aps algum tempo a pasta endurece dando forma a um material
rgido. Para se obter concreto de boa resistncia e de boa qualidade deve-se
conhecer o comportamento do concreto no estado plstico, pois esta fase muito
importante e requer um maior cuidado, porque as deficincias geradas nesta fase
refletiro na sua durabilidade e na sua resistncia. No estado plstico a sua principal
propriedade e a trabalhabilidade.
A quantidade de gua para que haja a reao com o cimento pequena, porem utiliza-se uma maior quantidade de gua na mistura para obter
trabalhabilidade. A ao fsica que mais interfere na trabalhabilidade a
consistncia que e afetada pela coeso das partculas dos componentes e tambm
pela mobilidade da massa.
Para que o concreto tenha sentido econmico, os agregados constituem
cerca de 60% a 80% da sua massa, pois o agregado mais barato que o cimento.
Por os agregados ter uma elevada porcentagem sobre o concreto, a sua escolha e
de suma importncia.
2.2.1 Massa especifica
So considerados concretos com massa especifica norma entre 2000 kg/m3 e
2800 kg/m3 . Para efeito de calculo e utilizado para concretos simples o valor de
2400 kg/m3 e para concretos com armaduras 2500 kg/m3.
-
29
2.2.2 gua
A gua a ser utilizada no concreto deve ser potvel, no deve conter resduos
industriais ou nenhum tipo de substancia orgnica. Pois a utilizao de substancias
agressivas pode afetar o desempenho e a durabilidade do concreto.
2.2.2.1 Excesso de gua
A utilizao de gua no concreto na maioria das vezes necessrio usar mais
gua que o necessrio para que haja as reaes qumicas, para que o concreto possa ter trabalhabilidade. Porem a utilizao de gua em excesso ocasiona
patologias no concreto como exsudao, formao de poros, ar aprisionado,
fazendo que o concreto se torne mais permevel e menos durvel.
2.2.3 Consistncia
A consistncia nada mais e que o resultado das foras que atua internamente
sendo elas a coeso e ngulo de atrito, esta e uma propriedade relacionada a fluidez
da mistura. H tambm outros fatores que influencia a consistncia do concreto a
relao gua/cimento, a relao gua/materiais slidos, a forma dos agregados,
granulometria e tambm a caracterstica do cimento. A consistncias depende da
composio do concreto, na dosagem do concreto deve levar em conta a
consistncia necessria para as condies da obra.
O mtodo de avaliao da consistncia feito pelo o abatimento de tronco de
cone ou slump. Este ensaio e feito utilizando um molde metlico que tem forma de
-
30
tronco de cone, apoiando este molde em chapa metlica preenche-se o molde com
o concreto ainda no estado fresco, em trs camadas de volumes aproximadamente
iguais, e aps cada camada de concreto adensa-se com 25 golpes com a barra de
16mm conforme (NBR 7223). Aps a retirada desse molde verticalmente e mede-se a diferena entre a altura do molde e a do concreto abatido slump.
Tabela 2: Classificao da consistncia do concreto
Fonte universidade estadual Paulista Julio de Mesquita Filho ano 2002
2.2.4 Homogeneidade
Para se obter um concreto de qualidade, e necessrio que a massa seja homognea, para isso, necessria que seja feita uma dosagem adequada que tenha um equilbrio entre os materiais e o teor de gua.
A homogeneidade do concreto est ligada adio de gua, pois est a
responsvel pela coeso. A adio de gua melhora a coeso mas quando se
excede o limite de umidade ocorre separao das partculas, provocando um
fenmeno denominado segregao ou exsudao. A exsudao ocorre quando os
materiais slidos esto incapazes de se fixarem gua no interior da mistura.
Deve-se evitar a exsudao do concreto, pois quando h uma alta
concentrao de gua na superfcie torno o concreto muito poroso e frgil, alem de
-
31
dificultar a aderncia dos materiais a pasta de cimento proporcionando assim um
concreto mais permevel.
2.3 Estrutura Interna do concreto
Com a preparao do concreto com as misturas de agregados midos e
grados com cimento e gua. Tem-se o inicio de pega ou seja, inicia-se uma reao qumica do cimento com a gua, resultando uma pasta de cimento, que gera a
massa de cimento hidratado. Nesta hidratao do cimento ocorre uma reduo de
volume provocando vazios denominados de poros.
Durante o amassamento do concreto a pasta de cimento envolve os
agregados endurecendo com o tempo formando assim cristais, ao endurecer essa
pasta liga os agregados dando origem a uma massa resistente e monoltica.
Aps o fim de pega do concreto, se resulta em um material bastante
heterogneo, onde h gros de agregados grados e midos de vrias dimenses e
formas, gerando poros e capilares estes retendo gua que no entrou em reao
qumica com o cimento.
2.3.1 Concreto no estado endurecido
Para obter um concreto no estado endurecido de boa qualidade,
indispensvel a; utilizao de materiais de boa qualidade e efetuar a dosagem dos
materiais na proporo adequada.
-
32
2.3.2 Resistncia compresso
A resistncia proporcional ao fator gua/cimento utilizado e ao grau de
hidratao do cimento.
A resistncia compresso considerada a propriedade mecnica mais
importante do concreto em seu estado endurecido, porque o concreto trabalha
predominantemente compresso.
Essa propriedade e determinada a partir de ensaios, sendo que geralmente
esses ensaios so realizados para controle de qualidade.
A resistncia compresso e usualmente determinada atravs de rupturas de
corpos-de-prova, estes corpos-de-prova tem o formato cilndrico padronizados, de
10cm de dimetro e 20cm de altura com rea igual a 78,5cm e tambm com 15cm
de dimetro e 30cm de altura com rea igual a 176,7cm, estes so rompidos
segundo a NBR 5739 Ensaio de compresso de corpos-de-prova cilndricos.
2.3.3 Evoluo da resistncia em funo da idade
A evoluo da resistncia compresso do concreto em funo do tempo,
depende do tipo de cimento e tambm das condies de cura do concreto adotada.
2.3.4 Cura do Concreto
A cura fundamental para obter um concreto com boa resistncia e
qualidade, esta tendo por finalidade impedir a evaporao da gua de
amassamento, durante o perodo da hidratao inicial do concreto. A cura
inadequada reduz a resistncia e a durabilidade do concreto, provoca fissuras e
-
33
deixa a camada superficial fraca, o concreto se torna mais poroso e permevel,
permitindo assim a entrada de substancias agressivas providas do meio ambiente, o
concreto mal curado pode ter resistncia mais baixa. A cura tem funo de evitar a
evaporao da gua de amassamento, para que essa seja utilizada na hidratao do cimento.
A cura do concreto deve ser feita de forma a manter as peas midas para
evitar a evaporao da gua do concreto, o tempo de durao depende do tipo de
ambiente (temperatura, umidade, ventos e etc.) e da agressividade do meio-ambiente.
2.4 Qualidade do concreto
A qualidade das estruturas esta intimamente ligada ao concreto de boa
qualidade.
O concreto de boa qualidade consiste na capacidade do seu desempenho em
resistir s agressividades ambientais, condies de servios, se manter integro sem
se deteriorar ao longo do tempo e que a sua conservao no necessite de reparos
de custo elevados ao decorrer de sua vida til.
A durabilidade associado a resistncia so requisito para que se tenha um
concreto de qualidade, pois estes asseguram a resistncia a ruptura.
Os materiais devem ser devidamente ensaiados conforme normas e utilizados
conforme procedimentos e recomendaes normativas.
2.4.1 Dosagem
-
34
A dosagem do concreto empregada com a finalidade de determinar a
proporo dos materiais de forma adequada, para que se possa alcanar a
resistncia deseja e plasticidade do concreto no estado fresco.
2.4.2 Resistncia de dosagem
A resistncia de dosagem tem como referencia a resistncia mdia,
usualmente com 28 dias, obtida atravs de corpos-de-prova padronizados. Para o
calculo da dosagem da resistncia mdia a ser obtida estimada em funo da
resistncia caracterstica do projeto. Para o calculo da resistncia de dosagem deve-se levar em considerao o
desvio padro, sendo que este nunca poder ser menor que fck + 3,3 MPa.
Quando o desvio padro no for conhecido, a resistncia de dosagem deve
ser fixada em funo do tipo de controle dos materiais .
Controle Rigoroso f = fck + 6,5 MPa
Controle Razovel f = fck + 9,0 MPa
Controle Regular f = fck + 11,5 MPa
Fonte universidade estadual Paulista Julio de Mesquita Filho ano 2002
2.4.3 Mtodo do INT Instituto Nacional de Tecnologias, Fernando Lobo
Carneiro
Este mtodo de dosagem abordado nesta pesquisa foi desenvolvido pelo
Instituto Nacional de Tecnologia (INT), do Rio de Janeiro, o qual foi divulgado em
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35
1937 e posteriormente aperfeioado em 1943, sob a orientao do professor
Fernando F. L. Lobo Carneiro falecido em novembro de 2001. Este mtodo
encontra-se fundado nas concluses de Lyse, Bolomey e Graff.
Como conhecida, a resistncia de um concreto funo da relao
gua/cimento, e tanto maior quanto menor seja essa relao. A lei de ABRAMS valida, pelo menos, para ter um concreto de qualidade satisfatria maioria das
aplicaes. Dispondo-se de curvas ou retas nos grficos semilogartmicos, pode-se
obter rapidamente qualquer relao gua/cimento para a correspondente resistncia
de dosagem.
Inicialmente determina-se a relao gua/cimento que seja necessria a atender a resistncia fc28 desejada, esta pode ser determinada atravs das representaes grficas da lei de Abrams para determinao do fator gua/cimento
conforme a especificao do cimento, onde este grfico relaciona em seus eixos
relao gua/cimento e resistncia compresso em MPa, tambm devemos verificar
esta condio atravs da tabela conforme os critrios de durabilidade da (ABCP), e tambm nas tabelas de classes de agressividade ambiental, correspondncia entre
classe de agressividade e qualidade do concreto e classes de resistncia dos
concretos. Onde dever ser adotado na dosagem evidentemente o menor dos
valores obtidos de acordo com os critrios estabelecidos.
Determinada a relao gua/cimento, a etapa seguinte consiste em fixar
relao gua/materiais slidos (A%), que atravs da tabela de relao gua/materiais slidos esta elaborada pelo Professor Lobo Carneiro e baseada nos estudos de Lyse, no qual
demonstra que, dentro das dosagens usuais, a porcentagem de gua em relao
mistura cimento + agregados quase um valor constante, nesta tabela leva em
considerao o dimetro mximo do agregado o tipo de vibrao a ser empregada.
-
36
A proporo dos agregados deve ser de feita atravs de curvas
granulomtricas, estas obtidas atravs de ensaios de granulometria nos agregados,
a fim de obtermos um concreto trabalhvel, sem alterar a quantidade de gua nem
to pouco a proporo de cimento j determinada. Para tanto pode se utilizar s composies ideais, pesquisadas pelo professor Lobo Carneiro com materiais
nacionais, para a determinao da mistura ideal dos tipos de agregados,
recomenda-se o mtodo do abatimento proporcional, de modo a aproximar o mais
possvel de uma curva granulomtrica pr-estabelecida.
2.4.4 Mtodo do IPT/EPUSP Instituto de Pesquisas Tecnolgicas,
Como cita o HELENE E TERZIAN (1993), o mtodo de dosagem de concreto IPT bastante simples e verstil, tendo ampla aceitao no Brasil. Para muitos
produtores de concreto, o diagrama IPT de dosagem uma ferramenta muito til
no s na etapa preliminar de dosagem, mas tambm no controle, onde facilita as
intervenes no processo de produo de concreto.
Como cita HELENE E TERZIAN (1993), o mtodo do IPT baseado nos estudos de ABRAMS, o agregado sendo caracterizado pelo o seu mdulo de finura e
considerando que dois agregados de mesmo modulo so equivalentes, isto , para
um mesmo trao exigem a mesma quantidade de gua para que se tenha uma
determinada consistncia, ou ainda, para um mesmo trao e mesmas consistncias
produzam concretos de mesma resistncia. Assim considerando, possvel, para
cada tipo de agregado, traar experimentalmente curvas que nos forneam para um
determinado dimetro mximo e uma determinada consistncia, o trao cimento:
-
37
agregado e o modulo do agregado. Com grficos dessa natureza, a determinao do
trao fica muito facilitada.
A determinao do teor ideal de argamassa uma das mais importantes do
processo de dosagem. Pois a falta de argamassa na mistura acarreta porosidades
no concreto ou falha de concretagem, j o inverso nos proporciona um concreto de boa aparncia, porm aumenta o custo do cimento por m3
de concreto e tambm
aumenta o risco de fissurao por retrao trmica por retrao de secagem. O
mtodo beneficia aos profissionais com maior experincia na pratica de dosagem,
pois estes no tm necessidade de seguir passo a passo os teores de argamassa,
podendo acumular dois ou trs teores de argamassa, no entanto devem tomar
cuidado de realizar a soma da coluna de acrscimo de modo correto. Neste item
deve-se verificar se h desprendimento de agregado grado da massa, o que indica
que h falta de argamassa na mistura. Outra observao a ser realizada se ao
redor da base de concreto formada pelo tronco de cone e o aparecimento de gua
oriunda da mistura, pois esta ocorrncia evidencia que a probabilidade de
exsudao de gua nesta mistura por falta de finos, que pode ser resolvido
aumentando o teor de argamassa. Fixados a relao gua cimento, o dimetro
mximo e a consistncia, o grfico nos fornece o trao 1: m e o mdulo do agregado,
mido e grado, pode-se determinar a porcentagem do agregado mido no
agregado total, pois o mdulo do agregado a mdia ponderada dos mdulos dos
materiais que o compem: assim, sendo A% a porcentagem de areia, Mm, Ma e Mp
os mdulos dos agregados total, de agregado mido e grado.
O mtodo do IPT necessita da determinao de traos auxiliares, a fim de
possibilitar a montagem do diagrama de dosagem, onde os dois traos escolhidos
apresentam uma variao de uma unidade e meia no teor de agregado total, tanto
-
38
para mais (trao individual rico) quanto para menos (trao individual pobre), em relao ao trao j fixado anteriormente que de 1:5,0. sendo que os dois novos traos devem manter fixo o teor de argamassa e o abatimento de tronco de cone.
Com os dados obtidos no estudo experimental deve-se construir as
correlaes entre o trao de concreto e relao gua cimento e consumo de cimento
e trao. A construo destas correlaes d-se o nome de Diagrama de Dosagem,
este sendo vlido apenas para o mesmo tipo e classe de cimento. O traado dos
grficos bastante trabalhoso, pois eles variam para cada tipo de agregado, com
dimetro mximo e com a consistncia. Para traar um desses grficos, escolhidos
os agregados mido e grado para um determinado trao, tem se de ir variando a
porcentagem de areia, e, portanto, o modulo do agregado total, e determinado a
quantidade de gua necessria para que se tenha a consistncia desejada; vai-se diminuindo a porcentagem de areia e, como conseqncia, a relao gua/cimento,
at que o concreto deixe de ser trabalhvel. Consegue-se, assim, determinar o ponto
timo que corresponde ao ltimo par de valores, para o qual o concreto ainda
trabalhvel para o trao em estudo; o ponto timo corresponde ao agregado que
exige a menor quantidade e, portanto, que permita a execuo do concreto de maior
resistncia.
Variando-se os traos, determinam-se os diferentes pontos timos, que, uma
vez ligados, constituem o grfico de correlao do trao com o mdulo de finura e
relao gua/cimento.
Como cita HELENE E TERZIAN (1993) na correo do trao deve ser observado que, aps a ruptura dos corpos-de-prova nas idades estabelecidas, os
resultados devem ser confrontados com os das curvas de referncia. Onde a
-
39
necessidade de correo do trao vai depender dos valores obtidos e do sistema de
produo do concreto, que implica em avaliao da resistncia e o desvio padro.
2.5 Anlise de custos
O custo do concreto constitudo pelos seus materiais constituintes, sendo
que dentre esses materiais o cimento apresenta um valor mais elevado, de modo
que atravs da dosagem procura-se evitar altos teores de cimento, a fim de obter
concretos com custos mais acessveis.
Para se determinar o custo do concreto deve se observar variao da
resistncia compresso, pois o custo esta relacionada ao teor de cimento, em que
quanto maior a resistncia compresso maior ser o teor de cimento.
-
40
3. METODOLOGIA
3.1 Consideraes Iniciais
Objetivando-se alcanar as resistncias propostas anteriormente com o menor consumo de cimento possvel, comparamos os mtodos de dosagem de
concreto do INT de Lobo Carneiro, Fernando; mtodo do IPT/EPUSP Helene,
Paulo. Fixando um abatimento de tronco de cone (slump) de 70mm +- 10mm.
3.2 Materiais Utilizados
Para os dois mtodos foram utilizados matrias disponveis na regio.
Utilizou-se areia mdia com dimenso mxima caracterstica de 4,8mm, modulo de
finura igual a 2,6 e massa especifica de 2,63 kg/dm3; agregado grado (seixo britado) dimenso mxima de 19mm e massa especifica de 2,56 kg/dm3, o Cimento utilizado e do tipo Portland e classe CP II Z-32 de massa especifica igual a 2,95
kg/dm3. todos os ensaios realizados segundo as normas tcnicas brasileiras (NBR).
-
41
3.3 Ensaios
3.3.1 Anlise granulomtrica
Figura 1: Peneirador Mecnico
Figura 2: Granulometria da areia
-
42
3.3.2 Teor de Materiais Pulverulentos
Figura 3: Ensaio do teor de materiais pulverulentos
3.3.3 Massa Unitria
Figura 4: Determinao da massa unitria agregado grado
-
43
3.3.4 Massa especifica do cimento : pelo frasco de L Chatelier.
Figura 5: determinao do modulo de finura do cimento
3.4 Procedimentos para a Realizao da Dosagem
O concreto foi produzido no laboratrio de materiais do CEULP/ULBRA, onde
em todas as misturas foi medido o abatimento do tronco de cone. Atravs das
consideraes propostas anteriormente, segue os procedimentos passo a passo
para os dois mtodos propostos.
Para o mtodo do INT foi realizada uma dosagem para resistncia compresso de
25 MPa uma para resistncia caracterstica compresso de 40 MPa ambas aos
28 dias de idade. Para o mtodo do IPT foi realizada uma dosagem para cada trao
unitrio sendo eles de 1:3.5, 1:5.0 1:6.5.
Foram moldados 3 corpos-de-prova cilndricos de 10x20 cm para o trao de
40 MPa e 3 corpos-de-prova de 15x30 cm para o trao de 25 MPa para o mtodo do
-
44
INT; 2 corpos-de-prova de 10x20 cm para o trao unitrio de 1:3.5 e 4 corpos-de-
prova de 15x30 cm para os traos unitrios de 1:5.0 e 1:6.5; sendo 2 para cada trao
com o objetivo de verificar a resistncia compresso. Como demonstra a figura 2.
Figura 6: Moldagem dos corpos-de-prova
3.5 Mtodo do INT
3.5.1. Determinao da relao gua/cimento
A fixao inicial da relao gua/cimento para atender resistncia fc28
desejada (x1), esta foi obtida atravs do grfico de Resistncia compresso em MPa x Relao gua/cimento, grfico este elaborado por HELENE, P. R. L. e citado
por HELENE E TERZIAN. Posteriormente determinamos a relao gua/cimento
necessria aos critrios de durabilidade (x2). Para tanto, pode-se adotar a tabela de critrios de durabilidade (ABCP). Como pode-se observar no grfico 1 e na tabela 3.
-
45
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0,9 0,85 0,8 0,75 0,7 0,65 0,6 0,55 0,5 0,45 0,4Relao a/c
Resi
stn
cia
a co
mpr
ess
o em
M
Pa
Grfico 1: Representao grfica da lei de Abrams para determinao do fator gua/cimento
Tabela 3: Relao gua/cimento conforme critrios de durabilidade
Condies de exposio Protegida Moderada Severa Extrema
Peas Delgadas Exemplos
Vigas colunas parede e pisos de edifcios internos
ou revestidos; fundaes e seco
de paredes e maquinas.
Ptios para animais: silos celeiros e
paiis; colunas e paredes externas de
edifcios, no revestidos; pontes; peas delgadas de fossas spticas e
bebedouros.
Reservatrios e tubos para gua no agressivas:
cisternas:piscinas; revestimentos de canais; postes de cercas; ptios e
pisos de fabricas e amarzns; acessos e escadas externas; estradas e passeios;
meio-fios e sarjetas.
Reservatrios tubos e peas delgadas em
geral, em contato com guas agressivas.
x 0,65 0,60 0,54 0,48
Peas de grandes
vos. Exemplos
Grandes peas estruturais ou
revestidas, grandes
fundaes a seco.
Peas de maior seo de grandes fossas
spticas; fundaes permanentes abaixo
do nvel da guas comuns; barragens
submersas.
Grandes reservatrios e canalizaes,
revestimento de canais; barragens;
fundaes alternadamente
abaixo acima do nvel da gua.
Grandes reservatrios e canalizaes em contato com guas
agressivas; fundaes e muralhas em guas
agressivas; obras martimas.
x 0,7 0,65 0,60 0,54
3.5.2. Determinao da relao gua/materiais slidos (A%)
Determinamos a proporo entre o peso da gua e o peso dos demais
materiais, sendo esta obtida atravs da tabela elaborada pelo professor Lobo
-
46
Carneiro e baseada nos estudos de Lyse. Onde se leva em considerao o dimetro
mximo do agregado e o tipo de adensamento a ser empregado. Em nossa
pesquisa foi adotado um dimetro do agregado com 19mm como visto anteriormente
e o tipo de vibrao moderada. Demonstrado pela tabela 4.
Tabela 4: Relao gua/materiais slidos
3.5.3 Determinao da relao cimento/agregados (1/m)
O teor de agregados (m) foi determinado atravs da equao (1) Teor de agregados, baseados nas relaes gua/mistura seca (A%) e gua/cimento (x), onde determinamos tambm o consumo de cimento por m3 de concreto obtido pela
equao (2) Consumo de cimento.
m = 100 x - 1xA%
C = 1000
1yc
1ym
1x+ +
Dimetro mximo do
Relao gua/mistura seca (A%)
Agregado Adensamento manual
Vibrao moderada
Vibrao energtica
9,5 mm 11,0% 10,0% 9,0% 19 mm 10,0% 9,0% 8,0% 25 mm 9,5% 8,5% 7,5% 38 mm 9,0% 8,0% 7,0% 50 mm 8,5% 7,5% 6,5% 75mm 8,0% 7,0% 6,0%
Equao (1)
Equao (2)
-
47
3.5.4. Determinao da porcentagem de cada agregado
Para a determinao da proporo dos agregados, utilizamos o processo das
composies granulomtricas ideais, conforme grfico 2, pesquisadas pelo prprio
professor Lobo Carneiro com materiais nacionais. Para misturar dois ou mais tipos
de agregado de modo a aproxim-los o mximo possvel de uma curva
granulomtrica pr-estabelecida. Conforme grfico 3.
0102030405060708090
19 9,5 4,8 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 0Abertura das peneiras (mm)
% Ac
um
ula
da
Grfico 2: Composies granulomtricas ideais agregado com Dmx = 19 mm
3.6 Mtodo do IPT/EPUSP
3.6.1. Determinao do Teor ideal de argamassa para o trao 1:5.0 ()
Estabelecido o trao inicial que foi 1:5.0, utilizamos a tabela de determinao
do teor ideal de argamassa para o trao 1:5.0 para podemos determinar o teor de
argamassa, o teor de argamassa foi determinado por tentativas e observaes
prticas onde foi verificado se havia desprendimento do agregado grado da massa,
-
48
atravs de determinaes da consistncia utilizando o ensaio de abatimento de troco
de cone, o que indicaria a falta de argamassa na mistura.
3.6.2. Obteno dos traos auxiliares
Neste Passo obtemos mais dois traos auxiliares, para que possamos montar
o diagrama de dosagem. Adotamos o trao 1:3.5 (1:m) para o trao rico (em teor de cimento), e o trao 1:6.5 (1:m) para o trao pobre (em teor de cimento). Obtido os traos auxiliares, rico e pobre, deve-se desmembrar a parcela de agregados grado
e mido, para esses traos utilizamos a tabela 5, tabela de traos auxiliares.
Tabela 5: Traos experimentais
Trao 1:3.5 Trao 1:5.0 Trao 1:6.5 Teor de
Argamassa (%)
Trao unitrio individual rico
1:ar:pr
Trao unitrio individual normal
1:an:pn
Trao unitrio individual pobre
1:ap:pp
35 1 0,58 2,92 1 1,10 3,90 1 1,63 4,87 37 1 0,67 2,83 1 1,22 3,78 1 1,78 4,72 39 1 0,76 2,74 1 1,34 3,66 1 1,93 4,57 41 1 0,85 2,65 1 1,46 3,54 1 2,08 4,42 43 1 0,94 2,56 1 1,58 3,42 1 2,23 4,27 45 1 1,03 2,47 1 1,70 3,30 1 2,38 4,12 47 1 1,12 2,38 1 1,82 3,18 1 2,53 3,97 49 1 1,21 2,29 1 1,94 3,06 1 2,68 3,82 51 1 1,30 2,20 1 2,06 2,94 1 2,83 3,67 53 1 1,39 2,11 1 2,18 2,82 1 2,98 3,52 55 1 1,48 2,02 1 2,30 2,70 1 3,13 3,37 57 1 1,57 1,93 1 2,42 2,58 1 3,28 3,22 59 1 1,66 1,84 1 2,54 2,46 1 3,43 3,07 61 1 1,75 1,75 1 2,66 2,34 1 3,58 2,92 63 1 1,84 1,66 1 2,78 2,22 1 3,73 2,77 65 1 1,93 1,57 1 2,90 2,10 1 3,88 2,62
-
49
3.6.3. Trao definitivo
Depois de obtido os traos; normal, rico pobre, realizamos a mistura ou
amassamento do concreto obtivemos os dados no estudo experimental.
Construmos posteriormente as correlaes entre trao de concreto e relao gua/cimento, consumo de cimento e trao, este denominado de diagrama de dosagem.
Aps desenhamos as curvas de correlao, podemos determinar o trao ideal
terico para cada faixa de resistncia, bem como obtemos o trao definitivo, a
relao gua/cimento, trao unitrio, teor de argamassa seca, trao unitrio
individual e o consumo de cimento de nossa pesquisa.
3.7 Amassamento do concreto e ensaios de resistncia compresso
Aps obter os traos definitivos em peso, pesam-se todos os materiais
constituintes, leva-se para a betoneira onde e feito o amassamento do concreto.
Retira-se o concreto da betoneira para a os teste de abatimento de tronco de cone
(slump), logo aps so moldados os corpos-de-prova, aps estes sero rompidos com utilizao da prensa hidrulica para a obteno da resistncia compresso.
-
50
Figura 7: Amassamento do concreto
Figura 8: Slump
Figura 9: Abatimento de tronco de cone
-
51
Figura 10: Ensaio de Ruptura compresso axial
3.8 Praticidade de execuo dos mtodos
A praticidade de execuo dos mtodos de dosagem de concreto avaliada
atravs do tipo de desdobramento da obteno do trao definitivo. Sendo que estes
sero avaliados em funo do grau de dificuldade na interpretao do mtodo e a
obteno de dados tais como fator gua/cimento, teor de argamassa, porcentagem
de agregados dentre outros fatores pertinentes composio do trao.
3.9 Eficincia dos mtodos
A eficincia medida em funo da resistncia atingida aos 28 dias de idade,
sendo que esta ser avaliada atravs do comparativo, resistncia aos 28 dias de
idade em funo da resistncia de projeto.
-
52
4. RESULTADOS E DISCUSSES
4.1 Caracterizao dos agregados
Nas tabelas 1 e 2 apresenta os valores obtidos no ensaio de massa retida dos
agregados.
Tabela 6: massa retida do agregado mido.
Peneira (mm) 1 Amostra (g) 2 Amostra (g) 6,3 5,8 4,9 4,8 8,2 10,4 2,4 32,48 34,2 1,2 60,33 63,9 0,6 90,9 92,08 0,3 198,3 196,2
0,15 87,4 84 Fundo 16,59 14,32 Total 500 500
Tabela 7: Massa retida do agregado grado.
Peneira (mm) 1 Amostra (g) 2 Amostra (g) 19 27 26,9 9,5 3356,7 3359,1 6,3 1218 1218,7 4,8 190,8 192,6 2,4 96,2 94,3
-
53
1,2 22,5 23,0 0,6 18,2 18,0 0,3 17,3 17,1
0,15 14,6 14,9 Fundo 38,7 35,6 Total 5000 5000
4.2. Determinao da porcentagem dos agregados, mtodo do INT.
-20%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
25 19 9,5 6,3 4,8 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15
Curva IdealCurva Media
Grfico 3: Curva ideal versus curva media dos agregados
Composio granulomtrica dos agregados
Pedra n 1 Areia 52% 48%
-
54
4.3 Calculo do trao mtodo INT Lobo Carneiro (1943) dosado para 25 MPa
Cimento CP 32 Relao gua/cimento (lei de Abrams) 0,51 Dimenso mxima caracterstica do agregado grado (mm) 19 Massa unitria e especifica - agregado grado (kg/m) 1473 2564 Massa unitria e especifica - agregado mido (kg/m) 1656 2631 Mdulo de finura - agregado mido (kg/m) 2,6 Massa especifica do cimento (kg/m) 2950 Abatimento adotado - Slump (mm) 70 + - 10 Estimativa do Teor de gua (litros por 1m de concreto) 183,8 Relao gua/materiais slidos ( A% ) 8,5 Determinao da relao cimento/agregado (1/m) 5,0 Consumo de Cimento por m de concreto (kg) 360,3 Teor de cimento (%) 16,7 Teor de agregado mido (%) 40,0 Teor de agregado grado (%) 43,3
Trao em massa 1 : 2,4 : 2,6 a/c = 0,51
Massa especifica do concreto gua 183,8 Cimento 360,3 Agregado grado 936,9 Agregado mido 864,8 Massa 2346 kg/m
4.4 Calculo do trao mtodo INT Lobo Carneiro (1943) dosado para 40 MPa
Cimento CP 32 Relao gua/cimento (lei de Abrams) 0,35 Dimenso mxima caracterstica do agregado grado (mm) 19 Massa unitria e especifica - agregado grado (kg/m) 1473 2564 Massa unitria e especifica - agregado mido (kg/m) 1656 2631 Mdulo de finura - agregado mido (kg/m) 2,6 Massa especifica do cimento (kg/m) 2950
-
55
Abatimento adotado - Slump (mm) 70 + - 10 Estimativa do Teor de gua (litros por 1m de concreto) 185,2 Relao gua/materiais slidos ( A% ) 8,5 Determinao da relao cimento/agregado (1/m) 3,1 Consumo de Cimento por m de concreto (kg) 529,1 Teor de cimento (%) 24,3 Teor de agregado mido (%) 36,3 Teor de agregado grado (%) 39,4
Trao em massa 1 : 1,5 :1,62 a/c = 0,35 Adio de pasta de cimento
gua 9,10 lts Cimento 26,00 kg
Massa especifica do concreto gua 185,2 Cimento 529,1 Agregado grado 857,7 Agregado mido 791,8 Massa 2364 kg/m
4.5 Calculo do trao mtodo IPT/EPUSP HELENE E TERZIAN (1993)
Cimento CP 32 Dimenso mxima caracterstica do agregado grado (mm) 19 Massa unitria e especifica - agregado grado (kg/m) 1473 2564 Massa unitria e especifica - agregado mido (kg/m) 1656 2631 Mdulo de finura - agregado mido (kg/m) 2,6 Massa especifica do cimento (kg/m) 2950 Abatimento adotado - Slump (mm) 70 + - 10 Teor de argamassa adotado 51 %
Trao Rico (T1) 1,0 : 1,30 : 2,20 Trao Normal (T2) 1,0 : 2,06 : 2,94 Trao Pobre (T3) 1,0 : 2,83 : 3,67
Trao em massa
T1 1 : 3,5 T2 1 : 5,0 T3 1 : 6,5 Cimento (kg) 8,29 19,52 15,94 Agregado Mido (kg) 10,78 40,21 45,11 Agregado Grado (kg) 18,24 57,39 58,50 Relao gua/cimento - estimativa 0,35 0,43 0,51 gua (kg) estimativa 2,90 8,39 8,13 Massa Especifica do concreto (kg/m) 2377 2456 2507
Cimento (kg) 490 382 313 Consumo por m - estimativa gua (kg) 171 164 160
-
56
Abatimento do tronco de cone - Slump (mm) 60 70 60 gua (kg) - utilizada 3,38 9,57 8,62 Relao gua/cimento - final 0,41 0,49 0,54
4.6 Resultados
Os resultados obtidos nos ensaios compresso, para o mtodo do Instituto
Nacional de Tecnologia INT, esto representados na tabela 6 e no grfico 4.
Tabela 8: Resultado Mtodo INT Resistncia Compresso MPa Nvel de
Resistncia Relao a/c
Slump (mm) 3 dias 7 dias 14 dias 28 dias
25 MPa 0,51 80 16,8 19,5 23,0 25,1 40 MPa 0,35 70 25,5 28,5 30,7 32,9
05
101520253035
3 7 14 28
Idade
fc (M
Pa)
a/c = 0,51a/c = 0,35
Grfico 4: Resistncia compresso em funo da idade, Mtodo INT
Na tabela 7 e no grfico 5, 6 e 7 temos os resultados obtidos para cada trao
do mtodo IPT/EPUSP.
Tabela 9: Resultado Mtodo IPT/EPUSP Resistncia Compresso MPa Trao Relao
a/c Slump (mm) 3 dias 7 dias 14 dias 28 dias
-
57
1:3.5 0,41 60 20,8 27,6 29,3 31,3 1:5.0 0,49 70 15,8 23,1 26,8 28,4 1:6.5 0,54 60 12,9 18,7 20,3 22,8
0
5
10
15
20
25
30
35
3 7 14 28Idade
Resi
stn
cia
Co
mpr
ess
o
Trao 1:3,5Trao 1:5,0Trao 1:6,5
Grfico 5: Resistncia compresso em funo da idade, Mtodo IPT/EPUSP
Como podemos verificar nos grficos 4 e 5 a resistncia compresso aumenta conforme a sua idade, e inversamente proporcional relao gua/cimento.
Grfico 6: Correlao entre resistncia compresso (fc) e relao gua/cimento , Mtodo IPT/EPUSP
-
58
Grfico 7: Correlao entre relao gua/cimento e consumo de cimento (kg/m) , Mtodo IPT/EPUSP
Portanto aps a elaborao dos diagramas de dosagem pode-se, obter os
traos definitivos para as resistncias desejadas, para o mtodo do IPT/EPUSP, conforme tabela 9.
Tabela 10: Resultado final, mtodo IPT/EPUSP
Nvel de Resistncia
Relao a/c
25 MPa 0,48 31 MPa 0,41
Ao analisar todos os resultados anteriormente demonstrados nas tabelas 6 e
9, pode-se perceber que tanto o mtodo do INT, quanto o mtodo do IPT/EPUSP
no atingiro a resistncia compresso de 40 MPa pr-fixada anteriormente.
-
59
Lembrando que neste estudo de dosagem de concreto no foi utilizada a adio de
aditivos.
Conforme demonstra o grfico 8, obtm-se as resistncias compresso com
a idade de 28 dias, para o mtodo do INT e IPT/EPUSP.
30,5
31,0
31,5
32,0
32,5
33,0
33,5
28 dias
Fc (MPa)
Rel
ao
a/
c
Metodo IPTMetodo INT
Grfico 8:Resistncia aos 28 dias de idade, para o traos direcionado a 40 MPa.
No grfico 9, obtm-se o consumo de cimento para os concretos dosados
segundo os mtodos do INT e IPT/EPUSP.
0100200300400500600
25 32
Resistncia Compresso (MPa)
Con
sum
o de
Ci
men
to
(kg/m
) Mtodo INTMtodo IPT/EPUSP
Grfico 9: Consumo de cimento (kg/m) em funo da Resistncia compresso.
No grfico 10 Pode-se observar melhor o consumo de cimento para a
resistncia compresso de 25 MPa. Observa-se que para a resistncia proposta os
concretos dosados segundo o mtodo do INT, o consumo de cimento e da ordem de
-
60
360 kg/m. Atravs do mtodo do mtodo IPT/EPUSP o consumo de cimento e da
ordem de 341 kg/m.
330
335
340
345
350
355
360
365
25 MPa
Resistncia (MPa)
Consu
mo de
ci
men
to (kg
/m)
Mtodo INTMtodo IPT
Grfico 10: Consumo de cimento (kg/m) em funo da Resistncia compresso de 25 MPa aos 28 dias.
No grfico 11 Pode-se observar melhor o consumo de cimento para a
resistncia compresso de 32 MPa. Observa-se que para a resistncia proposta os
concretos dosados segundo o mtodo do INT, o consumo de cimento ultrapassou
500 kg/m. Atravs do mtodo do mtodo IPT/EPUSP o consumo de cimento e da
ordem de 490 kg/m.
440460480500520540560
40 MPa
Resistncia (MPa)
Con
sum
o de
ci
men
to
(kg/m
) Mtodo INTMtodo IPT/EPUSP
Grfico 11: Consumo de cimento (kg/m) em funo da Resistncia compresso de 40 MPa aos 28 dias.
Aps os resultados obtidos sobre o consumo de cimento para cada faixa de
resistncia, e para que obtenha a mesma trabalhabilidade, os custos dos concretos
utilizados foram bem diferentes, como pode ser observado no Grfico 12.
-
61
050
100150200250300350400450500
25 MPa 40 MPaResistncia compresso (MPa)
Cust
o (R
$/m)
Mtodo IPT/EPUSPMtodo INT
Grfico 12: Custo em Funo da Resistncia.
-
62
5. CONCLUSES E SUGESTES PARA TRABALHOS FUTUROS
Mediante os resultados obtidos a partir da avaliao comparativa entre os
mtodos de dosagem do INT e IPT/EPUSP, observa-se:
Nenhum dos mtodos propostos no alcanou a resistncia compresso de 40
MPa, tal fato ocorreu porque para resistncias prximas de um concreto de alta
resistncia h necessidade da utilizao de aditivos. Onde nesse estudo no foi
utilizado nenhum tipo de aditivo
No mtodo do INT a obteno do trao e bastante simplificado, uma vez que
muitos valores podem ser obtidos atravs de tabelas e grficos, sendo eles; a
determinao do fator gua cimento, relao gua/materiais slidos, relao
cimento/agregado, porcentagem dos agregados a composio da
granulometria ideal.
Para a resistncia de 25 MPa e 32 MPa, o mtodo do IPT/EPUSP obteve um
menor consumo de cimento, menor custo por metro cbico de concreto (R$/m), o que significa que alm de apresentar diversos benefcios tcnicos, tambm
tem um melhor custo beneficio.
-
63
5.1 Sugestes para trabalhos futuros
Este estudo pode ter continuidade atravs da avaliao de diferentes tipos de
aditivos para que se possa alcanar a resistncia compresso de 40 MPa
tambm proporcionar uma mistura melhor, tanto na relao custo beneficio como
tambm ao desempenho tcnico, pois esta resistncia esta muito prxima de um
concreto de alta resistncia.
-
64
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS
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ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS. Concreto Determinao do teor de ar em concreto fresco mtodo pressomtrico; NBR NM 47. Rio de Janeiro, 2002.
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67
ANEXOS