Tecnologia Básica de Concreto Engª

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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS TECNOLOGIA BÁSICA DO CONCRETO

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uso de concreto construção civil

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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

TECNOLOGIA BÁSICA DO CONCRETO

CURSO: ENGENHARIA DE PRODUÇÃO CIVILDISCIPLINA: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃOPROFESSOR: ESDRAS POTY DE FRANÇAANO: 2004

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TECNOLOGIA BÁSICA DE CONCRETO

PARA ESTUDANTES

INTRODUÇÃO:

A mistura de cimento, areia e pedra com uma determinada quantidade de água, efetuada durante tantos anos, pode parecer, para muitos, operação simples com intuito definido de se obter um produto plástico que, no decorrer do tempo, adquire elevadas resistências mecânicas.

A finalidade desse trabalho, sem grandes pretensões de se tornar modelo ou mesmo referência entre os técnicos que militam na área é transmitir algumas experiências pessoais, decorrentes de erros, acertos, tentativas e observações, coletadas no decorrer de anos de dedicação ao concreto.

Temos observado em grande número de nossas publicações técnicas que, excetuando raros autores, não existe a preocupação de demonstrar através de um intercâmbio de informações aquilo que realmente é necessário para a racionalização, aprimoramento e desenvolvimento tecnológico do concreto.

As traduções de livros estrangeiros, o estudo de vários autores para se definir um conceito global, a publicação de livros e apostilas que simplesmente repetem o que já foi escrito, sem a preocupação, ao menos, de atualizar ou modificar gráficos, quadros e conteúdos adequando-os à realidade de cada região ou acompanhando a evolução tecnológica dos materiais, métodos construtivos e metodologia de ensaios, tem valor restrito segundo o meu ponto-de-vista. Uma obra artística ou técnica adquire importância quando aquele que a criou, não se importando com a aceitação ou rejeição, crítica ou aplauso, reconhecimento ou ostracismo, expõe novos conceitos, mudando e aprimorando o que existe.

O estudante procura justamente os chamados "macetes” ou seja, informações que lhe permita solucionar de forma mais simples possível os problemas que geralmente ocorrem em nossas obras civis.

Ao iniciarmos, em 1979, no campo do ensino, lecionando no Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, antiga Escola Técnica Federal, observamos que os alunos, por não possuirem noções sobre concreto hidráulico, tinham dificuldades em assimilar os conceitos contidos nos métodos tradicionais de cálculo de dosagem.

Era necessário definir um método que facilitasse o aprendizado, elaborado de forma didática, levando em consideração os tipos e as características dos materiais usualmente encontrados na região metropolitana de Belo Horizonte.

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Para alcançarmos esse objetivo estruturamos o assunto da seguinte forma:

CONCRETO HIDRÁULICO

CIMENTO PORTLAND1 - Estudo do cimento portland1.1 - Definição1.2 - Histórico1.3 - Fabricação1.4 - Composição potencial1.5 - Cimento Portland Comum - CPI - (NBR - 5732/1991)1.6 - Cimento Portland Composto - CPII - (NBR -11578/1991)1.7 - Cimento Portland de Alto Forno - CPIII - (NBR - 5735/1991)1.8 - Cimento Portland Pozolânico - BPIV - (NBR 3/1991)1.9 - Cimento Portland de Alta Resistência Inicial - CPV - (NBR - 5733/1991)1.10. Ensaios Físicos de Cimento Portland1.10.1. Determinação da finura por meio da peneira n.º 200 - (NBR - 11579/91)1.10.2. Determinação da água da pasta de consistência normal (NBR - 11580/91)1.10.3. Determinação dos tempos de pega (NBR - 11581/91)1.10.4. Determinação da expansibilidade de Le Chatelier (NBR - 11582/91)1.10.5. Determinação da resistência à compressão ( NBR - 7215/91 )1.11. Especificações

AGREGADOS PARA CONCRETO2.1 - Definição2.2. - Importância dos Agregados2.3. - Classificação quanto a origem2.4. - Classificação quanto as dimensões:2.5. - Classificação quanto ao peso2.6. - Classificação quanto a origem mineralógica2.7. - O emprego dos agregados2.7.1 – Em concreto2.7.2 – Em argamassas2.8. - Ensaios dos Agregados2.8.1. - NBR-7217/87 - Determinação da composição granulométrica2.8.2. - NBR-7218/87 - Teor de argila em torrões e materiais friáveis2.8.3. - NBR-7219/87 - Determinação do teor de materiais pulverulentos2.8.4. - NBR-7220/87 - Determinação de impurezas orgânicas húmicas2.8.5. - NBR-7251/82 - Agregado em estado solto - Determinação da massa unitária2.8.6. - NBR-6467/87 - Determinação do inchamento de agregado miúdo2.8.7. - NBR-9937/87 - Absorção e Massa Específica de agregado graúdo2.8.8. - NBR-9776/87 - Massa específica de agregado miúdo2.9. - NBR-7211/83 - Agregados para concreto - Especificações

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3 – TIPOS DE CONCRETO

3.1 - Definição3.2 - Tipos de Concreto3.2.1 - Magro3.2.2 - Ciclópico3.2.3 - Convencional3.2.4 - Bombeável3.2.5 - Auto-adensável3.2.6 - Projetado3.2.7 - Aparente3.2.8 - Leve3.2.9 - Pesado3.2.10 - Compactado com rolo3.2.11 - Pavimento rígido3.2.12 - Alta resistência inicial3.2.13 - Alto Desempenho ou Alta Resistência

4. – CONTROLE DE QUALIDADE DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO

4.1 - Armazenamento dos materiais4.1.1 - Cimento4.1.2 - Agregados4.1.3 - Água4.1.4 - Aditivos4.1.5 - Adições Minerais

4.2 - Medidas de concreto e materiais4.2.1 - Concreto (m3)4.2.2 - Materiais

4.3 - Tempo de mistura4.3.1 - Betoneira estacionária4.3.2 - Caminhão betoneira

4.4 - Estudo de dosagem4.4.1 - Dosagem racional e experimental4.4.2 - Dosagem empírica4.4.3 - Resistência de dosagem4.4.4 - Ajuste e comprovação do traço

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5 - DOSAGEM EXPERIMENTAL DO CONCRETO

5.1 - Estudo das características do concreto5.2.- Resistência característica do concreto5.3.- Condições de controle adotado na obra5.4.- Dimensão mínima das formas espaçamento das ferragnes5.5.- Durabilidade do concreto5.6.- Análise dos materiais constituintes5.7 - Dosagem experimental para 1 m3 de concreto5.7.1 - Cálculo da resistência de dosagem 5.7.2 - Determinação do fator água/cimento 5.7.3 - Estimativa do consumo de água5.7.4 - Cálculo do consumo de cimento5.7.5 - Proporção entre agregados5.7.6 - Cálculo do consumo de agregados5.7.7 - Cálculo do traço em peso5.7.8 - Transformação do traço em peso para volume5.7.9 - Consumo de materiais por saco de cimento5.7.10 - Dimensionamento de padiolas

6 - PRODUÇÃO DO CONCRETO

6.1 - Cuidados com escoramento e formas6.1.1- Escoramento6.1.2 – Formas6.2 - Acesso e lançamento6.3 - Mistura e Recebimento do concreto6.3.1 - Mistura (obra)6.3.2 - Recebimento (caminhão-betoneira)6.4 - Descarga e lançamento6.4.1 - Descarga6.4.2 - Lançamento6.5 - Adensamento6.6 - Juntas de concretagem6.7 - Cura

7 - ENSAIOS DE CONTROLE TECNOLÓGICO DO CONCRETO

7.1 - Introdução7.2 - Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone7.3 - Moldagem e cura de corpos de prova de concreto, cilíndricos ou prismáticos7.4 - Ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos de concreto 7.5 - Determinação da resistência à tração na flexão do concreto7.6 – Avaliação da dureza superficial pelo esclerômetro de reflexão

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8 - CONTROLE TECNOLÓGICO DO CONCRETO (NBR 12655)

8.1. - Controle de consistência pelo abatimento do tronco de cone (Slump)8.2. – Controle de resistência à compressão

8.2.1. Formação de Lotes8.3. - Aceitação ou rejeição de estruturas em concreto8.4. - Tipos de controle da resistência do concreto

8.4.1. - Controle estatístico por amostragem parcial8.4.1.1. Lotes com número de exemplares 6 < n < 20:8.4.1.2. Lotes com número de exemplares n > 20

8.4.2. - Controle estatístico por amostragem total (100%)8.4.2.1. Lotes com número de exemplares n < 208.4.2.2. Lotes com número de exemplares n > 20

8.4.3. - Controle estatístico para pequenas amostragens8.5. Decisões quando ocorrer rejeição

8.5.1. Revisão do projeto8.5.2. Ensaios especiais8.5.3. Ensaios da estrutura

9 - ADITIVOS PARA CONCRETO

9.1 - Definição9.2 - Tipos de Aditivos9.2.1 – Plastificantes9.2.1.1 – Plastificante (normal)9.2.1.2 – Plastificante (poli-funcional)9.2.1.3 – Superplastificante9.2.1.4 – Superplastificante (policarboxilato)9.2.2 - Retardadores9.2.3 - Incorporadores de ar9.2.4 - Aceleradores9.2.5 - Impermeabilizante9.2.6 - Expansores9.3 - Especificações

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CIMENTO PORTLAND

CURSO: ENGENHARIA DE PRODUÇÃO CIVILDISCIPLINA: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃOPROFESSOR: ESDRAS POTY DE FRANÇAANO: 2004

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1 - ESTUDO DO CIMENTO PORTLAND

1.1 - DEFINIÇÃO

O cimento Portland é um aglomerante hidráulico, obtido através da moagem do clinquer, resultante da calcinação até fusão incipiente de materiais calcários e argilosos, com gesso. Permite-se a adição de outros materiais, tipo: escória de alto-forno, pozolana e material carbonático.

Portanto, os componentes básicos do cimento portland são o calcário e a argila que, após analisados e definidas as respectivas proporções, são triturados e aquecidos em fornos cilíndricos rotativos a temperaturas elevadas (em torno de 1500º C) dando origem ao clinquer portland. O clinquer pulverizado em conjunto com o gesso, que regula o tempo de pega, resulta no cimento portland.

O cimento é, sem dúvida, o principal componente do concreto visto que é o único elemento ativo do mesmo, com exceção de alguns tipos de rocha consideradas potencialmente reativas que, por questões óbvias, são indesejáveis no preparo do mesmo.

No Brasil são fabricados vários tipos de cimento portland, tais como: Comum, Composto, Alto Forno, Pozolânico e Alta Resistência Inicial. Estes cimentos podem ser classificados como Resistente a Sulfatos (RS), desde que atendam a determinadas especificações.

1.2 - HISTÓRICO

Em seu livro "Cimento Portland, Propriedades e Fabricação" o Engº. Geraldo Almeida Lopes descreve com grande clareza a evolução dos aglomerantes através dos tempos, conforme descreveremos a seguir:

"Supõe-se que o início dos aglomerantes date do homem primitivo que acendia fogueiras junto as pedras de calcário e gesso. O calor descarbonatava parte das pedras, dando origem a um pó, o qual hidratado pelo sereno da noite, se convertia novamente em pedra.

As ruínas egípcias provam que no século V antes de Cristo, esse povo já empregava cimento como aglomerante entre os blocos de pedras de seus monumentos.

Análises verificaram que o cimento usado, às margens do baixo Nilo, era um gesso impuro cozido e o calcário data dos tempos greco-romanos. A cal viva assim formada misturava-se com água, areia e pedra partida dando origem ao concreto.

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Vários materiais foram usados, sendo que os gregos empregaram cinzas vulcânicas da Ilha de Santorim e os romanos usavam uma terra existente na Baia de Nápoles, chamada pozolana, pois foi encontrada pela primeira vez nos arredores de Pozzuoli, junto ao Vesúvio. Destas experiências greco-romanas nasceram os cimentos hoje conhecidos como cimentos de cinzas volantes e cimentos pozolânicos.

Na Idade Média houve um declínio na qualidade do cimento, talvez devido à queima incompleta da cal e a carência de cinzas vulcânicas. No período compreendido entre os séculos XII e XVI notou-se uma melhora no cimento, devido a uma calcinação mais perfeita, acompanhada da descoberta do Trass de Andernach e o Rhin de Coblenza, materiais com propriedades semelhantes às cinzas vulcânicas

O primeiro pesquisador a tentar explicar a transformação de certas rochas em cimento foi Vitrubio, século V A.C., porém as primeiras investigações concretas tiveram início no período áureo da ciência, ou seja, século XVIII D.C.. Em 1756 John Smeaton, engenheiro inglês, descobriu a razão pela qual certas cales são hidráulicas e outras não, dizendo que uma cal hidráulica provém de um calcário impuro contendo grande proporção de materiais argilosos. O mesmo pesquisador chegou a conclusão que se poderia chegar a um cimento de qualidade (solidez e durabilidade) semelhante a melhor pedra da Ilha de Portland. Smeaton legou a humanidade o nome de Cimento Portland, bem como a certeza de que a mistura calcário e argila produz o cimento.

Em 1813 Descotels descobria a importância da sílica como componente do cimento.

L.J. Vicat, engenheiro francês, experimentou várias proporções calcário e argila e verificou também que a presença de magnésio, alumina e óxido férrico favorecia as propriedades hidráulicas do produto.

Decorridos 68 anos que Smeaton disse ser possível produzir um cimento hidráulico com propriedades semelhantes à pedra de Portland, Joseph Aspdin, em 1824, patenteou, pela primeira vez, um produto a que chamou de "Cimento Portland".

Em 1845, Johnson definiu a proporção e temperatura ideal para transformar calcário e argila em Cimento Portland, o que se supõe ser aí o início da Indústria do Cimento Portland.

Em 1888 houve no Brasil a primeira tentativa de produção de aglomerante hidráulico. Isto se deve ao Comendador Antônio Proost Rodovalho, que tentou instalar uma fábrica em sua fazenda em Santo Antônio, estado de São Paulo.

Outras tentativas foram feitas, como na Ilha de Tiriri, na Paraíba em 1892, funcionou três meses. Usina de Rodovalho funcionou de 1897 até 1904, quando paralisou, voltando em 1907 e extinguindo-se definitivamente em 1918.

Em 1912 o governo do Espírito Santo fundou, em Cachoeiro do Itapemerim, uma nova fábrica, a qual funcionou até 1924, sendo paralisada, retornando a funcionar em 1930.

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As indústrias mencionadas não passaram de meras tentativas, por isso se considera como marco na Indústria Cimenteira, no Brasil, o início de instalação, em São Paulo, em 1924 da Companhia Brasileira de Cimento Portland Perus, cujas primeiras toneladas de cimento apareceram no mercado em 1926.

1.3 - FABRICAÇÃO

A pedra calcária é extraída de pedreiras próximas a Fábrica e levada, por caminhões-caçamba, para o conjunto de britagem onde será reduzida para dimensões de aproximadamente 32 mm. A argila, que entra em menor proporção, e o calcário são dosados em conjunto e levados para o moinho de bolas, onde são triturados até se obter um pó, conhecido como farinha ou cru.

A farinha é estocada em silos de homogeneização e segue para o alto da torre de ciclones, onde, por gravidade, desce em direção ao forno. Nos ciclones os gases quentes provenientes do forno aquecem de tal modo a farinha que a mesma entra no forno a temperatura de aproximadamente 800ºC.

No forno a farinha é submetida a temperaturas acima de 1500ºC e se transforma em pequenas esferas denominadas “clinquer”. O clinquer sofre um processo brusco de resfriamento para fixação de seus compostos e, também, para permitir a sua estocagem em temperaturas de aproximadamente 80º C.O clinquer deve ser devidamente estocado em silos ou depósitos apropriados para manter as suas propriedades.

O clinquer é moído, em conjunto com o gesso, em moinhos de bola até atingir a finura requerida para o cimento. O gesso é adicionado ao cimento para regular o seu tempo de início de pega, evitando-se, assim, que o mesmo endureça rapidamente.

Durante a moagem do clinquer é permitido outras adições, alem do gesso, tais como: Escória de alto-forno, pozolana ou material carbonático.

O cimento é estocado em silos de concreto, perfeitamente estanques, de onde segue para o ensacamento. Os sacos de cimento são transportados em caminhões para o depósito ou diretamente para o consumidor. Os grandes consumidores preferem receber o cimento a granel - transportado por caminhões graneleiros ou containers.

1.4 - COMPOSIÇÃO POTENCIAL

Os cimento são constituídos de silicatos e aluminatos de cálcio, tipo:

C3S - Silicato tri-cálcico C3A - Aluminato tri-cálcicoC2S - Silicato dicálcico C4AF - Ferro aluminato tetra-cálcico

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O silicato tri-cálcico é o responsável pela resistência inicial dos cimentos e pelo calor de hidratação, reage nos primeiros 7 dias. O silicato dicálcico é o responsável pela resistência do cimento em idades mais longas e reage indefinidamente após os 7 primeiros dias.

Os cimentos de resistência inicial elevada (ARI) apresentam teores de C3S superiores a 50%. Os cimentos de baixa resistência inicial (AF e POZ) apresentam baixos teores de C3S e elevados teores de C2S.

O C3A reage com muita intensidade nos primeiros momentos da hidratação do cimento com participação acentuada na elevação do seu calor de hidratação e nos tempos de pega. Cimentos com altos teores de C3A não são recomendáveis. O ferro aluminato tetra-cálcico confere alta estabilidade química ao composto

1.5 - CIMENTO PORTLAND COMUM - CP I - (NBR-5732/1991)

1.5.1. Definição:

"Aglomerante hidráulico obtido pela moagem de clinquer Portland ao qual se adiciona, durante a operação, a quantidade necessária de uma ou mais formas de sulfato de cálcio.

Durante a moagem é permitido adicionar a esta mistura materiais pozolânicos, escórias granuladas de alto-forno e/ou materiais carbonáticos nos teores especificados a seguir":

Componentes do Cimento Portland Comum (% em massa)_________________________________________________________________________________

Sigla Classe de Clinquer + sul- Escória granula- Material Material resistência fato de cálcio da de alto-forno pozolânico carbonático_________________________________________________________________________________

25CPI 32 100 0 0 0 40_________________________________________________________________________________

25CPI-S 32 99 a 95 1 a 5 1 a 5 1 a 5 40_________________________________________________________________________________

CPI - Cimento Portland ComumCPI-S - Cimento Portland Comum com Adição

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. Nota: Em relação às adições a EB-1 prescreve:

- O material carbonático utilizado como adição deve ter no mínimo 85% de Ca CO3.- A escória de alto-forno utilizada como adição deve atender aos requisitos da EB208.- A atividade do material pozolânico, utilizado como adição, deve ser no mínimo de 75%, aos 28 dias de idade

1.5.2. Características

O Cimento Portland Comum era o cimento de maior participação no mercado brasileiro (75% a 80%), antes das modificações ocorridas em 1991. Atualmente, em função das necessidades crescentes de redução de custos e o domínio mais abrangente do comportamento físico-químico das adições, desconhecemos um único fabricante nacional que o produza.

Classificado em 2 tipos (CPI e CPI-S), cada tipo apresenta 3 diferentes classes de resistência (25 - 32 - 40). Cada classe representa a resistência mínima à compressão de corpos de prova de argamassa, traço 1:3 em peso, fator água/cimento igual a 0,48 l/kg e testados com a idade de 28 dias, expressa em MPa.

Em relação as suas características principais podemos citar, de modo simplificado , que o mesmo é basicamente o meio termo entre o cimento de alta resistência inicial e o cimento de alto forno, conforme demonstraremos a seguir:

. Calor de hidratação..................................... AF < COMUM < ARI

. Resistência Inicial........................................ AF < COMUM < ARI

. Início e Fim de Pega.................................... AF > COMUM > ARI

. Resistência aos Meios Agressivos........... AF > COMUM > ARI

. Fissuramento................................................ AF < COMUM < ARI

Geralmente não existe nenhuma restrição ao uso do Cimento Portland Comum em nenhum tipo de estrutura ou locais de aplicação, apesar disso, em determinadas situações outros tipos de cimento são mais recomendáveis.

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1.6 - CIMENTO PORTLAND COMPOSTO - CPII - (NBR -11578/1991)

1.6.1. Definição

"Aglomerante hidráulico obtido pela moagem de clinquer Portland ao qual se adiciona, durante a operação, a quantidade necessária de uma ou mais formas de sulfato de cálcio.

Durante a moagem é permitido adicionar a esta mistura materiais pozolânicos, escórias granuladas de alto-forno e/ou materiais carbonáticos nos teores especificados a seguir:"

Componentes do Cimento Portland Composto (% em massa)_________________________________________________________________________________

Sigla Classe de Clinquer+sulfato Escória granulada Material Material resistência de cálcio de alto-forno pozolânico carbonático_________________________________________________________________________________

25CPII-E 32 94 a 56 6 a 34 - 0 a 10 40_________________________________________________________________________________

25CPII-Z 32 94 a 76 - 6 a 14 0 a 10 40_________________________________________________________________________________

25CPII-F 32 94 a 90 - - 6 a 10 40_________________________________________________________________________________

CPII-E : Cimento Portland Composto com EscóriaCPII-Z : Cimento Portland Composto com PozolanaCPII-F : Cimento Portland Composto com Filer

. Nota: Em relação às adições a EB-2138 prescreve as mesmas definições da EB-1(item 1.3.1. desta publicação)

1.6.2. Características

Apesar das modificações serem relativamente recentes podemos afirmar que o comportamento esperado para os diversos tipos ( CPII-E ; CPII-Z; CPII-F ) serão os seguintes:

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CPII-E:

A possibilidade de adições de escória até o patamar de 34%, juntamente com adições de filer calcário até 10%, podem acarretar sensíveis alterações no comportamento físico-químico do cimento (comparado com o Cimento Portland Comum), em função dos quantitativos estabelecidos por cada fabricante.

Evidentemente cimentos produzidos com teor de escória mais elevado apresentarão menor resistência inicial, mais baixo calor de hidratação, tempos de início de pega mais prolongados, maior durabilidade em presença de meios agressivos.

CPII-Z:

Pelo fato da adição de material pozolânico não ser tão elevada ( 6% a 14% ) e, em função das características desse material, o CPII-Z, em relação ao Portland Comum, não apresenta variações sensíveis a não ser um ligeiro aumento no início de pega, pequena redução na resistência inicial e no calor de hidratação, melhor resistência ao ataque de sulfatos e consequente aumento da durabilidade. Determinadas pozolanas obtidas através da queima de argila podem elevar a resistência inicial do cimento.

CPII-F:

O Cimento Portland Composto com Filer é, sem dúvida, aquele que mais se aproxima do Portland Comum, principalmente do CPI-S, tendo, portanto, características semelhantes.

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1.7 - CIMENTO PORTLAND DE ALTO FORNO - CPIII - (NBR5735/1991)

1.7.1. Definição

"Aglomerante hidráulico obtido pela mistura homogênea de clinquer Portland e escória granulada de alto-forno, moídos em conjunto ou separado. Durante a moagem é permitida a adição de uma ou mais formas de sulfato de cálcio e materiais carbonáticos nos teores abaixo:"

Componentes do Cimento Portland de Alto-forno(% em massa)_________________________________________________________________________________

Sigla Classe de Clinquer+sulfato Escória granulada Material resistência de cálcio de alto-forno carbonático_________________________________________________________________________________

25CPIII 32 65 a 25 35 a 70 0 a 5 40_________________________________________________________________________________

Escória granulada de alto-forno:

A escória é o subproduto da indústria siderúrgica e é obtida em estado líquido nos alto-fornos durante a fabricação do ferro gusa.

No cadinho do alto-forno a escória por ser mais leve que o ferro sobrenada, protegendo-o contra a oxidação e purificando-o do enxofre, impureza contida no mineral de ferro e no combustível.

Atualmente com a utilização do carvão vegetal para cada uma tonelada de ferro gusa obtém-se aproximadamente 350 kg de escória.

A escória pode receber vários tratamentos durante o seu resfriamento, tipo:

Resfriamento lento ao ar

Tem-se como resultado uma escória cristalina que, após britagem, pode ser usada como agregado graúdo na construção civil;

Resfriamento rápido em água

Obtém-se uma escória não cristalina em estado vítreo com dimensão máxima de 5 mm. Esta escória granulada é usada na fabricação do cimento de alto-forno e, atualmente, nos cimentos Portland Comum e Portland Composto. Algumas empresas também estão empregando a escória granulada como agregado miúdo, em substituição de parte ou da totalidade da areia natural em concretos de baixa responsabilidade estrutural e peças pré-moldadas;

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Resfriamento por vaporização de água:

Tem-se como resultado um material poroso, usado na construção civil como isolante térmico e acústico;

Resfriamento com ar comprimido:

Obtém-se a lã de escória, usada como isolante térmico e acústico.

Somente as escórias resfriadas rapidamente em água são utilizáveis para a produção do cimento de alto-forno, além disso outras condições deverão ser satisfeitas:

. Físico-químicas - a escória deve ser amorfa;

. Química - a escória deve ser alcalina.

A escória tem seu poder hidráulico em estado latente, logo, necessita de um catalisador para despertar essa propriedade. Sabe-se que o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2 ), liberado pela hidratação do C3S e C2S, os álcalis e o NaOH são os catalisadores pois apresentam o ion oxidrila (OH)- . Sua composição química deve obedecer a relação:

Ca O + Mg O + AL2 O3 > 1 Si O2

A seguir apresentaremos exemplos de composição química e características físicas de escórias granuladas de alto-forno, fornecidas por dois grandes fabricantes nacionais:

Açominas Cia. Siderúrgica Nacional

Física:

Densidade Real 2,93 T/m3 -Densidade Aparente 1,3 a 1,4 T/m3 -(h = 12%)

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Química:

Si O2 35,6% 35,2%Ca O 42,8% 40,9%AL2 O3 12,8% 14,4%Mg O 6,5% 6,9%Fe total 1,0% 1,3%S 1,0% 1,0%

Material Carbonático

O material carbonático utilizado como adição deve ter, no mínimo, 85% de Ca CO3.

I.7.2. Características

O cimento de alto-forno tem como características principais um calor de hidratação relativamente baixo portanto, o surgimento de fissuras no concreto é sensivelmente inferior aos concretos executados com cimento ARI e Comum. Em concretos submetidos a meios e agentes agressivos, principalmente água do mar e águas residuais, apresenta uma boa trabalhabilidade.

Em relação a resistência mecânica podemos afirmar que nas idades iniciais (3 e 7 dias) o seu desempenho deixa a desejar, ocorrendo considerável acréscimo na idade de 28 dias, superando ao Portland Comum em idades superiores a 60 dias. O tempo de pega, tanto inicial quanto final, é superior aos cimentos ARI e Comum possibilitando ao Construtor um maior tempo de manuseio da argamassa ou concreto, característica muito importante principalmente em dias quentes. Com referência a probabilidade de reação álcali-agregado no concreto o cimento AF reduz essa possibilidade.

Pode ser empregado em todo tipo de concreto e estrutura, com especial destaque para construções de galeriais, canais, fundações e pavimentos rígidos. O seu emprego também deveria ser estimulado ou mesmo exigido quando em concretagens prediais em cidades litorâneas. Outra vantagem do cimento AF é a sua excelente estabilidade de volume em tempo frio ou calor excessivo.

Devido a resistência inicial baixa não é recomendável a sua utilização em peças que necessitem desforma rápida.

Algumas especificações de obras proíbem o seu uso em concretos protendidos com receio de corrosão das bainhas e das cordoalhas ao se fazer a injeção de nata, devido ao enxofre (S) limitado por norma em 2%, que se encontra na escória em forma de sulfeto e pode dar origem a ácidos sulfúricos que atacam as armaduras. Essa proibição é contestada por grande número de técnicos.

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1.8. CIMENTO PORTLAND POZOLÂNICO - CPIV - (NBR 3/1991)

1.8.1. Definição

"Aglomerante hidráulico obtido pela mistura homogênea de clinquer Portland e materiais pozolânicos, moídos em conjunto ou separado. Durante a moagem é permitido adicionar uma ou mais formas de sulfato de cálcio e materiais carbonáticos no teor especificado a seguir."

Componentes do Cimento Portland Pozolânico (% em massa)_________________________________________________________________________________

Sigla Classe de Clinquer+sulfato Material Material resistência de cálcio pozolânico carbonático_________________________________________________________________________________

25CPIV 32 85 a 45 15 a 50 0 a 5_________________________________________________________________________________

Materiais pozolânicos:

Materiais silicosos ou silicoaluminosos que por si só possuem pouca ou nenhuma atividade aglomerante mas que, quando finamente divididos e na presença de água, reagem com o hidróxido de cálcio, à temperatura ambiente, para formar compostos com propriedades cimentícias.

Pozolanas naturais:

Materiais de origem vulcânica, geralmente ácidos, ou de origem sedimentar.

Pozolanas artificiais:

Materiais provenientes de tratamento térmico ou subprodutos industriais com atividade pozolânica.

Argilas calcinadas:

Materiais provenientes da calcinação de determinadas argilas que, quando tratadas a temperaturas entre 500ºC e 900ºC, adquirem a propriedade de reagir com o hidróxido de cálcio.

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Cinzas volantes:

Resíduos finamente divididos provenientes da combustão de carvão pulverizado ou granulado.

Outros materiais:

São considerados ainda como pozolanas artificiais outros materiais não tradicionais, tais como: escórias siderúrgicas ácidas, microsílica, rejeito sílico-aluminoso de craqueamento de petróleo, cinzas de vegetais e de rejeito de carvão mineral.

Materiais carbonáticos:

Materiais finamente divididos constituídos em sua maior parte de carbonato de cálcio.

1.8.2. Características

Entre as vantagens e desvantagens do cimento pozolânico podemos citar:

Vantagens

. Economia no processo de fabricação;

. Melhora da plasticidade do concreto;

. Menor calor de hidratação;

. Aumento da resistência ao ataque de sulfatos;

. Estabilidade de volume;

. Inibição da reação álcali-agregado.

Desvantagens

. Baixa velocidade de endurecimento em tempo frio. Atenuada com cura a vapor

O cimento pozolânico é especialmente indicado para obras de barragens, em concretos produzidos com agregados potencialmente reativos e estruturas em contato com agentes e meios agressivos.

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1.9. Cimento Portland de Alta Resistência Inicial - CPV - (NBR 5733/1991)

1.9.1. Definição

"Aglomerante hidráulico que atende as exigências de alta resistência inicial, obtido pela moagem de clinquer Portland, constituído em sua maior parte de silicatos de cálcio hidráulicos, ao qual se adiciona, durante a operação, a quantidade necessária de uma ou mais formas de sulfato de cálcio. Durante a moagem é permitido adicionar a esta mistura materiais carbonáticos, no teor especificado a seguir:"

Componentes do Cimento de Alta Resistência Inicial - ARI - (% em massa)_________________________________________________________________________________

Sigla Clinquer+sulfato de cálcio Material Carbonático_________________________________________________________________________________

CPV 100 a 95 0 a 5_________________________________________________________________________________

1.9.2. Características

No cimento ARI o processo de endurecimento ocorre de modo muito mais rápido, sendo que o início de pega é normal, mais ou menos 2 horas.

As inúmeras análises executadas em diversos laboratórios demonstram que, aos 3 dias de idade, o ARI alcança valores superiores a 30,0 MPa, resistência somente adquirida pelos cimentos de classe 32 em idades superiores a 14 dias. Aos 28 dias esses valores atingem e ultrapassam a 50,0 MPa.

A resistência inicial e final elevada pode ser explicada em função das seguintes características do cimento:

. Seleção cuidadosa da matéria prima;

. Não possui adição de escória ou pozolana;

. Queima mais completa do clinquer;

. Elevado grau de finura;

. Alto teor de C3 S.

Nota: Em 1992 foi lançado no mercado um novo tipo de cimento ARI, denominado Cimento de Alta Resistência Inicial Resistente a Sulfatos (ARI-RS). Esse cimento é fabricado com adição de escória, em teores superiores a 20%. Após alguns anos outro cimento do tipo ARI foi comercializado com o nome CPV RS MS, composto com escória e 8% de sílica ativa.

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Vantagens

O uso do cimento ARI, embora seu custo seja maior que os demais ( 10% a 12% superior aos cimentos da classe 32 e 6% a 8% mais que os cimentos da classe 40), tem como vantagens principais:

. redução do consumo de cimento em cada m3 de concreto, em função de sua maior resistência à compressão. Essa redução de consumo compensa o seu custo mais elevado;. eliminação do uso de aditivos aceleradores, geralmente a base de cloretos, que podem acarretar sérios danos a armadura;. eliminação de cura a vapor, na indústria de pré-moldados, que requer um equipamento gerador de vapor e um controle tecnológico de alto custo.

Locais de aplicação

NA CONSTRUÇÃO CIVIL - em substituição aos demais cimentos permite uma redução acentuada no tempo necessário ao descimbramento. As normas brasileiras recomendam que a retirada do escoramento ocorra após 14 dias, mesmo assim aconselha deixar pontaletes bem encunhados e devidamente espaçados na peça desformada. Quando da utilização do ARI os Construtores executam o descimbramento com 3 dias obtendo, portanto, grande economia devido a rotatividade das formas além de reduzir o tempo de construção da obra;

NA FABRICAÇÃO DE BLOCOS DE CONCRETO - a elevada resistência inicial possibilita liberar os blocos mais rapidamente para o transporte, diminuindo a quebra no manuseio e reduzindo o estoque em cura;

NA FABRICAÇÃO DE ARTEFATOS DE CONCRETO - os artefatos de concreto exigem formas de aço de alto custo, quanto maior a rotatividade das formas menor o custo operacional;

NO CONCRETO PROTENDIDO - possibilita a protenção em prazos mais curtos, liberando as peças protendidas e possibilitando imediata aplicação de cargas.

Desvantagens

. Por ser um cimento com alto teor de C3 S seu calor de hidratação é mais elevado, por isso o uso em concreto massa ou peças de grandes dimensões e volume deve ser evitado;. Apesar do tempo necessário para manter a estrutura em processo de cura ser inferior ao tempo dos demais cimentos, 2 ou 3 dias, é importantíssimo que a mesma seja iniciada o mais breve possível e efetuada de forma rigorosa com o objetivo de reduzir ao mínimo o surgimento de trincas e fissuras, principalmente em lajes e pisos. Ocorrência bastante provável quando do emprego do cimento ARI.

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1.10. Ensaios Físicos de Cimento Portland

1.10.1. Determinação da finura por meio da peneira n.º 200 - (NBR11579/91)

Finalidade:

Um grão de cimento quando em contato com a água se hidrata até uma certa profundidade enquanto o seu núcleo permanece praticamente inerte. Evidentemente quanto mais fino estiver o cimento melhor será a sua hidratação e consequentemente maior será a sua resistência mecânica. Não queremos com isso afirmar que a resistência do cimento depende exclusivamente da finura, e sim que a mesma é muito importante no processo.

Por outro lado cimentos excessivamente finos podem acarretar danos ao concreto devido a elevações no calor de hidratação, em função de reações muito rápidas, com probabilidade de ocorrência de fissuras. Quando do armazenamento por períodos prolongados e sem maiores cuidados os cimentos mais finos absorvem com maior rapidez a umidade do ar e sofrem uma semi-hidratação, com consequente queda na resistência por ocasião de seu emprego.

O ensaio descrito na NBR 11579/91 é bastante simples e consiste no peneiramento de 50 g de cimento, através de uma peneira com abertura de malha quadrada de 0,075 mm (n.º 200).

Aparelhagem:

. Peneira n.º 200 com fundo e tampa.

. Balança com sensibilidade de 0,01 g.

. Pincéis de cerdas de náilon e cerdas naturais.

. Bastão de PVC.

. Flanela.

. Cronômetro.

Amostragem:

A massa da amostra a ser ensaiada será 50 g (M), não apresentar sinais de hidratação e ter sido coletada de modo a representar o cimento analisado.

Ensaio:

O peneiramento é executado do seguinte modo:

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. Colocar as 50 g de cimento sobre a tela da peneira, previamente encaixada no fundo e, através de movimentos de vaivém horizontal, peneirar durante 3 a 5 minutos. Durante a operação de peneiramento deve-se evitar perdas de material.

. Tampar a peneira, após o peneiramento, e com o bastão aplicar golpes suaves sobre o caixilho de modo a desprender as partículas aderidas a tela. Limpar a superfície inferior da tela com o pincel de cerdas de náilon.

. O material passante deverá ser eliminado.

. Reiniciar o peneiramento por mais 15 a 20 minutos, girando o conjunto a intervalos regulares:

. Limpar o fundo com auxílio da flanela e a peneira conforme indicação anterior.

. Reiniciar o peneiramento segurando o conjunto com as duas mãos (fundo, peneira e tampa), ligeiramente inclinado, e imprimir-lhe movimentos rápidos de vaivém durante 60 segundos, girando o conjunto em mais ou menos 60º a cada 10 segundos.

. Repetir o último peneiramento sempre que o resíduo que passou pela peneira for superior a 0,05 gramas;

. Pesar o material retido (R) com precisão de 0,01 grama.

Notas: A Norma recomenda que a peneira seja aferida periodicamente. A Norma permite o peneiramento mecânico.

Resultado:

A relação entre o resíduo retido na peneira n.º 200 (R) e a massa inicial da amostra (M) será o índice de finura do cimento (F), expresso em porcentagem e calculado até os décimos. O resultado do ensaio é o valor obtido em uma única determinação.

F = R x 100 M

F = Índice de finura do cimento, em porcentagem.R = Resíduo do cimento na peneira de n.º. 200 em g.M = Massa inicial do cimento: 50 g.

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1.10.2. Determinação da água da pasta de consistência normal (NBR 11580/91)

Finalidade:

Para se obter o tempo de início e fim de pega do cimento deve-se definir primeiramente a pasta de consistência normal. Tanto na definição da pasta quanto no ensaio de pega utiliza-se o Aparelho de Vicat, provido de Sonda de Tetmajer e Agulha de Vicat.

O ensaio de pasta de consistência normal tem por finalidade determinar a quantidade de água necessária para que o cimento tenha uma consistência normal. Considera-se como consistência normal o momento em que a Sonda de Tetmajer descendo sobre a pasta de cimento estacionar a 6 + 1 mm do fundo da forma.

Atualmente, em função das recentes alterações nas especificações de cimento portland com o aumento significativo das adições, este ensaio tem se tornado um eficiente sinalizador para os tecnologistas no sentido de antecipar problemas que concorrem para o surgimento de retração hidráulica no concreto. Percentual de água acima de 31%, na definição da pasta de consistência normal, é indicativo seguro que haverá, também, elevação no consumo de água do concreto com grandes possibilidades de retração hidráulica caso não se adote cura rigorosa.

Aparelhagem:

. Balança com capacidade mínima de 1000 g e precisão de 0,1 g.

. Misturador mecânico.

. Espátula.

. Recipiente de plástico ou vidro para conter a água de amassamento.

. Aparelho de Vicat.

. Placa de vidro.

Amostragem:

A massa de cimento necessária para o ensaio é 500 g + 0,1 g. (mistura mecânica).A massa de cimento necessária para o ensaio é 400 g + 0,1 g. (mistura manual).

Ensaio:

. O ensaio deve ser executado em sala com temperatura de 24º C + 4º C e umidade relativa do ar de, no mínimo, 50%.

. A temperatura da água de amassamento deve ser de 23º C + 2º C.

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. O aparelho de Vicat deve ser aferido antes de iniciar o ensaio. A aferição consiste em descer a Sonda de Tetmajer até encostar na placa de vidro apoiada sobre a base do aparelho, ajustando o indicador no zero da escala graduada.

Mistura mecânica:

. O preparo da pasta de cimento é iniciado através do lançamento no misturador de uma determinada quantidade de água. Geralmente iniciamos o ensaio com percentuais de água na faixa de 27,5% a 31,0% da massa de cimento.

. A seguir lança-se lentamente sobre a água as 500 gramas de cimento. Após a colocação de todo o cimento deve-se aguardar 30 segundos.

. Liga-se então o misturador na velocidade baixa durante 30 segundos.

. A mistura deverá durar 120 segundos. Ao completar 15 segundos interrompe-se a mistura e raspa-se, com a espátula, as paredes internas da cuba e a pá do misturador para que a pasta fique concentrada no fundo.

. Ao término dos 120 segundos ligar o misturador na velocidade alta durante 60 segundos, tempo necessário para a completa homogeneização da pasta.

Mistura manual

Na atualização da norma de procedimentos para a definição da água da pasta de consistência normal foi eliminada do texto a mistura manual. Como grande número de Laboratórios ainda não dispõem do misturador mecânico faremos referência, a seguir, dos procedimentos para mistura manual.

. Pesa-se 400 gramas de cimento e uma determinada quantidade de água, em geral 110 g a 120 g.

. Coloca-se o cimento em um recipiente metálico. Tomando-se o cuidado de, com o auxílio da espátula, formar uma cratera em seu centro.

. Lança-se no interior da cratera a água de amassamento e durante 1 minuto junta-se à água o cimento. Ao término dessa operação inicia-se o amassamento (homogeneização da pasta) que deve durar 5 minutos.

Enchimento do molde tronco-cônico

. Finalizada a mistura a pasta é imediatamente transferida para o molde tronco-cônico, assentado sobre a placa de vidro utilizada na aferição do aparelho. Após o enchimento do molde a superfície da pasta deve ser regularizada com o auxílio da espátula.

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. A seguir desce-se sobre a pasta, na sua parte central, a Sonda de Tetmajer. Assim que a mesma tocar na superfície da pasta deve-se travá-la com o parafuso existente no aparelho de Vicat.

. Completado 45 segundos contados a partir do término da mistura solta-se a haste e, após 30 segundos, faz-se a leitura na escala do aparelho da profundidade de penetração da sonda.

. Caso a sonda estacione acima de 7 mm deve-se repetir o ensaio aumentando a quantidade de água de amassamento. Por sua vez valores abaixo de 5 mm implicam em repetição do ensaio com redução da água de amassamento.

Nota: Não é permitido efetuar mais de uma sondagem na mesma pasta.

Resultado:

. Para que a pasta seja considerada de consistência normal a Sonda deve estacionar entre 6 mm + 1 mm do fundo da forma.

. A água definida para a pasta de consistência normal é expressa em porcentagem da massa relativa ao cimento, arredondada ao décimo mais próximo.

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1.10.3. Determinação dos tempos de pega (NBR 11581/91)

Finalidade

Início de pega é o termo utilizado para descrever o intervalo de tempo decorrido entre o momento em que o cimento entrou em contato com a água, transformando-se em uma pasta de característica plástica, e o momento em que a Agulha de Vicat, penetrando suavemente na pasta estaciona a 1 mm do fundo da forma (instante em que a mesma começa a perder plasticidade).

Fim de pega é o momento em que a Agulha de Vicat, penetrando suavemente na pasta, não deixa vestígios apreciáveis sobre ela, ou seja: não mais penetra (instante em que a mesma já perdeu totalmente sua plasticidade).

As normas brasileiras estabelecem um tempo mínimo de 1 hora para o início de pega (todos os cimentos), máximo de 10 horas para final de pega dos cimentos CPI, CPII e CPV, máximo de 12 horas para final de pega dos cimentos CPIII e CPIV. Geralmente os cimentos CPI, CPII e CPV apresentam tempo de início de pega variando de 2 a 3 horas enquanto os cimentos CPIII e CPIV apresentam tempo de início de pega superiores a 3 horas.

Diversos fatores concorrem para alterar a pega do cimento, relacionaremos a seguir alguns desses fatores e sua influência:

. Fatores que aumentam o tempo de pega:- baixas temperaturas;- impurezas orgânicas contidas na água ou na areia;- aditivos retardadores.

. Fatores que reduzem o tempo de pega:- finura elevada do cimento;- altas temperaturas e baixa umidade do ar;- baixo fator água/cimento;- aditivos aceleradores.

O conhecimento do início de pega permite o dimensionamento dos trabalhos de concretagem de modo a produzir, transportar, lançar e adensar o concreto dentro do tempo correto. Não se permite, sob nenhum pretexto, o uso do concreto após o início de pega.

Aparelhagem

. Balança com capacidade mínima de 1000 g e precisão de 0,1 g.

. Misturador mecânico ou tacho para mistura.

. Espátula.

. Recipiente de plástico ou vidro para conter a água de amassamento.

. Aparelho de Vicat.

. Placa de vidro.

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Amostragem

A massa de cimento necessária para o ensaio é 500 g + 0,1 g. (mistura mecânica).A massa de cimento necessária para o ensaio é 400 g + 0,1 g. (mistura manual).

Ensaio:

. O aparelho de Vicat deve ser aferido antes de iniciar o ensaio. A aferição consiste em descer a Agulha de Vicat até encostar na placa de vidro apoiada sobre a base do aparelho, ajustando o indicador no zero da escala graduada.

. Com as mesmas quantidades de cimento e água, definidas no ensaio de consistência, prepara-se nova pasta para o ensaio de tempo de pega seguindo, também, os mesmos procedimentos de mistura.

. Registrar o momento exato em que se lançou a água de amassamento.

. Ao término da mistura a pasta é imediatamente transferida para o molde tronco-cônico, assentado sobre a placa de vidro utilizada na aferição do aparelho. Depois de cheio a superfície da pasta deve ser regularizada com o auxílio da espátula.

. Periodicamente, após o enchimento do molde, desce-se sobre a pasta, suavemente e sem choque até a parada total, a Agulha de Vicat. A Agulha de Vicat deve ser sustentada com os dedos e a leitura de sua penetração deve ocorrer 30 segundos após o início da penetração na pasta.

. Após cada determinação deve-se modificar a posição do molde de modo que nenhuma leitura seja efetuada a menos de 9 mm do contorno interno do molde e nem a menos de 6 mm uma das outras.

. No momento em que a Agulha estacionar a 1 mm do fundo teremos o início de pega.

. Após a determinação do tempo de início de pega efetua-se novas leituras, a cada 10 minutos, para definição do tempo de fim de pega.

. A primeira entre três leituras sucessivas e iguais, superiores a 38,0 mm, constitui a indicação de fim de pega.

Resultado:

Início de pega é o intervalo de tempo, em minutos, decorrido entre o instante em que se lançou a água de amassamento e o instante em que se constatou o início de pega.

Fim de pega é o intervalo de tempo, em minutos, decorrido entre o instante em que se lançou a água de amassamento e o instante em que se constatou o fim de pega.

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1.10.4. Determinação da expansibilidade de Le Chatelier (NBR 11582/91)

Finalidade:

Os principais elementos causadores de expansões no cimento são:

. Cal Livre: A sua hidratação dá origem ao Ca (OH)2, hidróxido de cálcio altamente expansivo.

. Mg O: Proveniente do calcário dolomítico ou magnesiano.

. Gesso: Quando em excesso pode reagir com o C3 A, após o endurecimento do cimento, formando a etringita secundária, com aumento razoável de volume.

Aparelhagem

. Balança com capacidade mínima de 1000 g e precisão de 0,1 g.

. Misturador mecânico.

. Espátula fina.

. Recipiente de plástico ou vidro para conter a água de amassamento.

. Agulhas de Le Chatelier

. Paquímetro

. Bandeja

. Recipiente metálico ou de vidro refratário para conter a água em ebulição

. Placas de vidro quadradas 5cm x 5cm.

Amostragem

A massa de cimento necessária para o ensaio é 500 g + 0,1 g. (mistura mecânica).A massa de cimento necessária para o ensaio é 400 g + 0,1 g. (mistura manual).

Ensaio

. O ensaio deve ser executado em sala com temperatura de 24º C + 4º C e umidade relativa do ar de, no mínimo, 50%. A água de amassamento deve estar com temperatura de 23º C + 2º C.

. Antes do ensaio as agulhas devem ser aferidas para verificação de sua flexibilidade. O teste consiste em fixar uma das hastes da agulha na posição horizontal, o mais próximo possível da sua junção com o cilindro, e pendurar na outra haste, também próximo a junção, uma massa de 300 gramas. A distância entre as duas extremidades deve variar de 15 mm a 30 mm.

. Necessita-se para o ensaio de seis agulhas, três para o ensaio a frio e três para o ensaio a quente.

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. Com as mesmas quantidades de cimento e água, definidas no ensaio de consistência, prepara-se nova pasta para o ensaio de expansibilidade adotando-se, também, os mesmos procedimentos de mistura.

. O cilindro das agulhas apoia-se sobre as placas de vidro (previamente untadas com óleo mineral) colocadas dentro da bandeja. Depois de cheios cuidadosamente com a pasta são cobertos com outras placas, colocando-se sobre o conjunto um contrapeso de modo a evitar que os conjuntos virem devido ao peso das hastes.

. Logo após a moldagem a bandeja é cheia com água potável a 23º C + 2º C. O conjunto de agulhas permanece submerso pelo período de 20 h + 4h. Tempo mínimo necessário para que a pasta fique rígida o suficiente para suportar uma forte pressão do polegar.

. Após esse período as placas de vidro são cuidadosamente retiradas, separando-se três agulhas para o ensaio a frio e três agulhas para o ensaio a quente. Caso na operação de retirada das placas ocorra deslocamento do corpo-de-prova da forma o mesmo deve ser eliminado do ensaio.

Expansibilidade a Frio:

. No ensaio a frio as agulhas são imersas em recipientes com água a 23º C + 2º C onde permanecerão por seis dias consecutivos. As agulhas devem permanecer sempre na posição vertical e com as extremidades das hastes fora da água, para facilitar as leituras.

Expansibilidade a Quente:

. No ensaio a quente as agulhas são imersas em recipientes com água a 23ºC + 2ºC com as hastes fora da água. Procede-se então o aquecimento progressivo da água que deve entrar em ebulição entre 15 e 30 minutos.

. O aquecimento da água deve durar 5 horas ou mais.

Resultado:

Expansibilidade a Frio:

A expansibilidade a frio é definida pela diferença entre a abertura final (após sete dias consecutivos em água a 23º C + 2º C) e a abertura inicial da agulha (medida logo após a moldagem dos corpos de prova) .

O resultado da expansibilidade a frio é a média das três determinações, expressa em mm, com aproximação de 0,5 mm.

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Expansibilidade a Quente:

No ensaio de expansibilidade a quente mede-se a abertura inicial das agulhas momentos antes da colocação dos corpos de prova na água quente.

Após três horas, mantendo-se a água sempre em ebulição, efetua-se nova medição, repetindo-a de duas em duas horas até que, após duas medições consecutivas, não se constate nenhum afastamento das extremidades das hastes. (abertura final).

O resultado da expansibilidade a quente é a diferença entre a abertura final e inicial da agulha, representada pela média de três determinações, expressa em mm, com aproximação de 0,5 mm.

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1.10.5. Determinação da resistência à compressão ( NBR 7215/91 )

Finalidade:

Entre todos os ensaios físicos a determinação da resistência à compressão é, sem dúvida, o mais importante. Através dele podemos julgar se o cimento atende ou não as especificações de resistência, que definem a sua classe, além de avaliarmos seu comportamento mecânico nas diversas idades.

Aparelhagem:

. Balança com capacidade mínima de 1000 g e precisão de 0,1 g.

. Misturador mecânico ou recipiente metálico para amassamento manual.

. Formas cilíndricas, metálicas, com diâmetro de 50 mm e altura de 100 mm.

. Soquete.

. Espátula.

. Placas de vidro de 70 mm a 100 mm de aresta.

. Capeador.

. Prensa para rompimento de corpos de prova de argamassa.

Amostragem:

Para a realização do ensaio prepara-se uma argamassa, traço em peso 1:3 e fator A/C igual a 0,48 L/kg., nas seguintes quantidades:_________________________________________________________________________________

Peso em gramas para mistura Material Manual Mecânica_________________________________________________________________________________

Cimento 312 + 0,2 624 + 0,4 Água 150 + 0,1 300 + 0,2 Areia Normal . Fração Grossa 234 + 0,2 468 + 0,3 . Fração Média Grossa 234 + 0,2 468 + 0,3 . Fração Média Fina 234 + 0,2 468 + 0,3 . Fração Fina 234 + 0,2 468 + 0,3_________________________________________________________________________________

Observações:. A areia é produzida e fornecida pelo IPT - Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo, atendendo às prescrições da NBR-7214 - Areia Normal para ensaio de cimento (EB-1133).

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Ensaio:

. O ensaio é executado moldando-se 12 corpos de prova. Os corpos de prova serão testados nas idades de 3, 7 e 28 dias. No caso da análise do cimento ARI as idades são 1, 3 e 7 dias, sendo os 28 dias facultativos.

. A quantidade de materiais definida para a mistura manual é suficiente para a moldagem de três corpos de prova.

. A quantidade de materiais definida para a mistura mecânica é suficiente para a moldagem de seis corpos de prova.

. A seguir descreveremos o processo de mistura manual e mecânica.

Nota: A revisão da NBR-7215, efetuada em 1991, excluiu da metodologia do ensaio a mistura manual. Apesar de concordarmos com a evolução natural dos processos de controle da qualidade dos materiais não podemos deixar de reconhecer que a decisão tomada pela comissão revisora sofreu forte influência da indústria cimenteira que, equipada com equipamentos e instalações modernas, desconhecia e contestava os ensaios executados pelos Construtores e Laboratórios particulares, os quais, em sua maioria, não dispunham de misturador mecânico. Atendendo, portanto, àqueles que não dispõem do misturador mecânico este trabalho continuará contemplando a mistura manual.

Mistura Manual:

. Em um recipiente metálico é misturado, com auxílio de espátula, as diversas frações de areia com o cimento, até obter-se uma mistura uniforme;

. Em seguida dispõe-se o material em forma de coroa e lança-se, de uma vez, a quantidade de água no interior da cratera;

. Com a espátula deita-se o material circundante sobre a água, durante 1 minuto, a seguir inicia-se a mistura enérgica que, para completa homogeneização da argamassa, tem seu tempo estipulado em 5 minutos.

Mistura Mecânica:

. Colocar toda a água na cuba da argamassadeira;

. Com o misturador da argamassadeira ligado em velocidade baixa lançar o cimento na cuba. A mistura do cimento com a água tem tempo previsto de 30 segundos. Sem paralisar a mistura inicia-se a colocação da areia, previamente misturada, durante 30 segundos;

. Em velocidade alta, durante 30 segundos, mistura-se a argamassa;

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. Após esse tempo desliga-se a argamassadeira e, durante 15 segundos, retira-se com a espátula o material que ficou aderido na parede da cuba e na pá do misturador, deixando-se por 1 minuto e 15 segundos a argamassa em repouso, com a cuba tampada;

. A operação é reiniciada com a argamassadeira em velocidade alta durante 1 minuto, quando se encerra a mistura.

Moldagem

A moldagem dos corpos de prova é iniciada logo após a preparação da argamassa. Com o auxílio da espátula a argamassa é colocada na forma, em quatro camadas de alturas aproximadamente iguais, recebendo cada camada trinta golpes moderados do soquete normal, uniformemente distribuídos.

A face superior deve ser acertada com placas de vidro que, além de nivelar o topo do corpo de prova, evita a evaporação da água de amassamento.

A seguir as formas são colocadas em câmaras úmidas, onde permanecerão durante 20 a 24 horas. Terminado esse período os corpos de prova são retirados cuidadosamente das formas e imersos em tanques de água, saturada de cal, onde permanecerão até o momento do ensaio.

No dia do rompimento os corpos de prova são retirados do tanque e capeados com mistura de enxofre, a quente, para que os seus topos fiquem paralelos entre si e a carga de compressão se distribua uniformemente em sua superfície.

Resultados

O resultado do ensaio, em cada idade, é representado pela resistência individual, pela média da resistência à compressão dos 4 corpos de prova, expresso em MPa, e, também, pelo desvio relativo máximo.

Considera-se desvio relativo máximo a diferença entre a resistência individual do corpo de prova que mais se afasta da média e a média, dividindo-se este valor pela média e o resultado expresso em porcentagem. A porcentagem obtida deve ser arredondada ao décimo mais próximo

Quando ocorrer em uma série de 4 corpos de prova, de mesma idade, desvio relativo máximo superior a 6% calcula-se nova média, desconsiderando-se o valor mais discrepante, identificando o corpo de prova no certificado com um asterisco. Persistindo o fato o ensaio deve ser totalmente refeito para todas as idades.

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Exemplo de cálculo:

Calcular a resistência individual, a resistência média e o desvio relativo máximo de corpos-de-prova, com 28 dias de idade. O cimento ensaiado é do tipo CPIIE-40. Verificar se o cimento ensaiado atende às especificações de resistência à compressão.

CP nº Carga de ruptura (kgf) CP nº Carga de ruptura (kgf)1 7440 3 76752 7890 4 7600

1º Passo: Determinar a resistência individual, em MPa:

Divide-se a carga de ruptura pela área da seção onde foi aplicada a carga

S = 19,63 cm2

CP (n.º) Resistência à compressão Resistência à compressão (kgf/cm2) (MPa)

1 7440 ÷ 19,63 = 379 37,92 7890 ÷ 19,63 = 402 40,23 7675 ÷ 19,63 = 391 39,14 7600 ÷ 19,63 = 387 38,7

2º Passo: Determinar a resistência à compressão média, em MPa:

Resistência média = 39,0 MPa

3º Passo: Determinar a diferença (absoluta) entre a média e os valores individuais:

CP (n.º) Diferença (MPa)1 39,0 - 37,9 = 1,12 39,0 - 40,2 = 1,23 39,0 - 39,1 = 0,14 39,0 - 38,7 = 0,3

A maior diferença encontrada foi de 1,2 MPa.

4º Passo: Calcular o desvio relativo máximo:

D.R. = (1,2 ÷ 39,0) x 100

D.R. = 3,1 %

S = R2

35

Page 36: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Obs.: Como o desvio relativo máximo foi inferior a 6% considera-se a execução do ensaio correta. Caso o desvio houvesse superado a 6% deveríamos suprimir a maior das diferenças e reiniciado o cálculo.

5º Passo: Conclusão:

O cimento ensaiado não atende às especificações relativas a resistência à compressão em função de sua resistência média apresentar valor inferior a 40 MPa, aos 28 dias de idade.

39,0 MPa < 40,0 MPa

36

Page 37: Tecnologia Básica de Concreto Engª

1.11. Especificações

EXIGÊNCIASCPI / CPI-S

(EB-1)CPII E / Z / F

(EB-2138)AF / CPIII(EB-208)

POZ/CPIV(EB-758)

ARI/CPV(EB-2)

FÍSICAS Classe Classe Classe Classe ARI25 32 40 25 32 40 25 32 40 25 32

Finura # 200(%) < 12 < 12 < 10 < 12 < 12 < 10 < 8 < 8 < 8 < 8 < 8 < 6

Superfície EspecíficaBlaine (m2/kg)

> 240 > 260 > 280 > 240 > 260 > 280 - - - - - > 300

Tempo de Pega Início de Pega (h) Fim de Pega (h)

> 1

< 10 f

> 1

< 10 f

> 1

< 10 f

> 1

< 10 f

> 1

< 10 f

> 1

< 10 f

> 1

< 12 f

> 1

< 12 f

> 1

< 12 f

> 1

< 12 f

> 1

< 12 f

> 1

< 10 f

Estabilidade de volumeExpansibilidade Expansão a frio Expansão a quente

< 5 f

< 5

< 5 f

< 5

< 5 f

< 5

< 5 f

< 5

< 5 f

< 5

< 5 f

< 5

< 5 f

< 5

< 5 f

< 5

< 5 f

< 5

< 5 f

< 5

< 5 f

< 5

< 5 f

< 5

Resistência compressão 01 dia (MPa) 03 dias (MPa) 07 dias (MPa) 28 dias (MPa) 91 dias (MPa)

-

> 8

> 15

> 25

-

-

> 10

> 20

> 32

-

-

> 15

> 25

> 40

-

-

> 8

> 15

> 25

-

-

> 10

> 20

> 32

-

-

> 15

> 25

> 40

-

-

> 8

> 15

> 25

> 32 f

-

> 10

> 20

> 32

> 40 f

-

> 12

> 23

> 40

> 48 f

-

> 8

> 15

> 25

> 32 f

-

> 10

> 20

> 32

> 40 f

> 14

> 24

> 34

-

-

Teor de escória (%)0 (CP-I)

1 a 5 (CP-I S)

6 a 34 (CPII-E) 35 a 70 - -

Teor de pozolana (%) 6 a 14 (CPII-Z) - 15 a 50 -

Material carbonático (%) 0 a 10 (E-Z) 6 a 10 (F) 0 a 5 0 a 5 0 a 5

EXIGÊNCIASCPI / CPI-S

(EB-1)CPII E / Z / F

(EB-2138)AF / CPIII(EB-208)

POZ/CPIV(EB-758)

ARI/CPV(EB-2)

QUÍMICAS (%) Classe Classe Classe Classe ARI25 32 40 25 32 40 25 32 40 25 32

Òxido de magnésio (%)(MgO) < 6,5 < 6,5 - < 6,5 < 6,5

Trióxido de enxofre (%)(SO3)

< 4,0 < 4,0 < 4,0- < 4,0

C3A SO

3

< 8 < 3,5

> 8 < 4,5

Resíduo insolúvelCP I CP I - S CPIIE CPIIZ CPIIF

< 1,5 - < 1,0< 1,0 < 5,0 < 2,5 < 16,0 < 2,5

Perda ao FogoCP I CP I - S

< 6,5 < 4,5 < 4,5 < 4,5< 2,0 < 4,5

Anidrido carbônico(CO2)

CP I CP I - S

< 5,0 < 3,0 < 3,0 < 3,0< 1,0 < 3,0

37

Page 38: Tecnologia Básica de Concreto Engª

ENSAIOS DE CIMENTO PORTLAND

ALUNO (A)................................................................................................................................DATA DO ENSAIO:

CURSO:................................................................... TURMA:..............................Nº:.................

CARACTERÍSTICAS DA AMOSTRA

MARCA TIPO CATEGORIA DATA DA COLETA

RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO (MPa)3 DIAS 7 DIAS 28 DIAS

CP Nº kgf kgf/cm2 MPa kgf kgf/cm2 MPa kgf kgf/cm2 MPa

1

2

3

4

5

6

MÉDIA

DESVIO

FINURA PORPENEIRAMENTO PESO INICIAL:......................(g) RESÍDUO:.......................... (g) RESULTADO:....................... (%)

ÁGUA DECONSISTÊNCIA

NORMAL

Água Profundidade Água Profundidade Água Profundidade

................(g) ...............(mm) ................(g) ...............(mm) ................(g) ...............(mm)

................(g) ...............(mm) ................(g) ...............(mm) ................(g) ...............(mm)

ENSAIO DEINÍCIO E FIM

DE PEGA

Leitura Profundidade Leitura Profundidade Leitura Profundidade

1ª:...............hs ...............(mm) 4ª:...............hs. ...............(mm) 7ª:...............hs. ...............(mm)

2ª:...............hs ...............(mm) 5ª:...............hs. ...............(mm) 8ª:...............hs. ...............(mm)

3ª:...............hs ...............(mm) 6ª:...............hs. ...............(mm) 9ª:...............hs. ...............(mm)

Início do ensaio:....................hs. Início de pega:.................minutos Final de pega:..............minutos

ENSAIODE

EXPANSIBILIDADE

EXPANSIBILIDADE A FRIO (mm) EXPANSIBILIDADE A QUENTE (mm)

Abertura Inicial Abertura Final Expansão Abertura Inicial Abertura Final Expansão

Expansão a frio:......................................mm Expansão a quente:...............................mm

Conclusão:

Laboratorista: Professor Responsável:

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

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Page 39: Tecnologia Básica de Concreto Engª

AGREGADOS PARA CONCRETO

CURSO: ENGENHARIA DE PRODUÇÃO CIVILDISCIPLINA: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃOPROFESSOR: ESDRAS POTY DE FRANÇAANO: 2004

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Page 40: Tecnologia Básica de Concreto Engª

AGREGADOS PARA CONCRETO

2.1 - Definição

Os agregados para concreto e argamassa podem ser definidos como materiais de forma granular, de origem natural ou artificial, relativamente inertes, classificados em função das dimensões de suas partículas e que, ao serem misturados com cimento Portland, em presença de água, adquirem um aspecto compacto.

2.2. - Importância dos Agregados

O volume de agregados existente no concreto varia de 70% a 80% do volume total portanto é inegável a sua importância e influência nas propriedades e características do mesmo.

Citaremos abaixo algumas das propriedades do concreto influenciadas pelos agregados:

. Trabalhabilidade;

. Resistência mecânica;

. Módulo de deformação;

. Massa específica;

. Características térmicas;

. Variações volumétricas;

. Exsudação;

. Durabilidade.

Citaremos ainda algumas características negativas dos agregados, que devem ser evitadas quando do emprego em concreto:

. Excesso ou deficiência de partículas finas;

. Grãos de formato lamelar;

. Excesso de impurezas orgânicas;

. Excesso de torrões de argila;

. Agregados potencialmente reativos;

. Agregados em decomposição;

. Baixa resistência mecânica dos grãos.

2.3. - Classificação quanto a origem

- Agregados Naturais:

São todos aqueles provenientes da exploração de jazidas naturais, tais como: depósitos fluviais de areia, cascalho e seixos, areia de mina, pedreiras com rochas de diversos tipos: gnaisse, granito, calcário, basalto, etc., sendo utilizados em sua forma e dimensões originais ou sofrendo apenas trituração mecânica e classificação

40

Page 41: Tecnologia Básica de Concreto Engª

através de instalações de britagem. Alguns autores, ainda, consideram a pedra britada como sendo artificial por terem sofrido modificações em suas dimensões através da britagem.

- Agregados Artificiais:

Obtidos através de produtos ou processos industriais de obtenção e transformação tais como: argila expandida, escórias de alto-forno, vermiculita, esferas de aço, limalhas, pérolas ou flocos de isopor, etc.

2.4. - Classificação quanto as dimensões:

O modo mais comum de se classificar os agregados quanto as suas dimensões baseia-se na composição granulométrica, que consiste em separar os grãos em diferentes peneiras, cujas aberturas estão definidas na NBR-7217 / Agregados - Determinação da Composição Granulométrica.

A NBR-7211 - Agregados para concreto - Especificações classifica os agregados da seguinte forma:

- Agregados Miúdos

Areia de origem natural ou resultante do britamento de rochas estáveis, ou a mistura de ambos, cujos grãos passam pela peneira ABNT 4,8 mm e ficam retidos na peneira 0,075 mm.

O material resultante do britamento de rochas é denominado "pó-de-pedra". Quando lavado ,para a retirada do excesso de finos, passa a ser classificado como "areia artificial".

Atualmente, com o esgotamento progressivo das jazidas de areia natural e a contaminação dos rios que cortam as grandes cidades, está ficando cada vez mais difícil obter-se areia natural de boa qualidade. Esse fato obriga, aos Construtores, transportar areia de distância superior a 100 km, tornando o seu custo inviável devido a despesas de frete.

Para amenizar o problema e ao mesmo tempo aumentar a lucratividade, visto que a produção de pó-de-pedra alcançava níveis de até 18% da pedra extraída, as pedreiras instalaram equipamentos de lavagem e separação do pó, reduzindo assim os níveis de perda para valores próximo a 3% e oferecendo aos Construtores mais uma opção: Areia Artificial.

A substituição total da areia natural pela artificial pode prejudicar a trabalhabilidade do concreto, em decorrência da areia artificial possuir grãos angulosos e de arestas vivas. O ideal é compor os dois materiais em proporções convenientes para corrigir a curva granulométrica do agregado miúdo utilizado no concreto.

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Page 42: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Temos observado quando do uso de areia artificial proveniente do britamento de rochas calcárias um sensível aumento na resistência à compressão do concreto. Esse aumento é de aproximadamente 10%. A reação física conhecida por epitáxica, melhora a aderência entre os agregados calcários e a pasta de cimento, no transcorrer do tempo, sendo a responsável por essa elevação na resistência.

- Agregado Graúdo

Pedregulho ou a brita proveniente de rochas estáveis, ou a mistura de ambos, cujos grãos passam por uma peneira de malha quadrada com abertura nominal de 152 mm e ficam retidos na peneira ABNT 4,8 mm.

Comercialmente podemos classificar o agregado graúdo (pedra britada) segundo sua bitola em: brita n.º 0, brita n.º 1, brita n.º 2 e brita n.º 3.

Em Belo Horizonte esses materiais apresentam as características a seguir relacionadas:

Material Módulo deFinura

Dimensão máxima

MassaEspecífica

MassaUnitária

Brita nº 0Brita nº 1Brita nº 2Brita nº 3

5,90 a 6,106,80 a 7,157,70 a 7,858,40 a 8,60

12,5 mm25,0 mm32,0 mm50,0 mm

2,67 a 2,722,67 a 2,722,67 a 2,722,67 a 2,72

1,38 a 1,421,38 a 1,411,38 a 1,411,38 a 1,40

OBS.: As britas de Belo Horizonte são provenientes de gnaisse e calcário calcítico.

2.5. - Classificação quanto ao peso

A relação entre a massa de um determinado agregado e o volume ocupado pelos seus grãos, incluindo-se os vazios, é denominado "massa unitária". Através da massa unitária podemos classificar os agregados em: leves, normais e pesados.

Leves Massa Unitária: < 1,00 t / m3

(Vermiculita, argila expandida, escória, isopor, etc.)

Normais Massa Unitária: 1,00 t / m3 < M.U. < 1,70 t / m3

(Areia quartzosa, seixo, cascalho, pedra britada, etc.)

Pesados Massa unitária: > 1,70 t / m3

(Hematita, magnetita, barita, limonita, etc.)

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Page 43: Tecnologia Básica de Concreto Engª

2.6. - Classificação quanto a origem mineralógica

Essa é, sem dúvida, a menos usual das classificações dos agregados em canteiro, interessando somente àqueles que por necessidade ou interesse se preocupam com os aspectos ligados a natureza geológica e a composição mineralógica dos agregados.

Devido a solidificação do magma se formaram as rochas originais denominadas magmáticas ou ígneas.

As rochas sedimentares são formadas por grãos e fragmentos de rochas magmáticas, metamórficas ou outras sedimentares. Seu processo de formação ocorre de duas maneiras, a saber: por decomposição e desintegração das rochas mencionadas que sofreram um processo de erosão, transporte, deposição e consolidação ou através da precipitação e deposição química. Os agentes que contribuem para o transporte e deposição dos grãos são: água, gelo e ventos.

As rochas metamórficas são aquelas que sofreram transformações através da ação de temperatura, pressão, gases e vapor de água, produzindo isoladamente ou conjuntamente uma recristalização parcial ou total, formando-se novos minerais e novas texturas sem ocorrer a fusão da rocha.

2.7.. O emprego dos agregados

2.7.1. Em concreto:

Areia

A areia utilizada na produção do concreto deve ser de granulometria média.

Areias muito finas absorvem mais água do que o normal. Esta elevação no consumo de água reduz a resistência do concreto e aumenta a probabilidade de fissuras decorrentes de retração hidráulica.

Areias muito grossas têm deficiência de partículas finas (abaixo de 0,3 mm) e podem resultar em concretos ásperos, com baixa mobilidade, com tendência a segregação e exsudação excessiva.

Apesar da Norma Brasileira especificar um teor de material pulverulento < 5,0% para os agregados miúdos temos observado, através de análises laboratoriais, que areias artificiais com teores acima de 20,0%, principalmente de origem calcária, compensam esta deficiência de partículas finas nas areias grossas, resultando em concretos plásticos, com boa aderência e trabalhabilidade no estado fresco.

Acreditamos que a fixação do teor em, no máximo, 5,0% baseou-se nos efeitos nocivos constatados quando da utilização de areias com alto teor de materiais pulverulentos de origem argilosa.

43

Page 44: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Em concretos de alto desempenho a deficiência no teor de finos existente nas areias grossas é compensada pela quantidade elevada de finos do cimento, neste caso, sem dúvida, devemos dar preferência as areia grossas.

Brita

Geralmente utilizamos, no concreto, britas de graduação 0, 1 e 2. Como a brita n.º 0 tem grãos menores que a n.º 1 e a brita n.º 1 menores que a brita n.º 2 dá-se preferência as britas de maior graduação.

Os motivos para esta definição são vários, a saber:

Obtenção de concretos mais econômicos; Menor consumo de água; Menor permeabilidade; Menor retração hidráulica.

No caso de concretos de alto desempenho temos observado que os resultados de resistência à compressão são maiores e mais homogêneos quando mesclamos a brita n.º 0 com a brita n.º 1. A inclusão da brita n.º 0 torna contínua a curva granulométrica do concreto e durante o carregamento distribui as tensões de compressão uniformemente em toda a seção do corpo de prova.

Com relação ao tipo de rocha as mais utilizadas são: granito, gneiss, basalto, calcário, quartzo (cascalho). Não existe restrições ao uso de outras rochas porém é recomendável executar ensaio de reatividade álcali-agregado quando não se tem experiências anteriores ou não se conhece a sua composição mineralógica.

Com relação as rochas calcárias alguns técnicos costumam colocar restrições ao seu emprego, principalmente, em concretos submetidos a altas temperaturas. Sem dúvida o calcário, nestas condições, apresenta resistência ao fogo muito inferior ao basalto, gneiss ou granito. Este fato, porém, só se justifica em ambientes com temperatura superior a 350ºC durante períodos prolongados

2.7.2. Em argamassas

A areia utilizada na produção de argamassa deve ser lavada fina, geralmente com módulo de finura inferior a 2,00. A areia lavada fina não possui teor de material pulverulento elevado, em consequência deste fato a argamassa apresenta baixa adesividade no estado plástico. Esta deficiência na aderência compromete o rendimento do pedreiro e a qualidade do seu serviço. Para compensar esta deficiência de materiais ultra-finos é comum a adição de materiais aglutinantes, tipo:

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Page 45: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Filito; Caulim; Cal; Filler calcário; Saibro e argila (em pequenas quantidades)

A qualidade de uma argamassa está diretamente ligada ao traço e a qualidade da areia empregada em sua execução. O correto proporcionamento entre areia lavada e aglutinante reduz de modo significativo o consumo de água e as fissuras decorrentes de retração hidráulica.

Toda a areia utilizada em argamassa deve ser peneira em malha de 5,0 mm para remoção de torrões de argila, gravetos, raízes, pedras, etc.

45

Page 46: Tecnologia Básica de Concreto Engª

2.8. - Ensaios dos Agregados

2.8.1. - NBR-7217/87 - Determinação da composição granulométrica

Finalidade:

Definir o percentual de grãos retidos na série normal de peneiras ABNT. Em função das porcentagens retidas e acumuladas calcular o módulo de finura e a dimensão máxima dos agregados.

Aparelhagem:

. Quarteador de amostras.

. Balança com capacidade mínima de 1 kg e precisão de 1 g para agregado miúdo e capacidade mínima de 10 kg e precisão de 5 g para agregado graúdo.

. Peneiras da série normal e intermediária da ABNT:

Série Normal Série Intermediária

76 mm--

38 mm--

19 mm-

9,5 mm-

4,8 mm2,4 mm1,2 mm0,6 mm0,3 mm

0,15 mm

-64 mm50 mm

-32 mm25 mm

-12,5 mm

-6,3 mm

------

Amostragem:

Após a separação em quarteador próprio a amostra será formada de acordo com a tabela a seguir:

Dimensão máxima(mm)

Amostragem mínima(kg)

Dimensão máxima(mm)

Amostragem mínima(kg)

< 4,86,3

9,5 a 25

0,535

32 a 3850

64 a 76

102030

46

Page 47: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Ensaio:

. Para cada agregado a ser ensaiado deverá ser formada duas amostras (M1 e M2);

. As amostras para o ensaio são previamente secas em estufa (105 a 110) ºC e em seguida resfriadas a temperatura ambiente;. Após a pesagem cada amostra é peneirada através do conjunto de peneiras (série normal e intermediária) previamente encaixadas na ordem crescente de suas aberturas. As peneiras deverão estar assentadas sobre o fundo.. O tempo de peneiramento deverá ser o suficiente para que após um minuto de agitação contínua não passe mais de 1% do material retido em cada peneira;. Após o peneiramento o material retido em cada peneira deverá ser pesado separadamente;. O somatório das massas não deve diferir mais de 0,3% da amostra inicial.

Cálculo:

. A porcentagem de material retido em cada peneira será expressa com aproximação de 0,1%;. As amostras ensaiadas deverão apresentar a mesma dimensão máxima e as porcentagens retidas em cada peneira não poderão diferir mais de 4% entre si. Caso isso ocorra repetir o ensaio;. Calcular as porcentagens médias retidas e acumuladas em cada peneira, com aproximação de 1%;. O módulo de finura será expresso com aproximação de 0,01.

Resultados:

. Deve constar do certificado de ensaio: - A porcentagem retida em cada peneira (M1 e M2); - A porcentagem média retida em cada peneira; - A porcentagem acumulada em cada peneira; - A dimensão máxima característica; - O módulo de finura; - A classificação do agregado segundo as "Especificações".

Observações:

. Módulo de finura é a soma das porcentagens acumuladas nas peneiras da série normal, dividida por 100. Não considerar o fundo e as peneiras intermediárias.

. Dimensão máxima característica é a abertura da peneira, em mm, que retém uma porcentagem acumulada igual ou imediatamente inferior a 5%.

Exemplo: Calcular a composição granulométrica de um agregado graúdo:

. Material ensaiado: Brita n.º 2

. Peso inicial da amostra: 10000 g

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Page 48: Tecnologia Básica de Concreto Engª

(1) (2) (3) (4)Peneiras

(mm)Material Retido

(g)% Retida % Acumulada

M1 M2 M1 M2 Média76

6450

383225

1912,5

9,56,3

4,82,41,20,60,30,15

Fundo

-----

1300530019101280210

-------

-----

1370520017601330340

-------

-----

13.053.019.112.82.1-------

-----

13.752.017.613.33.4-------

-----

135318133-------

-----

13668497

100100100100100100100100

Módulo de Finura = 7,63 Dimensão máxima = 32 mm

Procedimentos de cálculo:

Por se tratar de brita n.º 2, cuja dimensão máxima é de 32 mm, pesou-se 10.000 gramas;

Após o peneiramento o material retido em cada peneira foi pesado (coluna 3);

A % retida (coluna 3) é calculada dividindo-se o material retido pelo peso inicial da amostra, expressa em %, com aproximação de 0,1%;

Após o cálculo da porcentagem retida, em cada amostra, determina-se a média, expressa com aproximação de 1%;

A % acumulada (Coluna 4) é a soma da % retida média na peneira analisada e a % acumulada na peneira anterior;

O módulo de finura foi obtido somando-se as % acumuladas na série normal, excluindo-se as peneiras 25; 12,5 e 6,3 mm e o fundo. O resultado divide-se por 100;

No nosso exemplo temos 13% acumulado na peneira 25mm portanto a dimensão máxima do agregado é a abertura da peneira superior (32mm).

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Page 49: Tecnologia Básica de Concreto Engª

2.8.2. - NBR-7218/87 - Teor de argila em torrões e materiais friáveis

Finalidade:

O excesso de torrões de argila, principalmente os de grandes dimensões, quando não dissolvidos durante a mistura do concreto, ocasiona pontos fracos em seu interior e quando dissolvidos envolvem os grãos resistentes dos agregados reduzindo a aderência e consequentemente a resistência do concreto.

Considera-se como sendo argila em torrões e materiais friáveis as partículas que puderem ser desfeitas pela pressão entre os dedos polegar e indicador.

Aparelhagem:

. Balança com capacidade mínima de 10 kg e precisão de 1 g.

. Balança com capacidade mínima de 1 kg e precisão de 0,01 g.

. Vasilhas metálicas de bordos rasos.

. Série normal de peneiras ABNT.

. Estufa.

Amostragem:

. Secar certa quantidade do agregado em estufa (105 -110) ºC, até constância de peso.. Peneirar esse material sucessivamente através de cada uma das seguintes peneiras: 76; 38; 19; 4,8; e 1,2 mm. Após o peneiramento formar amostras com o peso mínimo indicado na tabela abaixo.. Descartar as amostras que não representem pelo menos 5% da amostra inicial.

Material Retido Entre Peneiras Peso mínimo da amostra (kg)38,0 e 76,0 mm19,0 e 38,0 mm4,8 e 19,0 mm1,2 e 4,8 mm

531

0,2

Ensaio:

. Cada uma das amostras a ensaiar é pesada, massa inicial (Mi), estendida em camada fina, dentro de uma bandeja, e examinada quanto a presença de torrões.

. Todo material que puder ser desfeito com os dedos será considerado como sendo torrões de argila.

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Page 50: Tecnologia Básica de Concreto Engª

. Após o esmagamento dos torrões a amostra ensaiada é repeneirada através das peneiras que constam da tabela a seguir, para separação dos resíduos de argila já desfeitos:

Amostra ensaiada Peneira para remoçãodos resíduos

38,0 e 76,0 mm19,0 e 38,0 mm4,8 e 19,0 mm1,2 e 4,8 mm

4,8 mm4,8 mm2,4 mm0,6 mm

. Após o peneiramento pesa-se novamente cada amostra e obtém-se a massa final (Mf).

. As pesagens devem ser feitas com precisão de 0,5% do peso da amostra.

Resultados:

. A diferença entre a massa inicial (Mi) e a massa final (Mf) nos dará a massa de torrões de argila contida na amostra ensaiada (Mt), que deverá ser expressa em porcentagem em relação a massa inicial, calculada de acordo com a fórmula a seguir:

Mt (%) = _Mi - Mf x 100 Mi

. O cálculo do teor parcial de torrões e materiais friáveis, a seguir, é efetuado através da ponderação entre o teor de torrões contido em cada amostra (Mt %) e a porcentagem de material retido na fração correspondente, definida através da composição granulométrica.

. O cálculo do teor global de argila em torrões e materiais friáveis é definido através da soma dos teores parciais, expresso com aproximação de 0,1%.

50

Page 51: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Exemplo de Cálculo

Calcular o teor de argila em torrões do agregado graúdo analisado anteriormente (2.7.1), em função dos dados a seguir descritos:

Peneiras(mm)

MaterialRetido (g)

% Retida Massa Inicial da amostra (g)

Massa final daamostra (g)

Resíduo(g)

76645038322519

12.59.56.34.82.41.20.60.3

0.15Fundo

-----

1350961020001440400200

------

-----9

64131031------

3000

1000

2900

985

100

15

Amostranº

% de Torrõesna amostra

% parcial de argilano agregado

1234

-3,31,5-

-3,3 % x 73 % = 2,4 %1,5 % x 27 % = 0,4 %

Teor Global = 2,8 %

. Separar e pesar as amostras (Mi). No nosso exemplo as amostras n.º 1 e n.º 4 não foram separadas visto que, na análise granulométrica, não ficou nada retido nas peneiras correspondentes a cada uma das faixas.

. Determinar, após análise de cada amostra, a massa final (Mf), eliminando-se previamente os resíduos.

. Registrar a quantidade de resíduos pela diferença entre a massa inicial e final.

. Para se definir a % de torrões em cada amostra divide-se a quantidade de resíduos pela massa inicial da amostra, sendo o resultado expresso em %.

. A multiplicação entre o teor de argila existente em cada amostra pela % de grãos retidos nas peneiras da amostra nos dará o teor parcial de argila do agregado.

. O somatório dos teores parciais nos dará o teor global de argila em torrões e materiais friáveis do agregado analisado.

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Page 52: Tecnologia Básica de Concreto Engª

2.8.3. - NBR-7219/87 - Determinação do teor de materiais pulverulentos

Finalidade:

Considera-se como material pulverulento todo aquele cujas partículas são inferiores a 0,075 mm presentes nos agregados miúdo e graúdo destinados ao preparo do concreto.

O excesso de material pulverulento nos agregados provoca um aumento no consumo de água destinada ao preparo do concreto. Essa alteração no consumo de água acarreta uma elevação no fator água/cimento, comprometendo a resistência mecânica do concreto e elevando significativamente o número de fissuras devido a maior retração hidráulica.

Aparelhagem:

. Conjunto de duas peneiras superpostas. A superior com abertura de 1,2 mm e a inferior com 0,075 mm.

. Vasilha de tamanho suficiente para conter a amostra a ser ensaiada.

. Balança com capacidade mínima de 5 kg e precisão de 5 g.

. Estufa.

Amostragem:

. A amostra deve ser representativa do lote e estar umedecida para que não ocorra segregação dos materiais finos.

. Formar duas amostras e pesar de acordo com a tabela a seguir:

Dimensão máxima(mm)

Peso mínimo da amostra(kg)

< 4,8> 4,8 e < 19

> 19

0,535

Ensaio:

. Secar as amostras em estufa (105 a 110) ºC até constância de peso e, após o resfriamento, executar a pesagem (Mi1 e Mi2).

. Colocar a amostra no recipiente onde será lavada e recobrir com água em excesso (Mi1).

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Page 53: Tecnologia Básica de Concreto Engª

. Após a lavagem verter sobre o conjunto de peneiras superpostas a água proveniente da lavagem, tomando-se muito cuidado para que a mesma passe somente através das telas das peneiras.

. Repete-se a operação tantas vezes quanto necessárias até que a água saia completamente limpa.

. O agregado lavado é recolhido e secado em estufa até constância de peso. Após o resfriamento, novamente pesado (Mf1). As pesagens devem ser feitas com aproximação de 0,1% do peso inicial da amostra.

. Repetir o procedimento para a outra amostra (Mi2).

Resultado:

. O teor de material pulverulento será definido conforme fórmula a seguir:

M.P. (%) = Mi - Mf x 100 Mi

. O resultado final é obtido pela média aritmética das duas determinações, com aproximação de 0,1%.

. A diferença máxima entre as duas determinações não deve ser maior que 0,5% para agregado graúdo e 1,0% para agregado miúdo. Quando essa condição não for atendida deve-se realizar um terceiro ensaio e considerar a média das duas determinações mais próximas.

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Page 54: Tecnologia Básica de Concreto Engª

2.8.4. - NBR-7220/87 - Determinação de impurezas orgânicas húmicas

Finalidade:

O tipo ou excesso de impurezas orgânicas que contamina as areia destinadas ao preparo de concreto podem interferir nas reações do cimento, principalmente na pega e endurecimento inicial. O ensaio tem por finalidade detectar o teor de impureza orgânica e, quando em excesso, alertar o consumidor para a necessidade de se efetuar teste comparativo de qualidade da areia "suspeita" com areia de qualidade comprovada.

Aparelhagem:

. Frascos de Erlenmeyer;

. Tubos de ensaio;

. Suporte para tubos de ensaio;

. Papel de filtro;

. Funil de vidro

. Balança com capacidade mínima de 200 g e precisão de 1 g.

Amostragem:

. Pesa-se um pouco mais de 200 g. da areia a ser analisada, previamente umedecida para evitar segregação.

. A areia deve estar seca por ocasião do ensaio. Não se deve secar a areia em estufa, no sol ou fogareiro para não queimar as impurezas orgânicas. A areia deve ser seca à sombra.

Preparo das soluções:

. Prepara-se com antecedência e em quantidade suficiente para vários ensaios as seguintes soluções:

a) Solução de ácido tânico a 2%: b) Solução de hidróxido de sódio a 3%:- ácido tânico : 2 g. - hidróxido de sódio: 30 g.- álcool a 95% : 10 ml. - água destilada : 970 g.- água destilada : 90 ml.

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Page 55: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Ensaio:

. Coloca-se as 200 g. de areia no frasco de Erlenmeyer.

. A seguir, adiciona-se 100 ml da solução de hidróxido de sódio, no frasco de Erlenmeyer e mistura-se vigorosamente para que a solução entre em contato com todas as partículas de areia;

. Após a mistura deixa-se a areia com a solução de hidróxido de sódio em repouso durante 24 hs., em local abrigado dos raios solares;

. Para a comparação prepara-se simultaneamente uma solução padrão, adicionando-se a 3 ml da solução de ácido tânico 97 ml da solução de hidróxido de sódio. Agita-se e deixa-se em repouso durante 24 hs.

. Findo o prazo indicado filtra-se a solução que esteve em contato com a areia e compara a sua coloração com a solução padrão.

Resultado:

. O resultado do ensaio deve indicar se a solução em contato com a areia apresentou coloração mais escura ou não em relação a solução padrão.

. Quando ocorrer intensidade de cor superior a padrão diz-se que: A areia ensaiada apresentou teor de impureza orgânica superior a 300 PPM (partículas por milhão).

Encontra-se no mercado fornecedor dois tipos de ácido tânico: puro e comercial. Como a norma não prevê o tipo, ficam os laboratórios de concreto livres para utilizar um ou outro. Ocorre, porém, que o ácido tânico puro tem coloração completamente diferente do ácido tânico comercial acarretando sérios problemas quando o ensaio é executado com um com outro. Entendemos que o ácido tânico a ser utilizado no ensaio deva ser puro.

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Page 56: Tecnologia Básica de Concreto Engª

2.8.5. - NBR-7251/82 - Agregado em estado solto - Determinação da massa unitária

Finalidade:

Massa unitária é a relação entre a massa e o volume ocupado pelos agregados, incluindo-se os vazios existentes entre os grãos.

A finalidade do ensaio é definir o valor da massa unitária do agregado, que nos possibilita transformar peso em volume aparente ou vice-versa.

Aparelhagem:

. Balança com limite de erro de + 0,5% das massas a determinar.

. Pá ou concha para enchimento do recipiente.

. Recipiente de material metálico, indeformável, com as dimensões abaixo:

Dimensão Máxima da amostra(mm)

Dimensões mínimas do recipiente Base (mm) Altura (mm)

VolumeMínimo (dm3)

< 4,8> 4,8 e < 50

> 50

316 x 316 150 316 x 316 200 447 x 447 300

152060

Observação:

. É importante aferir o peso e o volume do recipiente sempre que possível ou quando houver suspeitas de danos no mesmo.

Amostragem:

. A amostra a ser ensaiada deverá ter pelo menos o dobro do volume do recipiente.

. Sempre que a amostra não estiver no estado seco indicar o teor de umidade com precisão de 0,1%.

Ensaio:

. O recipiente é enchido por meio de uma concha ou pá, sendo o agregado lançado de uma altura de 10 a 12 cm do topo do recipiente.

. Em se tratando de agregado miúdo utiliza-se uma régua para acertar a superfície da areia com o nível superior do recipiente.

. No caso do agregado graúdo a superfície é regularizada da melhor forma possível de modo a compensar as saliências e reentrâncias das pedras.. A seguir o recipiente é pesado com o material nele contido (M).

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Page 57: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Resultado:

. A relação entre a massa do agregado e o volume do recipiente é a massa unitária e deverá ser expressa em kg/dm3, com precisão de 0,01 kg/dm3.

M.U. =__M__ V (V = volume aparente (incluindo-se os vazios).

. O resultado do ensaio deve corresponder a média aritmética de três determinações.

. A diferença máxima permitida é de 1% em relação a média.

Exemplo de cálculo e aplicação

1) Sabendo-se que a massa unitária de uma pedra é de 1,40 kg/dm3 definir a quantidade de pedra transportada por um caminhão com capacidade de 12,5 m3.

V = 12,5 m3 V = 12.500 dm3

M.U. = M / V M = M.U. x V

M = 1,40 kg/dm3 x 12.500 kg/dm3

M = 17.500 kg

2) Em 1 m3 de concreto utiliza-se 700 kg de areia. Sabendo-se que a massa unitária dessa areia é de 1,25 kg/dm3 definir o volume correspondente de areia - em m3, para execução de 100 m3 de concreto.

- Volume de areia para 1 m3 de concreto:

M.U. = M / V V = M / M.U.

V = 700 kg / 1,25 kg/dm3

V = 560 dm3

V = 0,560 m3

- Volume total de areia para execução de 100 m3 de concreto:

Volume total = 100 x 0,560 m3

Volume total = 56 m3

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Page 58: Tecnologia Básica de Concreto Engª

2.8.6 - NBR-6467/87 - Determinação do inchamento de agregado miúdo

Finalidade:

A areia quando umedecida sofre um considerável aumento de volume, definido como inchamento. Esse fato ocorre devido ao afastamento dos grãos que compõem o agregado, provocado pela água livre que envolve sua superfície.

Experimentalmente temos observado que em areias finas o inchamento é superior ao constatado nas areia grossas. Em geral o inchamento varia de 20% a 30% para umidades na faixa de 5% a 8%. Acima desses valores a areia começa a saturar, ou seja, a água livre passa a ocupar os vazios existentes entre os grãos e, consequentemente a massa unitária aumenta e o inchamento se reduz.

A determinação do inchamento é, pois, de grande importância nas obras onde os agregados são medidos em volume, em função da necessidade das correções volumétricas decorrentes da variação de umidade.

Aparelhagem:

. A mesma utilizada no ensaio de massa unitária (2.7.5)

Amostragem:

. Mínimo de 30 dm3 de areia.

Ensaio:

. A amostra é previamente seca em estufa (105 a 110) ºC até constância de massa.

. Após o resfriamento da amostra, determina-se a massa unitária com h = 0%.

. A adição de água é feita sucessivamente de modo a obter teores de umidade próximas de: 0,5%, 1,0%, 2,0%, 3,0%, 4,0%, 5,0%, 7,0%, 9,0%, 12,0%.

. Para cada definição da massa unitária determinar a umidade da areia com aproximação de 0,1%.

. O material deve ser cuidadosamente homogeneizado após cada adição de água.

Resultado:

. O inchamento da areia é definido pela fórmula a seguir:

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Page 59: Tecnologia Básica de Concreto Engª

I = Vh = M.U.o x (100 + h) Vo M.U.h 100

Onde: M.U.o = Massa unitária do agregado seco.M.U.h = Massa unitária do agregado úmido.h = Umidade do agregado ensaiado.

Cálculo da Curva de Inchamento

. A umidade crítica é determinada pela seguinte construção gráfica:

1) Traça-se uma tangente à curva, paralela ao eixo das umidades;

2) Une-se o ponto de tangência à curva (1) com a origem das coordenadas;

3) Traça-se nova tangente à curva, paralela à corda que une o ponto de tangência com a origem das coordenadas (2).

4) A umidade correspondente ao ponto de interseção das duas tangentes (1 e 3) é a crítica.

. O coeficiente de inchamento médio é o ponto médio correspondente ao ponto de umidade crítica (Ponto B) e máxima da curva (Ponto A).

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2.8.7. - NBR-9937/87 - Absorção e Massa Específica de agregado graúdo

Finalidade:

Massa específica é a relação entre a massa e o volume ocupado pelo agregado, excluindo-se os vazios existentes entre os grãos. A massa específica pode ser definida nas condições seca (s) e saturada superfície seca (sss).

Absorção é a capacidade do material de aumentar a sua massa absorvendo a água que o envolve. Geralmente os materiais mais leves absorvem maior quantidade de água.

Aparelhagem:

. Balança hidrostática com sensibilidade de 1 g e capacidade de 10 kg. (dimensão máxima do agregado graúdo de até 38 mm).

. Para agregados com maior dimensão utilizar balanças de maior capacidade ou ensaiar por frações granulométricas.

. Cesto metálico para suster a amostra ensaiada.

. Tanque de água que permita a submersão total do cesto.

. Peneiras de 4,8 mm e 2,4 mm de abertura.

. Estufa.

Amostragem:

. Desprezar o material que passa pela peneira de 4,8 mm, exceto para os casos em que o material passante seja superior a 2% e/ou apresentar evidentes sinais de alteração mineralógica.

. Quando ocorrer os casos citados ensaiar o material menor que 4,8 mm através dos seguintes métodos:

- NBR-9776/87 - Determinação da massa específica de agregados miúdo através do frasco de Chapman.

- NBR-9777/87 - Determinação da absorção de água em agregados miúdos.

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Page 61: Tecnologia Básica de Concreto Engª

. Massa mínima da amostra para ensaio:

Dimensão máxima(mm)

Massa Unitária(kg)

< 12,5192538506476

125152

2.03.04.05.08.0

12.018.075.0

125.0

. Quando a amostra contiver mais de 15% de material retido na peneira de 38 mm, os ensaios das frações superiores devem ser executados separadamente, de acordo com a tabela a seguir:

Peneiras (mm)Material entre

Massa mínima por fração(kg)

50 a 3864 a 5076 a 64

100 a 76125 a 100152 a 125

3.04.06.0

22.035.050.0

. No caso da amostra ser ensaiada em diferentes frações deve-se ponderar os resultados de cada fração de acordo com os percentuais retidos no ensaio granulométrico.

Ensaio:

. Lavar a amostra na peneira de 4,8 mm para a retirada de material fino aderente aos grãos ou eliminar partículas inferiores a 4,8 mm, quando em quantidade reduzida.

. Imergir a amostra em água, à temperatura ambiente, por um período de 24 + 4 hs.

. Retirar a amostra da água, após as 24 hs., e secá-la com um pano absorvente até que a película visível de água seja eliminada.

. Determinar a massa da amostra na condição saturada superfície seca (sss) (B).

. A seguir pesar a amostra submersa em água (C).

. Secar a amostra até constância de massa, resfriá-la ao ar até o agregado atingir temperatura ambiente e pesá-lo novamente (A).

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Page 62: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Resultados:

1) Massa específica na condição seca:

s = __A__ B - C

2) Massa específica na condição saturada superfície seca:

sss = __B__ B - C

3) Absorção:

a = B - A x 100 A

. No ensaio de massa específica e no ensaio de absorção a diferença entre duas determinações consecutivas, da mesma amostra, não devem diferir mais de 0,02 kg/dm3 e 0,25% respectivamente.

. Os resultados do ensaio de massa específica e absorção devem ser expressos com precisão de 0,01 kg/dm3 e 0,1% respectivamente.

Nota :

A NBR-9937/87 determina que a unidade de massa específica do agregado graúdo seja definida em kg/m3, porém levando-se em consideração que a massa unitária do agregado graúdo e miúdo bem como a massa específica da areia, determinadas através de outras normas, são definidas em kg/dm3 achamos melhor padronizar os procedimentos e adotar kg/dm3.

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Page 63: Tecnologia Básica de Concreto Engª

2.8.8 - NBR-9776/87 - Massa específica de agregado miúdo (frasco de Chapman)

Finalidade:

Determinar a massa específica do agregado miúdo. A finalidade é a mesma do ensaio de massa específica do agregado graúdo, ou seja, transformar volume absoluto em massa ou vice-versa.

Aparelhagem:

. Balança com capacidade de 1 kg e precisão de 1 g.

. Frasco de Chapman.

. Funil.

. Estufa.

Amostragem:

. A amostra deve ser colhida de acordo com a NBR-7216 (Amostragem de agregados).

. A amostra deve ser seca em estufa (105 a 110)º C até constância de massa.

. O peso da amostra é de 500 g.

Ensaio:

. Colocar água no frasco até atingir a marca de 200 cm3 (deixar a água aderida nas faces internas do frasco escorrer totalmente).

. Introduzir cuidadosamente e em pequenas quantidades a areia no frasco de Chapman, agitando-se o frasco para a eliminação das bolhas de ar aderidas aos grãos.

. Após a colocação de toda a areia deixa-se o frasco em repouso para que as partículas finas em suspensão se sedimentem e procede-se a leitura final (Lf).

. É importante ressaltar que a leitura inicial e final devam ser executadas observando o nível inferior da curvatura da água que se forma em recipientes cilíndricos.

Resultados:

. A massa específica é calculada pela seguinte expressão:M.E. = ___500___

Lf - 200

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Page 64: Tecnologia Básica de Concreto Engª

. O resultado deverá ser expresso em kg/dm3, com aproximação de 0,01 kg/dm3.

. Duas determinações consecutivas não devem diferir entre si mais de 0,05 kg/dm3.

Exemplo de cálculo e aplicação

Conhecendo-se a quantidade de cada material e a sua massa específica calcular o volume de concreto correspondente:

Material Consumo / m3 M.E. (kg/dm3)Cimento

AreiaBrita nº 1Brita nº 2

Água

330 kg678 kg664 kg544 kg190 L

3,112,612,722,721,00

Sabendo-se que: M.E. = M / V e V = M / M.E.

Se dividirmos a massa de cada material por sua massa específica teremos o volume absoluto (sem vazios) de cada um. A somatória dos volumes nos dará o volume total de concreto.

Volume de cimento = 330 / 3,11 = 106,1 dm3

Volume de areia = 678 / 2,61 = 259,8 dm3

Volume de brita n.º 1 = 664 / 2,72 = 244,1 dm3

Volume de brita n.º 2 = 544 / 2,72 = 200,0 dm3

Volume de água = 190 / 1,00 = 190,0 dm 3 TOTAL = 1.000,0 dm3

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Page 65: Tecnologia Básica de Concreto Engª

2.9 - NBR-7211/83 - Agregados para concreto - Especificações

2.9.1) Limites Granulométricos

1) Agregado Miúdo

___________________________________________________________________

Peneira Porcentagem em peso retida acumulada, na peneira ABNT ABNT Zona 1 Zona 2 Zona 3 Zona 4

(muito fina) (fina) (média) (grossa)___________________________________________________________________

9,5 mm 0 0 0 0

6,3 mm 0 a 3 0 a 7 0 a 7 0 a 7

4,8 mm 0 a 5A 0 a 10 0 a 11 0 a 12

2,4 mm 0 a 5A 0 a 15A 0 a 25A 5A a 40

1,2 mm 0 a 10A 0 a 25A 10A a 45A 30A a 70

0,6 mm 0 a 20 21 a 40 41 a 65 66 a 85

0,3 mm 50 a 85A 60A a 88A 70A a 92A 80A a 95

0,15 mm 85B a 100 90B a 100 90B a 100 90B a 100___________________________________________________________________

A : Pode haver uma tolerância de até um máximo de 5% em um dos limites marcados com a letra A ou distribuídos em vários deles.

B : Para agregado miúdo artificial este limite poderá ser 80%.

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Page 66: Tecnologia Básica de Concreto Engª

2) Agregado Graúdo

Porcentagem retida acum, em peso, nas # de abertura nominal, em mm,

Graduação 32 25 19 12,5 9,5 6,3 4,8 2,4

Brita 0 - - - 0 0 - 10 - 80 - 100 95 - 100

Brita 1 - 0 0 - 10 - 80 - 100 92 - 100 95 - 100 -

Brita 2 0 0 - 25 75 - 100 90 - 100 95 - 100 - - -

2.9.2) Substâncias Nocivas

Substâncias nocivas (limites máximos)

Ensaio Agregado Miúdo Agregado Graúdo

Torrões de argila

. Concreto aparente

. Concreto de pavimento

. Concreto normal{ < 1,5 %

< 1,0 %< 2,0 %< 3,0 %

Material Pulverulento

. Concreto de pavimento

. Concreto normal< 3,0 %< 5,0 %

{ 1,0 %

Impureza Orgânica < 300 PPM -

Materiais Carbonosos

. Concreto Aparente

. Concreto Normal< 0,5 %< 1,0 %

< 0,5 %< 1,0 %

Índice de Forma - < 3

Abrasão Los Angeles - < 50%

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Page 67: Tecnologia Básica de Concreto Engª

CEFET-MG ANÁLISE DE AGREGADOSCertificado no

Aluno(a):.............................................................................................................................

Curso:................................................................Turma:.....................................No:............

Data do Ensaio:

Características Material Graduação Procedência Dia da Coletada

Amostra

GRANULOMETRIA ENSAIOS FÍSICOSPeneiras

(mm)

Material Retido(g)

M1 M2

Porcentagem Retida(%)

M1 M2 Média

PorcentagemAcumulada

(%)

MassaEspecífica (s)

50 Massa

38 Específica (sss)

32 Absorção

25 (%)

19 Massa

12.5 Unitária

9.5 Inchamento

6.3 Umidade crítica

4.8 Coeficiente

2.4 de Inchamento

1.2 Material

0.6 Pulverulento

0.3 Impureza

0.15 Orgânica

Fundo Teor de Argila

Módulo de finura: Dimensão máxima: em torrões

Curva Granulométrica100 %

90 A

80 C

70 U

60 M

50 U

40 L

30 A

20 D

10 A

0 0,15 0,3 0,6 1,2 2,4 4,8 6,3 9,5 12,5 19 25 32 38 50

PENEIRAS (mm) Observações:

67

Page 68: Tecnologia Básica de Concreto Engª

CEFET-MG ANÁLISE DE AGREGADOSCertificado no

Aluno(a):..............................................................................................................................

Curso:................................................................Turma:.....................................No:..............

Data do Ensaio:

Características Material Graduação Procedência Dia da Coletada

Amostra

GRANULOMETRIA ENSAIOS FÍSICOSPeneiras

(mm)

Material Retido(g)

M1 M2

Porcentagem Retida(%)

M1 M2 Média

PorcentagemAcumulada

(%)

MassaEspecífica (s)

50 Massa

38 Específica (sss)

32 Absorção

25 (%)

19 Massa

12.5 Unitária

9.5 Inchamento

6.3 Umidade crítica

4.8 Coeficiente

2.4 de Inchamento

1.2 Material

0.6 Pulverulento

0.3 Impureza

0.15 Orgânica

Fundo Teor de Argila

Módulo de finura: Dimensão máxima: em torrões

Curva Granulométrica100 %

90 A

80 C

70 U

60 M

50 U

40 L

30 A

20 D

10 A

0 0,15 0,3 0,6 1,2 2,4 4,8 6,3 9,5 12,5 19 25 32 38 50

PENEIRAS (mm) Observações:

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Page 69: Tecnologia Básica de Concreto Engª

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

TIPOS DE CONCRETO

CURSO: ENGENHARIA DE PRODUÇÃO CIVILDISCIPLINA: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃOPROFESSOR: ESDRAS POTY DE FRANÇAANO: 2004

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Page 70: Tecnologia Básica de Concreto Engª

3 - TIPOS DE CONCRETO

3.1 - Definição

Concreto é o material de construção constituído de cimento, agregado miúdo, agregado graúdo, água e, eventualmente, aditivos químicos. Os aditivos são empregados com a finalidade de melhorar, modificar, salientar ou inibir determinadas reações , propriedades e características do concreto, no estado fresco e endurecido.

3.2 - Tipos de Concreto

Apresentaremos a seguir os vários tipos de concreto empregados em obras civis e suas principais características:

3.2.1 - Magro

Concreto sem função estrutural, normalmente utilizado em pisos, contrapesos, peças submetidas a pequenos esforços, material de enchimento ou revestimento de fundo de valas quando se necessita proteger a ferragem contra a umidade do solo.

Dimensionado geralmente com consumos de cimento variando de 100 kg a 150 kg por metro cúbico, brita n.º 1 ou britas n.º 1 e n.º 2. Apresenta baixa trabalhabilidade, tendência a segregação e exsudação acentuada devido ao reduzido volume de pasta de cimento, decorrente do baixo consumo de cimento.

3.2.2 - Ciclópico

Concreto utilizado em tubulões, muros de arrimo de gravidade ou peças de grandes dimensões e baixa concentração de ferragens. Consiste simplesmente de um concreto convencional onde, durante o lançamento, adiciona-se até 30% de pedra-de-mão (pedras de grandes dimensões, geralmente medindo em torno de 150 mm de comprimento).

3.2.3 - Convencional

Concreto comum cujo lançamento ocorre de modo tradicional, através de carrinho-de-mão, calhas, latas, caçambas, etc.. Pode ser dimensionado com britas de diversas dimensões, em função do tipo de peça e das necessidades da obra.

Geralmente a consistência do concreto convencional, medida através do ensaio de abatimento (slump-test), é de aproximadamente 60 mm + 20 mm.Aplicado em todo tipo de estrutura, tais como: fundações, pilares, vigas, lajes, muros de arrimo, cortinas, caixas d'água, piscinas, etc.

70

Page 71: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Com relação a resistência à compressão pode atingir valores de até 50 MPa, de acordo com as necessidades da obra e/ou condições estabelecidas em projeto.

3.2.4 - Bombeável

Concreto cujo lançamento é efetuado por intermédio de bombas hidráulicas, que impulsionam o concreto através de tubos apropriados até o local da concretagem.

O concreto bombeável tem como característica principal um maior teor de argamassa e uma maior plasticidade. O acréscimo de argamassa e água é compensado com aumento no consumo de cimento para se evitar queda na resistência à compressão e tornar o concreto mais trabalhável. A trabalhabilidade do concreto é de fundamental importância para reduzir o atrito interno durante a sua passagem pela tubulação, portanto o abatimento é, geralmente, fixado em 100 mm + 20 mm.

Devido ao elevado teor de argamassa pode ser utilizado, também, quando se necessita de concreto aparente.

3.2.5 - Auto-adensável

Concreto com plasticidade elevada, 200 mm + 20 mm de abatimento, indicado para concretagem de peças com dimensões reduzidas, com grande concentração de ferragens ou submersas. Dispensa o uso de vibradores e permite a obtenção de peças compactas, sem segregação ou brocas, abreviando sensivelmente os tempos de concretagem e consequentemente os custos relativos ao lançamento.

Geralmente é dimensionado com brita nº 0, britas nº 0 e nº 1 ou somente brita nº 1. O teor de argamassa é elevado, para se evitar segregação. O consumo de água é superior a 220 litros/m3, esse valor pode ser consideravelmente reduzido quando se utiliza aditivos fluidificantes.

3.2.6 - Projetado

Concreto de pega ultra-rápida, projetado no local de aplicação, podendo ser empregado por via seca ou via úmida.

Na via seca o concreto sem água, juntamente com o aditivo acelerador de pega, é lançado dentro de equipamento próprio que funciona com ar comprimido e injetado dentro de um mangote, na ponta do mangote entra em contato com a água, controlada por um registro pelo operador, que o projeta na superfície a ser concretada onde reage e endurece em poucos segundos.

Na via úmida o concreto previamente misturado com a água de amassamento é injetado no mangote. O aditivo acelerador de pega entra em contato com o concreto no bico de projeção e ao ser projetado na superfície a ser concretada reage e endurece.

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O concreto projetado é utilizado em recuperação de estruturas, revestimento de canais, proteção de taludes e, principalmente, em revestimento de abóbodas de túneis.

Apresenta características especiais no que se refere a composição granulométrica dos agregados (alto teor de areia e brita de dimensões reduzidas, normalmente brita nº 0), consumo de cimento elevado, superior a 400 kg/m3, baixo fator água/cimento, alta aderência, resistências iniciais elevadas e pega quase instantânea devido ao uso de aditivos aceleradores.

3.2.7 - Aparente

Considera-se como aparente todo concreto cuja superfície não recebe nenhum tipo de tratamento ou recobrimento com pasta, argamassa, tinta, cerâmica, etc.

O tratamento da superfície com apicoamento, jateamento de areia, escovação, lavagem com água sob pressão para retirar a argamassa e deixar a pedra à vista, ou mesmo a pintura com vernizes que alteram a coloração original, não descaracterizam o concreto como material aparente.

No dimensionamento do concreto aparente deve-se trabalhar com curva granulométrica contínua, teor de argamassa superior ao convencional, plasticidade adequada e, sempre que possível, consumo de cimento superior a 300 kg/m3.

3.2.8 - Leve

O concreto leve pode ser definido como aquele que tem massa específica variando de 500 kg/m3 a 1700 kg/m3, elaborado com agregados leves do tipo: escória de alto-forno, vermiculita, argila expandida, pérolas e flocos de isopor ou incorporação de ar (espuma).

Geralmente o concreto leve não é empregado com função estrutural e sim como material de enchimento ou revestimento. Como material de enchimento reduz a sobrecarga das estruturas e como material de revestimento apresenta excelentes características de isolamento térmico. Alguns materiais, como argila expandida e escórias mais pesadas, têm sido utilizadas em concreto com função estrutural sem maiores problemas.

A medida em que se reduz a massa específica do concreto reduz-se proporcionalmente a resistência à compressão do mesmo. Para valores abaixo de 1000 kg/m3 o comprometimento da resistência é acentuado e significativo.

3.2.9 - Pesado

Concreto elaborado com agregados de massa específica elevada, tipo: barita, limonita ou minérios de ferro como magnetita e hematita, podendo ser empregado também esferas de aço. Apresenta como característica básica uma massa específica

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superior a 3000 kg/m3.

Substitui o revestimento com painéis de chumbo em locais onde se trabalha com aparelhos que emitem radiações. Quando utilizado como lastro é possível obter-se grandes massas em peças de dimensões reduzidas.

3.2.10 - Compactado com rolo

Concreto utilizado em sub-base de pavimento rígido, base de pavimento flexível e intertravado, ou como base e revestimento de pavimentos de tráfego leve. As barragens também estão empregando o concreto compactado com rolo freqüentemente, assim como estacionamentos, terminais de carga e pisos industriais.

Dimensionado com baixa plasticidade, o teor de água varia de 5% a 7% em relação a sua massa, e reduzidos teores de cimento, geralmente entre 100 kg/m3 e 130 kg/m3.

Algumas experiências têm sido feitas em vias de tráfego médio, onde a solicitação mecânica e o nível de desgaste superficial é razoável, nestes casos é necessário dimensionar o concreto com consumo de cimento mais elevado, entre 200 kg/m3 e 250 kg/m3.

O concreto compactado com rolo é lançado de modo convencional, espalhado no local da concretagem e compactado com rolo compressor. A compactação correta é fundamental para se garantir as propriedades do concreto, o número de passadas depende do porte do equipamento e da espessura das camadas. Vale lembrar que a definição da altura da camada, a ser compactada, deve levar em consideração o empolamento do material que é de 20%. A altura da camada compactada geralmente não ultrapassa 30 cm.

3.2.11 - Pavimento Rígido

Ao contrário dos demais concretos onde a resistência à compressão define as suas características básicas, no concreto para pavimento rígido a resistência à tração na flexão é fundamental, bem como a resistência ao desgaste superficial e a resistência ao ataque de meios e agentes agressivos, tais como: óleos, graxas, combustíveis, águas ácidas, etc..

Utilizado em pavimentação rodoviária e urbana, aeroportos, pisos industriais, pátios de estacionamento, etc..

Dimensionado para atingir resistência à tração na flexão igual ou superior a 4,5 MPa, correspondente a resistência à compressão superior a 35,0 MPa, aos 28 dias.

Dosado com consumo de cimento próximo a 400 kg/m3 e baixa plasticidade (abatimento de 40 mm + 10 mm), reduzido teor de argamassa e água no intuito de minimizar ao máximo a possibilidade de fissuras decorrentes de retração hidráulica, produzido com britas nº 1 e nº 2.

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3.2.12 - Alta Resistência Inicial

Concreto elaborado com cimento de alta resistência inicial ou com cimento portland comum e composto, convenientemente dosado, tendo como objetivo atingir aos 3 dias de idade as resistências que normalmente só seriam alcançadas com idade igual ou superior a 7 dias.

Largamente empregado em peças estruturais, convencionais ou protendidas.

Na indústria de pré-moldados para fabricação de blocos, estacas, tubos, vigas, postes, pilares, dormentes, etc., proporcionando ao fabricante uma maior rotatividade das formas e um menor tempo para transferência e estocagem das peças.

Em condições normais de concretagem, onde não se emprega cimento de alta resistência inicial ou concreto dimensionado para esse objetivo, a NBR-6118/78 - Projeto e Execução de Obras de Concreto Armado determina para a retirada do escoramento os seguintes prazos:

- "Faces laterais : 3 dias.

- Faces inferiores, deixando-se pontaletes bem encunhados e convenientemente espaçados : 14 dias.

- Faces inferiores, sem pontaletes : 21 dias."

Esses prazos, geralmente não obedecidos na maioria de nossas obras prediais, têm como justificativa a contínua e constante preocupação de nossos projetistas com a solicitação precoce das estruturas que provocam deformações excessivas nas peças e, em alguns casos, a ruptura total podendo, inclusive, ocorrer sinistros lamentáveis.

3.2.13 – Alto Desempenho ou Alta Resistência

Nas duas últimas décadas temos observado o surgimento de estruturas em concreto cada vez mais audaciosas, considerando-se não apenas a sua forma, esbeltez, altura e distância entre vãos mas também o nível de carregamento previsto para a mesma. Para atender a estas novas condições os calculistas estão ficando cada vez mais ousados e progressivamente o fck das estruturas de concreto tem evoluído. A ABNT, ciente desta nova realidade, instituiu, em 1992, a NBR 8953 - "Concreto para fins estruturais - Classificação por grupos de resistência", dividindo o concreto em dois grupos, a saber:

Grupo I : fck 10 MPa a 50 MPa Grupo II : fck 55 MPa a 80 MPa

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Mesmo considerando-se a significativa melhoria na resistência à compressão dos cimentos nacionais e o aprimoramento das técnicas de elaboração do concreto não era tarefa fácil atingir valores superiores a 50 MPa.

O surgimento, na década passada, de aditivos de alta performance (fluidificantes) e microsílica (sílica ativa) - material decorrente do processo de produção de silício metálico em fornos elétricos - foram fundamentais para o desenvolvimento da tecnologia do concreto, possibilitando aos técnicos do setor ultrapassar, até com certa facilidade, a barreira do Grupo II.

A microsílica consiste de partículas de forma esférica e diâmetro 100 vezes menor que as partículas de cimento. Por causa deste reduzido tamanho, estas partículas se introduzem entre os grãos de cimento, reduzindo o espaço disponível para a água e atuando como pontos de nucleação.

Sem Microsílica Com Microsílica

Grão de Cimento Microsílica

As primeiras experiências com a sílica ativa, no Brasil, ocorreram no início dos anos 90 na cidade de São Paulo, por ocasião da construção do Edifício do CNEC onde se obteve resistência à compressão superior a 80 MPa, aos 90 dias, valor praticamente impossível de se atingir somente com o emprego dos componentes usuais (cimento, areia, brita, água).

A partir desta pioneira e bem sucedida experiência, supervisionada pelo Engº Epaminondas Melo do Amaral Filho, de saudosa memória, o uso da sílica ativa tornou-se frequente.

O concreto elaborado com sílica ativa e fluidificante, inicialmente, foi denominado "concreto de alta resistência" visto que este era o principal objetivo do mesmo, porém com o aprofundamento dos testes novas propriedades do concreto foram se tornando evidentes, tais como:

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Page 76: Tecnologia Básica de Concreto Engª

. Baixa permeabilidade;

. Alta resistência ao ataque de cloretos e sulfatos;

. Alta resistência à abrasão;

. Ótima aderência sobre o concreto velho;

. Melhor aderência entre o concreto e o aço;

. Altas resistências mecânicas em baixas idades;

. Baixa segregação;

. Ausência de exsudação;

. Inibição da reação álcali-agregado;

. Maior durabilidade.

Estas múltiplas propriedades do concreto com sílica ativa e fluidificante acabaram por motivar a mudança de sua antiga denominação e passou-se a classificá-lo como "concreto de alto desempenho".

Atualmente temos observado uma crescente demanda por este tipo de concreto para execução de estruturas do tipo:

. Pilares de edifícios;

. Grandes estruturas;

. Obras marítimas;

. Pré-moldados;

. Obras hidráulicas;

. Recuperação de vertedouros;

. Recuperação de estruturas;

. Pisos industriais;

. Concretos impermeáveis.

No dimensionamento de concreto com sílica ativa e fluidificante a porcentagem de cada um deles, em relação ao peso do cimento, varia de 8% a 15% e 0,8% a 1,5% respectivamente. A sílica ativa que inicialmente era comercializada a US$ 1,20/kg hoje não ultrapassa a R$ 0,55/kg. O aditivo fluidificante está sendo vendido a aproximadamente R$ 3,00/kg.

Para se garantir uma perfeita homogeneização do concreto de alto desempenho com fluidificante e sílica ativa é imprescindível que o tempo de mistura seja de, no mínimo, 5 minutos.

Este tipo de concreto pode ser lançado de modo convencional ou bombeável. Vale lembrar que o efeito plastificante do aditivo é de, no máximo, 30 minutos. Após este tempo o abatimento cai rapidamente o que inviabiliza o lançamento por tempo prolongado.

O agregado graúdo utilizado em sua composição pode ser brita n.º 0, brita n.º 0 e 1 ou somente brita n.º 1. Existe algumas restrições com relação a concretos de alto desempenho dimensionados com britas n.º 1 e 2, os tecnologistas afirmam que agregados de maiores dimensões provocam uma grande heterogeneidade no comportamento mecânico do concreto afetando de modo significativo o resultado dos

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corpos de prova devido a má distribuição dos esforços internos.

Com relação ao agregado graúdo é recomendável que o mesmo apresente elevada resistência mecânica de modo a não comprometer o desempenho da pasta. Agregados calcários são menos resistentes que os de gnaisse ou granito e estes, por sua vez, são menos resistentes que os de basalto.

Em função da maior consciência do consumidor em relação aos seus direitos, tem crescido a preocupação de nossos Projetistas, Construtores, Engenheiros e Empresas de Serviços de Concretagem no sentido de projetar e construir estruturas de boa qualidade e de alta durabilidade. Neste caso, sem dúvida, o concreto de alto desempenho surgiu como uma solução prática, duradoura e relativamente econômica para atender a todas as partes envolvidas.

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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

CONTROLE DE QUALIDADE DAS ESTRUTURAS EM CONCRETO

(PREPARO E EXECUÇÃO)

CURSO: ENGENHARIA DE PRODUÇÃO CIVILDISCIPLINA: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃOPROFESSOR: ESDRAS POTY DE FRANÇAANO: 2004

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4 - CONTROLE DE QUALIDADE DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO

4.1 - Armazenamento dos materiais

4.1.1. - Cimento:

. O cimento deverá ser armazenado separadamente, de acordo com a sua marca, tipo e classe.

. O cimento recebido em sacos deve ser armazenado em local fechado, seco e protegido da chuva, sobre estrado ou "pallet" de madeira para evitar contato com o piso. Deve ser estocado e identificado de modo a permitir o seu uso pela ordem de chegada. Os sacos devem ser empilhados em altura de, no máximo, quinze unidades, quando ficarem retidos por período inferior a quinze dias ou em altura de, no máximo, dez unidades, quando permanecerem empilhados por período superior.

. O cimento recebido a granel deve ser estocado em silo estanque à água ou ao pó, provido de respiradouro com filtro para reter poeira, tubulação de carga e descarga alem de janela de inspeção. Da mesma forma que o cimento em saco não é permitido o armazenamento de cimento a granel com marca, tipo e classe diferente em um mesmo silo.

. Com relação a temperatura do cimento, em saco ou granel, entendemos que a mesma não deve superar a 55ºC no momento de sua utilização.

Nota: Com relação ao tempo máximo de estocagem do cimento em saco e a granel, fato não contemplado na norma, temos as seguintes considerações a fazer:

. Para cimento em saco, estocado corretamente e em local apropriado, o prazo máximo de estocagem é da ordem de 15 dias, podendo ser aumentado para cerca de 30 dias em locais de clima seco e umidade relativa do ar inferior a 50%, ou reduzido para 10 dias em climas com umidade relativa superior a 70%.

. Para cimento a granel, estocado em silo metálico estanque à água e em boas condições de conservação é possível armazená-lo por períodos prolongados, sem risco de hidratação. Em alguns casos já foram testados cimentos que permaneceram estocados por períodos superiores a seis meses sem que houvesse comprometimento de suas características. Evidentemente que, na dúvida, não se pode abrir mão de uma análise laboratorial para definir sobre a conveniência ou não de seu uso.

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4.1.2. - Agregados:

. Os agregados devem ser armazenados separadamente, em função da graduação do agregado miúdo e graúdo. Não deve haver contato físico direto entre as diferentes graduações e o local de estocagem deve ser ligeiramente inclinado de modo a permitir o escoamento da água livre.

Nota: Além dos cuidados previstos em norma outros deverão ser observados, a saber:

. Os agregados devem ser armazenados separadamente, em função do tipo (calcário, basalto, granito, areia natural, areia artificial, argila expandida, etc.) e da graduação do agregado miúdo e graúdo.

. Não existindo silo ou muro de separação a distância mínima entre os montes deve ser de 1,5 metros.

. O local de armazenagem deve ser o mais próximo possível da central de concreto ou betoneira.

. Os depósitos devem ser protegidos de enxurradas de águas pluviais.

. A altura máxima das pilhas deve ser de 2,5 metros.

. Deve-se tomar cuidados para que não ocorra contaminação do agregado por óleo, graxas e materiais terrosos nas operações de carga e descarga.

. Com relação a temperatura dos agregados, no instante de sua utilização, entendemos que a mesma não deve superar a 45ºC.

4.1.3. - Água:

A água destinada ao amassamento do concreto deve ser guardada em caixas estanques e tampadas de modo a evitar a contaminação por substâncias estranhas.

Nota: Além do cuidado citado em norma outras condições devem ser observadas no uso da água, a saber:

. Deve-se evitar o contato direto dos operários com a água, não permitindo a contaminação com óleos, graxas, sabões, detergentes ou outras substâncias estranhas.

. Em caso de dúvida sobre a qualidade da água, ou quando for constatada contaminação na fonte já inspecionada e aprovada, deve-se coletar amostras e submetê-las a ensaios comparativos, tipo: resistência à compressão; início e fim de pega.

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. No caso do ensaio de resistência à compressão admite-se uma redução máxima de 10% entre o resultado obtido com argamassa preparada com água de qualidade comprovada e o resultado obtido com argamassa preparada com a água "suspeita".

. No ensaio de início e fim de pega admite-se variações nos tempos de pega de, no máximo, 30 minutos.

. Com relação a temperatura da água, no instante de sua utilização, entendemos que a mesma não deve superar a 35ºC.

. A princípio considera-se que toda água potável é apropriada para uso em concreto. Águas não potáveis que atendam aos requisitos da NBR 6118 também podem ser empregadas como água de amassamento e cura.

4.1.4. - Aditivos:

. Os aditivos devem ser mantidos na embalagem original e em local abrigado.

. O aditivo líquido, utilizado em sua embalagem original, deve ser homogeneizado energicamente antes de seu uso.

.O aditivo líquido, retirado de sua embalagem original, deve ser mantido em depósito estanque, não sujeito a corrosão, protegido contra contaminantes ambientais e provido de agitador.

Nota: Além dos cuidados previstos em norma outras condições deverão ser observadas, a saber:

. O aditivo, líquido ou pó, deve ser armazenado em ordem cronológica de entrada e de tal modo que a sua identificação seja facilitada, evitando-se troca involuntária.

. Aditivos com idade superior à 6 meses de fabricação devem ser necessariamente ensaiados para verificação de sua eficiência. Aditivos com idade superior a data de validade deverão ser rejeitados e retirados da obra.

4.1.5. - Adições minerais:

Considera-se como adição mineral todos os sólidos minerais, em estado seco na forma pulverulenta, inertes ou ativos, exemplo: material carbonático (pó calcário cujas partículas são inferiores a 0,075 mm), escória granulada de alto-forno (em sua dimensão original para substituir o agregado miúdo ou finamente moída para substituir parcialmente o cimento), microsílica (subproduto da indústria de ligas ferrosas, utilizado em concreto em proporções que variam de 8% a 15% do peso do

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cimento, material de alta reatividade, composto de sílica amorfa de alta pureza, apresentando propriedades pozolânicas), pigmentos de origem natural (para dar coloração ao concreto, obtidos através da trituração de óxidos de ferro), etc.

4.2 - Medidas De concreto e materiais

4.2.1.- Concreto: M3 (metro cúbico)

Quando se define o metro cúbico, como medida de volume do concreto, entende-se que o mesmo está no estado fresco e adensado até a compacidade máxima.

No caso de concreto pré-misturado o volume mínimo a ser produzido e transportado é 1 m3, não se admitindo volumes que não sejam múltiplos de 0,5 m3.

4.2.2. - Materiais:

Condições de execução do concreto

Condição A (C10 a C80) Condição B (C10 a C25) Condição C (C10 a C15)

Cimento Massa Cimento Massa Cimento Massa

Agregados Massa Agregados Volume Agregados Volume

Água Massa/Volume Água Volume Água Volume

Adições Massa/Volume Adições Massa/Volume Adições Massa/Volume

4.3 - Tempo de Mistura

4.3.1. - Betoneira estacionária:

- Tempo mínimo de 60 segundos para cada betonada de até 1 m3.- Aumentar o tempo em 15 segundos para cada m3 adicional

Obs. Após cada descarga não deverá ficar retido no interior da betoneira mais de 5% do volume produzido.

4.3.2. - Caminhão betoneira:

- Obedecer as exigências da NBR-7212.

Obs. A NBR-7212 é excessivamente genérica ao tratar o assunto. Basicamente limita-se as seguintes exigências:

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. Revisão periódica dos equipamentos para garantir homogeneidade de mistura.

. O volume máximo de concreto misturado, em cada betonada, não pode ultrapassar as recomendações do fabricante do equipamento.

. Quanto a ordem de colocação dos materiais a norma estabelece que deve ser conveniente e na quantidade necessária.

. Quanto ao tempo de mistura, a velocidade e o número de rotações deve ser obedecida as recomendações do fabricante.

4.4 - Estudo de dosagem

4.4.1 - Dosagem racional e experimental

. Todo concreto de classe C15 ou superior deve ser dosado racional e experimentalmente, com a devida antecedência em relação ao início de concretagem da obra.

. O estudo de dosagem deve ser realizado com os mesmos materiais e condições da obra (prescrições de projeto e condições de execução).

Nota: Essa medida é, sem dúvida, de grande importância pois tenta refletir em laboratório as condições de campo. Entretanto sabemos que em laboratório os materiais são dosados em massa e com grande precisão, o tempo de mistura é rigorosamente obedecido e a consistência, medida através do ensaio de abatimento, controlada e respeitada. Em função dessas condições irreais, mesmo quando comparadas a concreto dosado em central, os resultados de laboratório sistematicamente são maiores que os de campo, por isso temos adotado fatores de correção que minimizam esses resultados tentando, em conseqüência, torná-los mais próximo da realidade.

Condições de preparo Fator de correção do fcj

A* 0,95

A** 0,92

B 0,88

A* Central de concreto instalada em canteiro.A** Central de concreto instalada fora do canteiro.

. Sempre que ocorrer mudanças na marca, tipo, ou classe do cimento, na procedência e qualidade dos materiais o cálculo de dosagem deverá ser refeito.

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4.4.2 - Dosagem empírica

. Permitida somente para concretos da classe C10, com consumo mínimo de 300 kg/m3.

4.4.3 - Resistência de dosagem Vide parâmetros do item 5.7.1

4.4.4 - Ajuste e comprovação do traço

. Antes do início da concretagem preparar, na obra, traço experimental para comprovação e ajuste de suas características no estado plástico e endurecido através dos ensaios a seguir:

Concretos de classe C10 : ConsistênciaConcretos de classe > C10 : Consistência e Resistência

. Para concreto dosado em central ou que já tenha sido elaborado com os mesmos materiais e condições de execução dispensa-se o traço experimental.

4.5 - Concreto em clima quente: cuidados

Com a chegada do verão e consequente elevação da temperatura é necessário redobrar os cuidados durante o processo de execução, transporte, descarga, vibração e cura do concreto, tais como:

Aumento na água de amassamento dos traços; Perda acentuada de plasticidade durante o transporte; Necessidade de adição complementar de água, antes da descarga, para

compensar a evaporação ocorrida no transporte; Perda acentuada de plasticidade durante a descarga; Redução do tempo disponível para descarga em função de início de pega

acelerado; Ocorrência de fissuras na superfície do concreto, principalmente lajes,

decorrentes de retração hidráulica e térmica; Aumento da resistência inicial do concreto e redução da resistência final.

A NBR 7212 – Execução de Concreto Dosado em Central especifica em seu texto que devem ser tomados cuidados especiais sempre que a temperatura ambiente ultrapassar 32º C.

Nesta época, em algumas regiões, a temperatura alcança e chega a ultrapassar 40º C. Em situações como esta diversos cuidados devem ser tomados, exemplo:

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Temperatura do cimento

Evitar utilizar cimento com temperatura superior a 60ºC (cada 10ºC de aumento de temperatura no cimento eleva a temperatura do concreto em 1ºC)

Temperatura dos agregados

Molhar continuamente o agregado graúdo com auxílio de aspersores. O agregado graúdo acumula grande quantidade de calor.

Temperatura da água

Em centrais onde a caixa d’água e as tubulações são subterrâneas este problema é minimizado, caso contrário é prudente manter a caixa d’água em local sombreado e a tubulação protegida ou mesmo pintada de branco como forma de evitar o aquecimento da água de amassamento.

Temperatura do concreto

Como já foi dito a temperatura do concreto, logo após a mistura, não deve ultrapassar o valor de 32º C. Valores acima deste limite prejudicam as propriedades do concreto no estado fresco e endurecido.

A ASTM, através de uma fórmula simples de calorimetria , determina a temperatura do concreto como se segue:

0,21 . (m1 t1 + m2 t2 + ... + mn tn ) + ma ta

t (º C) = ________________________________ 0,21 . ( m1 + m2 + ... + mn ) + ma

onde: m = massa dos componentes sólidos do concretot = temperatura dos componentes sólidos do concretoma = massa da águata = temperatura da água0,21 = calor específico dos sólidos

Caso o valor de “t” supere os 32º C pode-se adicionar gelo em escama para baixar a temperatura. A quantidade de gelo em escama para reduzir a temperatura do concreto em 1º C pode ser calculada através da fórmula a seguir:

0,21 . ( m1 + m2 + ... + mn ) + ma

m (kg) = __________________________ta + 80

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Transporte do concreto

Neste período de altas temperaturas, verão, é comum a ocorrência de fortes pancadas de chuva. Para reduzir o risco do caminhão absorver através do funil uma grande quantidade de água e, em consequência, ultrapassar o abatimento previsto recomenda-se o tamponamento da abertura do funil com lona plástica fixada com elástico.

Tempo de lançamento

O tempo ideal (transcorrido entre o transporte e lançamento final do concreto) deve ser, no máximo, 150 minutos. Em clima quente é prudente aumentar o percentual do aditivo retardador em 50% de modo a garantir a descarga total, lançamento e adensamento do concreto antes do início de pega.

Outro cuidado consiste em dimensionar corretamente a equipe de concretagem de modo a agilizar o processo de descarga. Caso o término do lançamento ocorra em tempo superior a 150 minutos é recomendável reduzir o volume transportado de modo a mantê-lo dentro do prazo recomendado.

Horário de entrega

Em regiões onde a temperatura ultrapassa os 32ºC é recomendável programar a concretagem para o início da manhã ou final da tarde. Em algumas situações onde a peça concretada tem como característica alta estanqueidade – obras hidráulicas - (caixas d’água, piscinas, revestimento de canais, Tc) pode ser necessário concretagem noturna. Em peças de grandes dimensões ou concretos com consumo elevado de cimento este procedimento também é indicado.

Saturação das formas

Neste época o Construtor não pode, em hipótese alguma, deixar de molhar a superfície das formas imediatamente antes do lançamento do concreto. Esta prática evita a absorção da água de amassamento da interface do concreto com a madeira seca e altamente absorvente (compensado resinado, pinho, farinha seca, etc.). A ausência de molhagem da madeira pode provocar a quebra das quinas do concreto durante a retirada das formas, a escamação superficial devido a absorção da pasta de cimento e, também, o aspecto pulverulento da superfície do concreto em razão da não hidratação dos grãos de cimento devido a ausência de água.

3 – FISSURAÇÃO DO CONCRETO (CAUSAS)

As fissuras que aparecem no concreto podem ser divididas em dois grandes grupos, conforme apareçam antes ou depois do período inicial de endurecimento do concreto (fase de pega). O período anterior ao endurecimento é aquele em que ainda é

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possível remoldar o concreto, mesmo após o adensamento. Este período varia de uma a dez horas, dependendo das condições ambientes (temperatura e umidade relativa do ar), tipo de cimento e uso de aditivos modificadores do tempo de pega do cimento.

As fissuras que ocorrem antes do endurecimento do concreto são o resultado de assentamentos diferenciais dentro da massa do concreto (sedimentação) ou retração da superfície causada pela rápida perda de água enquanto o concreto está plástico. Outra causa de fissura nessa fase pode ser a movimentação das fôrmas ou do escoramento onde elas repousam.

As fissuras que ocorrem no concreto após o endurecimento podem ser o resultado da retração hidráulica, acabamento impróprio ou cura inadequada, concentração excessiva de esforços, falha no projeto estrutural ou ocorrência de um acidente.

Vamos analisar as causas da fissuração do concreto antes e após o seu endurecimento inicial.

Sedimentação

Após o lançamento do concreto, os sólidos da mistura começam a sedimentar, deslocando a água e o ar aprisionado. A água aparece na superfície (exsudação) e a sedimentação continua até o endurecimento do concreto.

As armaduras e os agregados podem impedir a livre movimentação do concreto obrigando-o a separar-se surgindo trincas no concreto plástico (Figura 1).

Fig. 1 – Fissuras causadas pela sedimentação do concreto impedida pela armadura e pelo agregado.

As medidas preventivas para evitar este tipo de fissuração consistem em produzir misturas densas, com o menor abatimento possível: e adensar bem o concreto.

No presente caso – concreto bombeável - o elevado abatimento, devido à necessidade de lançamento através de bomba agravado com o adensamento

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Barra de aço

Desvio na direção da sedimentação

Grão do agregado

Trinca sobre a armadura

Trinca no contorno do grão do agregado

Superfície do concreto recém lançado

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precário contribuíram e muito para, produzir um concreto de elevada porosidade o que favorece a sedimentação do concreto.

Como medida corretiva recomenda-se que o acabamento final seja atrasado até a completa sedimentação do interior da massa. Quando a fissuração começar a ocorrer o concreto deve ser revibrado para colmatar estas fissuras.

Retração superficial

A fissuração superficial durante a fase plástica é causada pela rápida evaporação da água da superfície do concreto e ocorre principalmente em tempo quente e seco. Quando a taxa de evaporação da água que está na superfície do concreto é muito elevada, os poros capilares secam parcialmente fazendo surgir tensões de tração na superfície do concreto que levam à fissuração.

O grau de evaporação depende da temperatura e da umidade relativa do ar, temperatura da superfície do concreto e velocidade do vento na superfície do concreto (Figura 2). No diagrama apresentado na figura 2 está registrado um exemplo de determinação da taxa de evaporação da água, que para as condições hipotéticas chegou-se a 1,8 l/m2/h.

Figura 2 – Diagrama para a determinação da taxa de evaporação da água.

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A tabela seguinte mostra valores limites da taxa de evaporação correlacionadas à possibilidade de aparecimento de trincas na superfície do concreto.

Tabela 1 – Relação entre evaporação superficial e trincas no concreto

Evaporação (l/m2/h) Probabilidade de trincas de retração

0 – 0,5 Nenhuma0,5 – 1,2 Alguma

> 1,5 100 %

Na tabela 2 apresentamos alguns exemplos onde simulamos algumas situações de concretagem para mostrar que mesmo quando são usados os mesmos materiais, proporções, métodos de mistura, manuseio, acabamento e cura as trincas podem

ocorrer ou não, dependendo apenas das condições do tempo.

Tabela 2 – Exemplos de cálculo da taxa evaporação de água na superfície do concreto

Temperatura do ar (ºC)

Umidade relativa do ar (%)

Temperatura do concreto (ºC)

Velocidade do vento (km/h)

Taxa de evaporação

(l/m2/h)

25 60 25 5 0,2225 60 25 25 0,7225 20 25 25 1,3525 20 30 25 1,94

As medidas para reduzir a evaporação da água na superfície do concreto e consequentemente a tendência à fissuração consistem em:

Proteger as fôrmas e o próprio concreto do sol; e lançar o concreto durante os períodos mais frios do dia (tarde ou noite).

Reduzir a velocidade do vento na superfície do concreto construindo barreiras para o vento com madeira, plástico ou vegetação.

Manter a umidade do concreto: Proteger a superfície do concreto caso haja atraso entre o lançamento e o

acabamento; Aspergir água sobre o concreto acabado tão logo desapareça o brilho que indica

a secagem superficial ou aplicar produtos de cura química (cura).

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Page 90: Tecnologia Básica de Concreto Engª

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

DOSAGEM EXPERIMENTAL DO CONCRETO

CURSO: ENGENHARIA DE PRODUÇÃO CIVILDISCIPLINA: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃOPROFESSOR: ESDRAS POTY DE FRANÇAANO: 2002

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Page 91: Tecnologia Básica de Concreto Engª

5 - DOSAGEM EXPERIMENTAL DO CONCRETO

5.1 - Estudo das características do concreto

Ao se iniciar uma dosagem de concreto é fundamental a análise das características do mesmo, para tanto devemos definir exatamente as peculiaridades do projeto, tais como:

. Resistência característica do concreto à compressão;

. Condição de controle adotado na obra;

. Dimensão mínima das formas e espaçamento mínimo das ferragens;

. Durabilidade do concreto (Ambiente de exposição).

Devemos analisar, também, as condições de execução, na obra:

. Mão-de-obra disponível; . Equipamentos;

. Tipo de mistura; . Lançamento;

. Adensamento; . Cura.

A seguir analisaremos alguns desses itens.

5.2. Resistência característica do concreto à compressão (fck)

Valor definido em projeto pelo calculista da estrutura. De acordo com as normas brasileiras não será permitido que mais de 5% dos valores de resistência à compressão, resultantes do rompimento de corpos-de-prova, geralmente com a idade de 28 dias, possam estar abaixo do fck.

5.3. Condições de controle adotado na obra (NBR-12655)

Em função do tipo de controle do concreto a ser adotado na obra será definido o desvio padrão "sd" de cálculo, ou seja, será definido o coeficiente de segurança a ser empregado.

5.4. Dimensão mínima das formas e espaçamento mínimo das ferragens

Com base na dimensão mínima das formas e espaçamento mínimo das ferragens definiremos a dimensão máxima dos agregados e, em certas situações, a trabalhabilidade do concreto.

De acordo com a NBR-6118/78 (em fase de modificação) e NBR-7583 a dimensão máxima do agregado não deve ser maior que:

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Page 92: Tecnologia Básica de Concreto Engª

. 1/4 da menor distância entre faces e formas;

. 1/3 da espessura das lajes;

. 5/6 da distância entre duas barras horizontais na armadura;

. 1/2 da distância de duas barras horizontais dispostas verticalmente.

Exemplo:

Uma laje com 100 mm de espessura: 1/3 da espessura da laje corresponde a 33,3 mm, portanto seria possível executar o concreto com agregado graúdo de até 32 mm (brita n.º 2).

Uma laje com 80 mm de espessura: 1/3 da espessura da laje corresponde a 26,7 mm, portanto seria possível executar o concreto com agregado graúdo de até 25 mm (brita n.º 1).

5.5. Durabilidade do concreto (Ambiente de exposição)

Definições:

. Durabilidade

“Propriedade do concreto de manter suas características ao longo do tempo, permitindo à estrutura atender às condições previstas para sua utilização e desempenho, sem necessidade de reparos frequentes.”

. Exigências de durabilidade

"As estruturas de concreto armado devem ser projetadas, construídas e utilizadas com vistas à sua durabilidade, ou seja, de tal modo que, sob as condições ambientais esperadas, conservem sua segurança, aptidão em serviço e aparência aceitável, durante período prefixado de tempo (vida útil), sem exigir altos custos imprevistos de manutenção e reparo." (ABNT - NBR 6118 - em processo de revisão)

. Vida útil

"As decisões de projeto visando assegurar a vida útil prevista são determinadas a partir do conhecimento da agressividade ambiente, ou seja das condições ambientais e de exposição de estrutura, em confronto com a importância da mesma.

. Mecanismos de deterioração

"Os mecanismos mais importantes e frequentes de deterioração (a exceção da deterioração mecânica) dependem de que alguma substância penetre do exterior para o interior do concreto, a partir da superfície da peça. Assim os mecanismos que

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Page 93: Tecnologia Básica de Concreto Engª

regem o transporte de umidade, calor e substâncias químicas - tanto nas trocas com o meio ambiente como dentro da própria massa do concreto - constituem-se no fator decisivo da durabilidade da estrutura.

A presença de água ou umidade é o fator isolado mais importante nos mecanismos de transporte e de deterioração.".

Parâmetros de durabilidade:

O concreto endurecido, estando sujeito a severas condições de exposição, deve ser dosado levando-se em consideração a durabilidade e não somente a resistência que se deseja obter. Para se garantir, ou simplesmente aumentar, a vida útil das estruturas executadas com concreto vários fatores devem ser considerados, tais como:

Condições ambientais Condições de exposição Classes de concreto Tipo de cimento Consumo mínimo / máximo Resistência característica (fck) Fixação do fator água/cimento Cobrimento de armadura Proteção superficial

A seguir serão descriminados cada um dos itens que compõem o campo “Parâmetros de Durabilidade”:

Condições ambientais

Tabela 1 - Condições ambientais

Condições ambientais Tipo

Ambiente seco (1) Interior de edifícios de apartamento e escritórios

Ambiente úmido (2) Interior de edifícios com alta umidadePeças ao ar livre

Ambiente marinho (3) Peças imersas parcialmente em água do mar ou zona molhada

Ambiente quimicamenteAgressivo (4)

Peças em contato com solo, líquido ou gás com agressividade química

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Page 94: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Condições de exposição

Podemos citar como exemplo de exposição em meios agressivos os seguintes:

. Água do mar

. Águas puras

. Águas residuais ácidas

. Águas de regiões pantanosas ricas em húmus

. Atmosferas ácidas de centros urbanos e industriais

. Atmosferas viciadas

. Graxas e óleos.

. Substâncias químicas agressivas

. Meio abrasivo

Classes de concreto

A NBR 8953 - Concreto para fins estruturais define as classes de resistência do concreto de acordo com a tabela a seguir:

Tabela 2 - Classes de resistência do concreto

Classes de resistência do Grupo I Classes de resistência do Grupo II

Grupo I Resistência Característica (MPa)

Grupo II Resistência Característica(MPa)

C10C15C20C25C30C35C40C45C50

101520253035404550

C55

C60

C70

C80

55

60

70

80

Observação: A NBR 8953 não permite a fixação de valores intermediários para fck, admitindo somente valores múltiplos de 5 MPa.

Tipo de cimento

O tipo de cimento deverá ser compatível com a exposição da estrutura e atender ao especificado nas tabelas 3 e 4, a seguir.

Consumo mínimo / máximo

O consumo mínimo de cimento deverá ser compatível com o tipo e exposição da estrutura e atender ao especificado nas tabelas 3 e 4, a seguir

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Page 95: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Resistência característica (fck)

A resistência característica do concreto deverá ser compatível com o nível de solicitação e exposição da estrutura e atender ao especificado nas tabelas 3 e 4

Fixação do fator água/cimento

Para se garantir a qualidade e durabilidade da estrutura projetada, em função das condições ambientais e condições de exposição, é rigorosamente necessário o atendimento aos parâmetros estabelecidos nas tabelas 3 e 4, a seguir:

Tabela 3 - Fator A/C x Condições de exposição - normais

Condição deExposição

Tipo de cimento Consumomínimo

fck (MPa)(mínimo)

Fator A/C(máximo

Condição 1 Todos ...... ...... < 0,65

Condição 2 Todos 350 kg ...... < 0,55

Tabela 4 - Fator A/C x Condições de exposição - meio agressivo

Condição deExposição

Tipo de cimento Consumomínimo

fck (MPa)(mínimo)

Fator A/C(máximo)

Estrutura de concreto para fundações, com e sem contato com água.

CP ICP IICP IIICP IV

350 kg/m3 20 0,55

Estrutura para tratamento de água e reservatórios

CP ICP IICP IIICP IVCP V (RS)

350 kg/m3 25 0,50

Estrutura em contato com esgoto e seus gases

CP IIICP IVCP V (RS)

400 kgm3 25 0,45

Parede diafragmaTodos(exceto em casos de lençol freático agressivo - considerar esgoto)

400 kg/m3 20 0,60

Tubulões Todos 210 kg/m3 15 0,70

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Page 96: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Outros parâmetros

. Os concretos que devam ter baixa permeabilidade, pela condição de estanqueidade (estruturas hidráulicas e sanitárias: reservatórios, decantadores etc.), devem ter relação A/C máxima de 0,50 L/kg e teor mínimo de cimento de 350 kg/m3, referindo-se a concreto de classe mínima C25. Em peças com espessura maior que 50 cm este valor máximo pode ser elevado para 0,55 L/kg.

. Concretos em contato com água, com teor de sulfatos (SO4) superior a 600 mg/dm3, ou em contato com solos com teor de sulfatos superior a 3000 mg/kg, devem utilizar cimentos resistentes a sulfatos, respeitar relação A/C máxima de 0,45 e classe mínima C30.

Cobrimento de armadura

. O cobrimento visa a proteção das armaduras contra a corrosão. O cobrimento não deve ser inferior aos valores da tabela 5.

. Não considerar a participação da argamassa de revestimento, de qualquer tipo, ou de impermeabilização, ou de tratamento especial de superfície, para efeito de reduzir os valores de cobrimento a seguir:

Tabela 5 - Valores de cobrimento x Condições de exposição

Condição de Exposição (cm)

1 2

2 3

3 4

4 5

. No caso de concretos de classe acima de C30 os valores de cobrimento podem ser reduzidos em 0,5 cm, respeitado o valor mínimo de 2 cm.

. As peças em tanques de estações de tratamento de água e em tanques, caixas d'água, estações, elevatórias, canais, condutos e canalizações de esgotos, independentemente das condições de exposição, devem respeitar o cobrimento mínimo de 4 cm.

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Page 97: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Proteção superficial

A princípio, toda estrutura executada em concreto, sujeita a exposição a meios e agentes agressivos, deve ser projetada e construída de modo a resistir ao meio sem necessidade de proteção superficial.

Em situações excepcionais, onde a estrutura estiver em meio fortemente agressivo, e sua estabilidade, durabilidade e estanqueidade possam, com o passar dos anos, vir a ser comprometidas, por solicitação ou exigência do projetista admite-se o recobrimento através de pintura ou revestimento adequados e condição rigorosa de cura como forma de proteger o concreto. O recobrimento para corrigir problemas executivos deve ser evitado sempre que possível.

5.6 - Análise dos materiais constituintes do concreto

Não é possível efetuar uma dosagem experimental de concreto sem que os insumos constituintes do mesmo sejam analisados criteriosamente e antecipadamente para diagnosticar a sua qualidade e características físicas.

A identificação, escolha, análise e definição dos insumos representa, juntamente com o estudo detalhado das especificações de projeto e características de execução da obra, passo importante para o planejamento e implementação eficiente das etapas de concretagem.

Cimento

Além do atendimento às especificações técnicas e garantia de homogeneidade durante o transcorrer da obra deve-se considerar, na escolha do tipo de cimento, outros fatores do tipo:

. Adequação às condições de exposição do concreto;

. Necessidade ou não de desforma antecipada;

. Garantia de fornecimento;

. Custo final (na maioria das vezes compensa comprar o mais caro e de melhor qualidade).

Os resultados dos ensaios físicos de controle de qualidade do cimento devem atender às especificações da ANBT, tais como:

Finura: A finura, definida através do ensaio de superfície específica (Blaine), é muito importante, geralmente cimentos com finura elevada apresentam maiores resistências mecânicas.

Início e fim de pega: Na maioria dos casos os tempos de início e fim de pega mais prolongados são preferíveis (concreto pré-misturado, concretagens a longas distâncias, lançamento moroso, etc.). Em se tratando de peças pré-fabricadas ocorre o inverso.

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Page 98: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Resistência à compressão: Sem dúvida a propriedade do cimento mais requisitada. Cimentos de alta resistência mecânica são a escolha preferencial.

Agregados

Composição Granulométrica:

Agregado miúdo: Agregado miúdo com baixo módulo de finura ( MF < 2,35) além de reduzir a resistência do concreto, devido a elevação do consumo de água, apresenta alta permeabilidade decorrente da exsudação e fissuração provocada pela retração hidráulica. Por sua vez, a deficiência de finos constatada nos agregados miúdos com alto módulo de finura (MF > 2,85) comprometem, devido a redução de aderência da argamassa, a trabalhabilidade dos concretos bombeáveis.

Na escolha do agregado miúdo é recomendável que o teor de finos, abaixo da peneira de 0,3 mm, fique compreendido entre 10 % e 15%.

Agregado graúdo: Agregado graúdo com baixo módulo de finura exige um acréscimo no teor de argamassa do concreto, em função do aumento da superfície específica do mesmo, no sentido de se evitar a segregação. O acréscimo de argamassa por sua vez provoca alteração no consumo de água, corrigida com adição de cimento, tornando antieconômica a mistura. Por sua vez, agregados graúdos com módulo de finura elevado, incompatíveis com a sua graduação, apresentam dimensão máxima superior, o que dificulta o lançamento do concreto em peças delgadas ou com grande concentração de ferragens.

Outros ensaios:

Os resultados dos ensaios físicos de controle de qualidade dos agregados miúdo e graúdo devem atender a NBR 7211 - Agregados para concreto.

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Page 99: Tecnologia Básica de Concreto Engª

5.7. - Dosagem Experimental do Concreto

Executar uma dosagem experimental de concreto de acordo com as especificações a seguir, utilizando os materiais relacionados no quadro.

. Resistência característica do concreto : fck = 20,0 MPa

. Condição de controle : Condição B

. Consistência (abatimento) : 80 mm

. Dimensão máxima do agregado : 32 mm

. Tipo de lançamento : Convencional

. Características dos materiais:

___________________________________________________________________

Materiais D.Máx. Mód.Finura M.E. M.U. Inchamento (mm) (kg/dm3) (kg/dm3)

___________________________________________________________________ . Cimento CPII E-32 - - 3,10 1,32 . Areia 4,8 2,56 2,62 1,39 h = 6% I = 28% . Brita n.º 1 25 7,07 2,72 1,40 . Brita n.º 2 32 7,82 2,70 1,41__________________________________________________________________________________

5.7.1 - Cálculo da resistência de dosagem

________________

fcj = fck + 1,65 x sd________________

Onde:

fc = Resistência média do concreto j = Idade do concreto (geralmente 28 dias)fck = Resistência característica do concreto à compressãosd = Desvio padrão de dosagem

Para se calcular o valor do fcj é necessário definir o valor de sd, visto que o fck é estabelecido em projeto e 1,65 é um valor constante.

O desvio padrão de dosagem é determinado em função da condição de preparo do concreto adotada na obra.

A seguir descreveremos as diversas condições estabelecidas pela NBR-12655 para cálculo de resistência de dosagem em concretos a serem utilizados em obras que não possuem desvio padrão conhecido:

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Page 100: Tecnologia Básica de Concreto Engª

. Condição A:

Aplicável às classes C10 até C80 (concretos de fck = 10,0 MPa até 80,0 MPa) - o cimento e os agregados são medidos em massa, a água de amassamento é medida em massa ou volume com dispositivo dosador e corrigida em função da umidade dos agregados.

sd = 4,0 MPa

. Condição B:

Aplicável às classes C10 até C25 (concretos de fck = 10,0 MPa até 25,0 MPa) - o cimento é medido em massa, a água de amassamento é medida em volume mediante dispositivo dosador e os agregados medidos em volume. A umidade do agregado é determinada pelo menos três vezes durante o serviço da mesma turma de concretagem. O volume de agregado miúdo é corrigido através de curva do inchamento estabelecida especificamente para o material utilizado.

sd = 5,5 MPa

. Condição C:

Aplicável apenas aos concretos de classe C10 e C15 (concretos de fck = 10,0 MPa até 15,0 MPa) - o cimento é medido em massa, os agregados são medidos em volume, a água de amassamento é medida em volume e a sua quantidade é corrigida em função da estimativa da umidade dos agregados e da determinação da consistência do concreto, conforme disposto na NBR 7223, ou outro método normalizado.

sd = 7,0 MPa

Nota: A NBR-12655 estabelece as seguintes condições para adoção do valor de sd em obras cujo desvio padrão é conhecido:

"Quando o concreto for elaborado com os mesmos materiais, mediante equipamentos similares e sob condições equivalentes, o valor numérico do desvio padrão, sd, deve ser fixado com, no mínimo, 20 resultados consecutivos obtidos no prazo de um mês em período imediatamente anterior. Em nenhum caso o valor de sd adotado pode ser menor que 2,0 MPa."

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Page 101: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Cálculo do 1º Passo___________________________________________________________________

sd = 5,5 MPa Condição de Controle B

fc28 = 20,0 MPa + 1,65 x 5,5 MPa

fc28 = 20,0 MPa + 9,1 MPa

fc28 = 29,1 MPa___________________________________________________________________

5.7.2 - Determinação do fator água/cimento

De acordo com Abrams a resistência do concreto é inversamente proporcional ao fator água/cimento, ou seja, o fator água/cimento é o principal responsável, apesar de não ser o único, pela resistência do concreto.

Para definirmos o fator água/cimento que permitirá alcançar a resistência pretendida podemos utilizar curvas de resistência ou a fórmula de Bolomey.

As curvas de resistência são obtidas através da execução de vários traços de concreto elaborados com o mesmo tipo e marca de cimento, com fator água/cimento diferenciados. Os resultados de resistência à compressão nas várias idades de teste são correlacionados com o fator água/cimento respectivo.

Na impossibilidade de se utilizar curvas de resistência visto que as mesmas variam de cimento para cimento e, em algumas marcas, variam até em função da época de produção, ocorrendo oscilações periódicas que nos obriga a constantes atualizações, tornando-a inviável operacionalmente para os profissionais e empresas que não dispõem de Laboratório e estrutura adequada para realização de testes, recomendamos o emprego da fórmula de Bolomey, descrita a seguir:

_____________________

fc28 = K ( 1 - 0,5 ) A/C

_____________________

Onde:

fc28 = Resistência média de dosagem, aos 28 dias;K = Coeficiente de atividade do cimento, aos 28 dias;A/C = Fator água/cimento

101

Page 102: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Para determinarmos o fator água/cimento do concreto temos de definir em primeiro lugar o coeficiente de atividade do cimento. O valor do coeficiente de atividade do cimento pode ser calculado de duas maneiras, a saber:

1) Coeficiente de atividade teórico ( K teórico )

Leva em consideração apenas a resistência nominal do cimento, ou seja a resistência mínima prevista na normalização, equivalente a classe do cimento, nesse caso a fórmula será:

________________________

K teórico = Classe do cimento 1,5833

________________________

2) Coeficiente de atividade real ( K real ).

Leva em consideração a resistência real do cimento, obtida através de ensaios de resistência à compressão, aos 28 dias de idade, nesse caso a fórmula será:

____________________________________

K real = Resistência real do cimento x 0,9 1,5833

____________________________________

Notas:

. Na fórmula para cálculo do K real multiplicamos o valor encontrado por 0,9. Esse procedimento é necessário para resguardar a segurança da estrutura caso venha a ocorrer queda imprevista na resistência à compressão do cimento.

. No cálculo do K teórico como consideramos a resistência mínima do cimento não há, evidentemente, necessidade de adoção de coeficiente de segurança.

Como a maioria das obras não dispõem de resultados constantes e atualizados de resistência à compressão do cimento, utilizaremos no nosso cálculo o K teórico.

Cálculo do k teórico_____________________________________________________

Classe do cimento = 32

. K teórico = 32 1,5833

. K teórico = 20,2_____________________________________________________

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Page 103: Tecnologia Básica de Concreto Engª

______________________________________________________

Cálculo do fator A/C:

. fc28 = K ( 1 - 0,5 ) A/C

. 29,1 = 20,2 ( 1 / A/C - 0,5 )

. A/C = 0,52 L/kg______________________________________________________

5.7.3 - Estimativa do consumo de água/m3 de concreto

A determinação do consumo de água em um determinado traço depende de vários fatores: Dimensão máxima do agregado graúdo, módulo de finura do agregado miúdo, plasticidade do concreto, teor de argamassa do traço, etc..

Elaboramos, baseado nos materiais da região metropolitana de Belo Horizonte, o gráfico nº 1 que leva em consideração essas características, utilizado como se segue:

. Identificação da curva referente ao módulo de finura do agregado miúdo. Como no exemplo de cálculo estamos lidando com areia de módulo de finura igual a 2,56 utilizaremos a Curva 2.

. A dimensão máxima do agregado graúdo é de 32 mm.

. No eixo das abcissas, no ponto correspondente a dimensão máxima de 32 mm, traçaremos uma perpendicular até alcançar a Curva 2.

. Na interseção da perpendicular com a Curva 2 traçaremos uma paralela ao eixo das abcissas até cortar o eixo da ordenadas, definindo o teor de água que será igual a 189 L para cada 1 m3 de concreto.

. Considerando-se que o consumo de água foi definido para concretos com abatimento de 60 mm, devemos acrescentar ou subtrair 2 litros de água para cada 10 mm de diferença em relação ao abatimento pretendido.

. Como pretendemos obter abatimento de 80 mm acrescentaremos 4 litros no consumo definido, teremos então:

________________________

Consumo de água = 193 litros________________________

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Page 104: Tecnologia Básica de Concreto Engª

CURVAS PARA DETERMINAÇÃO DO CONSUMO DE ÁGUA / m3

Curva I - Módulo de Finura da Areia = 2,00 a 2,49Curva II - Módulo de Finura da Areia = 2,50 a 2,84Curva III - Módulo de Finura da Areia = 2,85 a 3,20

Dimensão Consumo de Água / m3

Máxima Curva 1 Curva 2 Curva 3(mm)4,8 253 246 241

6,3 243 236 231

9,5 232 225 220

12,5 222 216 211

19,0 213 207 202

25,0 204 198 193

32,0 195 189 184

38,0 186 181 176

50,0 178 173 169

Obs: Consumo de água definido para Slump = 60 mm

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Page 105: Tecnologia Básica de Concreto Engª

5.7.4 - Cálculo do consumo de cimento/m3 de concreto

__________________________________

Consumo de cimento = Consumo de água A/C

Consumo de cimento = 193 L ÷ 0,52 L/kg

Consumo de cimento = 371 kg___________________________________

5.7.5 - Proporção entre agregados (Ábaco em anexo)

Um dos passos mais importantes no dimensionamento do concreto é a correta determinação das proporções entre os agregados.

Alguns fatores, portanto, deverão ser levados em consideração, tais como: Consumo de cimento Dimensão máxima do agregado graúdo Outros fatores

1. Concretos que necessitam maior teor de argamassa: - Concretos auto-adensáveis; - Concretos bombeáveis; - Concretos aparentes; - Concretos projetados. - Concretos compactados com rolo; - Concretos leves.

2. Concretos que necessitam menor teor de argamassa: - Concretos convencionais; - Concretos para drenos; - Concretos pesados; - Concretos para pavimento rígido.

No nosso exemplo o cálculo do teor de areia e brita foram definidos para concretos convencionais, o mais utilizado na maioria das nossas obras. Assim sendo dimensionamos o gráfico nº 2, que será utilizado como se segue:

- Definido o consumo de cimento (371 kg/m3), determina-se o ponto correspondente no eixo das ordenadas e traça-se uma paralela ao eixo das abcissas até encontrar com a reta correspondente a dimensão máxima do agregado graúdo (32 mm).

- Em seguida desce-se uma perpendicular ao eixo das abcissas e teremos o valor de S (relação entre o percentual de agregado graúdo e o percentual de agregado miúdo) que será 1,78.

105

Page 106: Tecnologia Básica de Concreto Engª

106

106

Ábaco Experimental para Determinação da Porcentagem de Areia (E. P. França)

100

125

150

175

200

225

250

275

300

325

350

375

400

425

450

475

500

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8

S

CIM

EN

TO

1 - Dmáx 9,5 2 - Dmáx 12,5

3 - Dmáx 19,0 4 - Dmáx 25,0

5 - Dmáx 32,0 6 - Dmáx 38,0

7 - Dmáx 50,0

9

Page 107: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Determinação do percentual de areia Determinação do percentual de brita

A% = ___100__ 1 + S

A% = ___100__ 1 + 1,78

A% = 36,0

B% = 100 - A%

B% = 100 - 36,0

B% = 64,0

Quando houver necessidade de combinar duas britas de graduações diferentes, geralmente britas n.º 1 e n.º 2, caso corrente em obras de concreto, a definição do teor de cada uma delas obedecerá a fórmula a seguir:

______________________________

M.F. B1 . x + M.F. B2 . y = M.F.ideal______________________________

onde:

. M.F. B1 = Módulo de finura da brita n.º 1

. M.F. B2 = Módulo de finura da brita n.º 2

. M.F.ideal = Módulo de finura ideal da mistura

. x = Percentual de brita n.º 1

. y = Percentual de brita n.º 2

Nessa equação a combinação das britas deve ser executada de forma a se obter um módulo de finura, ideal, igual a 7,40. Considerando-se que o módulo de finura das britas n.º 1 e n.º 2 foram definidas previamente (item 5.3), teremos:

M.F. B1 = 7,07 M.F. B2 = 7,82

Portanto 7,07 . x + 7,82 . y = 7,40

Considerando-se que x + y = 1

Teremos: 7,07 . x + 7,82 . y = 7,40 x + y = 1

107

Page 108: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Por eliminação 7,07 . x + 7,82 . y = 7,40 -7,07 . x - 7,07 . y = -7,07

0,75 . y = 0,33

y = 0,440

x = 1 - 0,440

x = 0,560

Resumo das proporções entre agregados______________________________________

Areia = 36,0%Brita n.º 1 = 64,0% . 0,56 = 35,8%Brita n.º 2 = 64,0% . 0,44 = 28,2%

______________________________________

5.7.6 - Cálculo do consumo de agregados/m3

Quando se dimensiona um traço de concreto o cálculo é sempre executado para se obter volume de 1 m3. Ou seja a somatória dos volumes absolutos de todos os componentes do concreto deverá proporcionar a obtenção de 1000 litros.

V cimento

V areia

V brita

V cimento + V areia + V brita + V água = 1000

V água

Sabemos que M.E.R. = M ÷ V logo V = M ÷ M.E.R.

V cimento = M cimento ÷ M.E.R. (cimento)V areia = M areia ÷ M.E.R. (areia)V brita = M brita ÷ M.E.R. (brita)V água = M água ÷ M.E.R. (água)

Teremos então:

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Page 109: Tecnologia Básica de Concreto Engª

M cimento___ + M areia__ + M brita__ + M água___ = 1000M.E.R. cimento M.E.R. areia M.E.R. brita M.E.R. água

Ao considerarmos a massa da areia (M areia) mais a massa da brita (M brita) como sendo a massa total de agregados do traço (Mag), encontraremos os valores que queremos determinar através da multiplicação entre a massa total de agregados pelo percentual correspondente a cada agregado.

Antes de realizarmos essa operação convém lembrarmos que as massas específicas dos agregados são diferentes entre si (item 1.1) portanto, para um maior rigor e precisão no cálculo, temos que definir a média ponderada dessas massas específicas.

M.E.R mp = M.E.R areia . % areia + M.E.R.brita 1 . % brita 1 + M.E.R.brita 2 . % brita 2

M.E.R. (areia) = 2,62 kg/dm3 % areia = 36,0%M.E.R. (brita 1) = 2,72 kg/dm3 % brita 1 = 35,8%M.E.R. (brita 2) = 2,70 kg/dm3 % brita 2 = 28,2%

M.E.R.mp = 2,62 kg/dm3 . 36,0% + 2,72 kg/dm3 . 35,8% + 2,70 kg/dm3 . 28,2%

M.E.R.mp = 2,68 kg/dm3

Para o cálculo da massa total de agregados a fórmula será assim expressa:_______________________________________________

M cimento__ + Mag___ + M água__ = 1000M.E.R. cimento M.E.R.mp M.E.R. água_______________________________________________

Sabendo-se que

M cimento = 371 kg M.E.R. cimento = 3,10 kg/dm3

M água = 193 L M.E.R. água = 1,00 kg/dm3

Substituindo os valores na equação

371_ + Mag__ + 193_ = 1000 3,10 2,68 1,00

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Page 110: Tecnologia Básica de Concreto Engª

________________

Mag = 1842 kg________________

A seguir multiplica-se a Mag pela porcentagem correspondente a cada material

Cálculo do consumo de agregados___________________________________

Areia = 1842 kg . 36,0% = 663 kgBrita 1 = 1842 kg . 35,8% = 659 kgBrita 2 = 1842 kg . 28,2% = 519 kg

___________________________________

5.7.7 - Cálculo do traço em peso

O traço em peso é a proporção entre os materiais que compõem o concreto e o cimento. A ordem de apresentação é o tradicional CAB (Cimento:Areia:Brita).

Para se definir o traço em peso divide-se o consumo de cada componente do concreto pelo consumo de cimento, expresso em valor unitário.

. Cimento : 371 kg. 371 kg = 1,00

. Areia : 663 kg. 371 kg = 1,79

. Brita 1 : 659 kg. 371 kg = 1,78

. Brita 2 : 519 kg. 371 kg = 1,40

. Água : 193 L 371 kg = 0,52

Traço em peso_______________________________________________

1,00 (kg) : 1,79 (kg) : 1,78 (kg) : 1,40 (kg) A/C = 0,52_______________________________________________

5.7.8 - Transformação do traço em peso para volume

Para se transformar peso em volume divide-se o valor em peso pela respectiva massa unitária. A massa unitária se aplica quando se deseja obter volume relativo (aparente) ou seja o volume de um material com os seus vazios internos, situação

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Page 111: Tecnologia Básica de Concreto Engª

em que se mede o volume dos materiais em obra.

Nota: Como as normas brasileiras não permitem, qualquer que seja o nível de controle adotado, medir-se o cimento em volume adotaremos a transformação apenas para os agregados.

Sendo dados

. Cimento : M.U. = 1,32 kg/dm3

. Areia seca : M.U. = 1,39 kg/dm3

. Brita 1 : M.U. = 1,40 kg/dm3

. Brita 2 : M.U. = 1,41 kg/dm3

Teremos:

. Cimento : 1,00 (kg) = 1,00 (kg)

. Areia : 1,79 (kg) ÷ 1,39 (kg/dm3) = 1,29 (L)

. Brita 1 : 1,78 (kg) ÷ 1,40 (kg/dm3) = 1,27 (L)

. Brita 2 : 1,40 (kg) ÷ 1,41 (kg/dm3) = 0,99 (L)

. Água : 0,52 (L) = 0,52 (L)

Traço em volume_____________________________________________

1,00 (kg) : 1,29 (L) : 1,27 (L) : 0,99 (L) A/C = 0,52_____________________________________________

Nesse ponto temos de considerar uma questão de grande importância: O inchamento da areia quando umedecida. No nosso exemplo a areia estando com umidade de 6% terá um inchamento de 28% o que nos obriga a corrigir o volume de areia anteriormente calculado. Como a areia possui 6% de água o fator água/cimento também deverá sofrer alteração.

. Correção do traço em volume da areia em função do inchamento:

________________________________________

T.V.areia (corrigido) = T.V.areia + ( I % . T.V.areia)________________________________________

Traço em volume da areia (corrigido)_____________________________

1,29 + ( 28% . 1,29 ) = 1,65 (L)_____________________________

. Correção do fator água/cimento em função da umidade da areia:

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Page 112: Tecnologia Básica de Concreto Engª

_______________________________________

A/Ccorrigido = A/C - Água contida na areia_______________________________________

_______________________________________

Água contida na areia = h% . T.P.areia

Água contida na areia = 6% . 1,79 = 0,11 L______________________________________________

Correção do fator água/cimento___________________________________

A/Ccorrigido = 0,52 - 0,11 = 0,41 L/kg___________________________________

Traço em volume (corrigido)_____________________________________________

1,00 (kg) : 1,65 (L) : 1,27 (L) : 0,99 (L) A/C = 0,41 (L/kg)_____________________________________________

5.7.9 - Consumo de materiais por saco de cimento

Sabendo-se que o peso nominal do saco de cimento é igual a 50 kg, o volume dos agregados e a quantidade de água serão determinados multiplicando-se o traço em volume por esse valor.

_________________________________

Cimento : 1 sacoAreia (h = 6%) : 1,65 (L) . 50 = 82,5 (L)Brita 1 : 1,27 (L) . 50 = 63,5 (L)Brita 2 : 0,99 (L) . 50 = 49,5 (L)Água : 0,41 (L) . 50 = 20,5 (L)_________________________________

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Page 113: Tecnologia Básica de Concreto Engª

5.7.10 - Dimensionamento de padiolas

O volume (V) de um recipiente retangular é o resultado da multiplicação da área da base (S) pela altura (H).

Como já sabemos os volumes (V) de cada componente do concreto, definidos no item anterior, para encontrarmos a altura (H) da padiola basta fixarmos a área da base (S), geralmente considera-se uma largura de 35 cm e comprimento de 45 cm, portanto:

___________________________________

S (cm2) = Largura (cm) . Comprimento (cm)S = 35 cm . 45 cm

S = 1575 cm2___________________________________

Como:_______________________

V (dm3) = S (cm2) . h (cm)_______________________

_______________________

H (cm) = V (dm 3 )__ S (cm2)

TeremosH (cm) = V . 1000 (cm 3 )

S (cm2)______________________

Notas:

.A altura (H) das padiolas não poderá ser superior a 30 cm para que o peso não seja excessivo.. As dimensões da base poderão ser alteradas em função das necessidades da obra.

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Page 114: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Dimensionamento de padiolas_______________________________

H = 82,5 (cm3) . 1000 : 1575 (cm2)Areia H = 52,4 cm

H : 2 = 26,2 cm_______________________________________

H = 63,5 (cm3) . 1000 : 1575 (cm2)Brita 1 H = 40,3 cm

H : 2 = 20,2 cm______________________________________

H = 49,5 (cm3) . 1000 : 1575 (cm2)Brita 2 H = 31,4 cm

H : 2 = 15,7 cm______________________________

RESUMO FINAL

_________________________________________

Cimento = 1 sacoAreia = 2 padiolas de 35 cm x 45 cm x 26,2 cmBrita 1 = 2 padiolas de 35 cm x 45 cm x 20,2 cmBrita 2 = 2 padiolas de 35 cm x 45 cm x 15,7 cmÁgua = 20,5 litros_________________________________________

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Page 115: Tecnologia Básica de Concreto Engª

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

PRODUÇÃO DO CONCRETO

CURSO: ENGENHARIA DE PRODUÇÃO CIVILDISCIPLINA: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃOPROFESSOR: ESDRAS POTY DE FRANÇAANO: 2002

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Page 116: Tecnologia Básica de Concreto Engª

6 - Produção do Concreto

6.1 – Cuidados com escoramento e formas

6.1.1. - Escoramento

O escoramento deverá impedir que, sob a ação de seu peso próprio, da estrutura e das cargas acidentais, ocorram deformações prejudiciais à forma arquitetônica da estrutura ou esforços no concreto, na fase de endurecimento.

6.1.2. – Fôrmas

Antes do lançamento do concreto deverão ser conferidas as medidas e o posicionamento das fôrmas para garantir que a geometria da estrutura corresponda ao projeto.

O interior das fôrmas devem ser limpos e as juntas vedadas, para evitar fuga de nata. Nas fôrmas de paredes, pilares e vigas estreitas e altas, deve-se deixar aberturas, próximas ao fundo, para limpeza.

As formas executadas com madeiras absorventes deverão ser molhadas até a saturação. A madeira seca absorve a água de mistura do concreto impedindo a hidratação dos grãos de cimento, ao se retirar a forma a superfície do concreto apresenta aspecto pulverulento e frágil, podendo, ainda, provocar a quebra das quinas da peça concretada.

Quando as formas forem tratadas com produtos anti-aderentes, com o objetivo de facilitar a desmoldagem, esse tratamento deverá ser feito antes da colocação da armadura. Os produtos empregados não deverão deixar, na superfícies do concreto, resíduos que sejam prejudiciais ou que possam dificultar a retomada da concretagem ou a aplicação de revestimento.

6.2 – Acesso e lançamento.

Preparar o acesso de tal forma que toda a operação de concretagem possa realizar-se sem impedimentos e com um caminho firme, livre e seguro até o local da aplicação, seja ela realizada por meio de empresas prestadoras de serviço de concretagem ou concreto dosado na obra.

Em caso de concreto pré-misturado o fluxo dos caminhões deve ser organizado de modo que o caminhão seguinte não impeça a saída do caminhão vazio. O lugar da descarga deve ser definido de modo que a operação demande o menor tempo possível, sem necessidade de manobras difíceis e perigosas

O tempo total de descarga (preparo, transporte e lançamento) não pode ser superior ao tempo de início de pega. As normas brasileiras proíbem de modo categórico o lançamento do concreto após o início de pega.

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6.3 – Mistura e recebimento do concreto

6.3.1. – Mistura (obra)

A mistura volumétrica na obra deve ser feita de modo cuidadoso e preciso, tomando-se os seguintes cuidados:

Determinar a umidade da areia no início da concretagem e a cada três horas de trabalho, ou sempre que ocorrer alterações significativas no abatimento do concreto;

Verificar as dimensões e o estado das padiolas de areia e brita;

No caso da água utilizar, preferencialmente, baldes plásticos transparentes e graduados;

A ordem de colocação dos materiais na betoneira é a seguinte:

1. Colocar primeiro a pedra e metade da água;2. Colocar o cimento;3. Colocar a areia e o restante da água.

Durante a operação de enchimento das padiolas orientar os operários no sentido de encher plenamente os mesmos, evitando sobra ou falta de material. No caso do cimento rasgar o saco e colocar cuidadosamente na betoneira, evitando perdas na operação.

A água complementar deve ser colocada aos poucos de modo a não ultrapassar o abatimento pretendido;

O tempo recomendável de mistura, após a colocação de todos os materiais, é de 25 seg. para cada 0,5 m3 de concreto produzido;

6.3.2. – Recebimento (caminhão-betoneira)

Especificações:

Com a chegada do caminhão na obra, antes do descarregamento, deve-se verificar no documento de entrega todas as características especificadas no pedido, tais como: volume, resistência, tipo de agregado graúdo, faixa de abatimento (slump-tes), etc.

Não receber o caminhão se houver alguma discordância.

Abatimento:

Verificar se o concreto está com a consistência desejada ou se o mesmo ultrapassou o abatimento limite especificado no documento de entrega. Somente após a

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Page 118: Tecnologia Básica de Concreto Engª

determinação do abatimento o caminhão estará liberado para a descarga.

As regras para a reposição da água perdida durante o transporte são definidas pela NBR 7212:

O tempo entre a mistura inicial e a descarga deve ser superior a 15 min. O abatimento deve ser igual ou superior a 1,0 cm; O abatimento só pode ser corrido em até 2,5 cm; O abatimento, após adição da água complementar, não ultrapasse o limite

máximo especificado no documento de entrega;

A adição de água, acima do limite, solicitada pela obra, exime a concreteira da responsabilidade quanto as características do concreto.

6.4 – Descarga e Lançamento

6.4 1.– Descarga

A descarga deve ser efetuada o mais rápido possível, de modo a garantir a plasticidade original do concreto e impedir contínuas adições de água. Em hipótese alguma o concreto poderá ser utilizado após o início de pega. O tempo máximo de transporte e descarga do concreto não pode ultrapassar os limites definidos no contrato de prestação de serviços.

Deve-se, também, conferir o número do lacre (garantia de recebimento do volume solicitado). Após a descarga deixar o balão girar durante 30 seg de modo a ter certeza que o mesmo foi totalmente descarregado.

6.4 2.– Lançamento

O concreto deverá ser lançado o mais próximo possível de sua posição final. A altura de lançamento irá depender da característica do concreto utilizado (abatimento, dimensão da pedra, teor de argamassa, etc.). Como regra geral, em peças delgadas e densamente armadas, recomenda-se não ultrapassar a altura de 2 metros; em peças maiores e com baixa concentração de armaduras a altura de lançamento pode atingir 3 metros – especialmente nos casos em que se utiliza concretos mais argamassados e com pedras de pequena dimensão (B0 e B1).

6.5 – Adensamento

O concreto deverá ser adensado por vibração de modo a garantir a sua compacidade e o preenchimento de todos os recantos da fôrma, evitando a formação de bolsas de ar, brocas e ninho de pedra.

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Page 119: Tecnologia Básica de Concreto Engª

O vibrador deve trabalhar na posição vertical e as camadas não poderão ultrapassar a ¾ do comprimento da agulha. A imersão e retirada do vibrador devem ser feitas lentamente, de modo a evitar bolsas de ar no interior do concreto.

O excesso de vibração desloca o agregado graúdo para a camada inferior prejudicando a homogeneidade do concreto. Deve-se evitar a vibração da armadura para que não se forme vazios ao seu redor, com prejuízo da aderência.

6.6 – Juntas de concretagem

Quando o lançamento do concreto for interrompido e formar-se uma junta de concretagem, deverão ser tomadas as precauções necessárias para garantir, ao reiniciar-se o lançamento, a suficiente ligação do concreto já endurecido com o do novo trecho. O preparo da superfície pode ser feito deixando-se barras cravadas no concreto, retirando-se a nata superficial com água sob pressão, escarificando a superfície do concreto de modo a melhorar a aderência, aplicando produtos adesivos na superfície do concreto endurecido, etc.

As juntas devem ser localizadas onde forem menores os esforços de cisalhamento, preferencialmente em posição normal aos de compressão, salvo se demonstrado que a junta não diminuirá a resistência da peça. O concreto deverá ser perfeitamente adensado até a superfície da junta.

No caso de vigas ou lajes apoiadas em pilares ou paredes, o lançamento do concreto deverá ser interrompido no plano de ligação do pilar ou parede com a face inferior da laje ou viga ou no plano que limite, inferiormente as mísulas e os capitéis, durante o tempo necessário para evitar que o assentamento do concreto produza fissuras ou descontinuidades na vizinhança daquele plano.

6.7 – Cura

O concreto deverá ser curado o mais rápido possível (assim que puder transitar sobre ele), protegendo-o contra a perda da água de amassamento. A cura poderá ser executada através da molhagem contínua com água, ou espalhando-se sacos umedecidos, serragem molhada ou areia molhada sobre a superfície do concreto durante 7 dias. No período de cura o concreto deverá ficar protegido de agentes externos, tipo: mudança brusca de temperatura, vento, água torrencial, agentes químicos, choque e vibrações.

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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

ENSAIOS DE CONTROLE DO CONCRETO

CURSO: ENGENHARIA DE PRODUÇÃO CIVILDISCIPLINA: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃOPROFESSOR: ESDRAS POTY DE FRANÇAANO: 2002

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7 - ENSAIOS DE CONTROLE TECNOLÓGICO DO CONCRETO

7.1. - Introdução

Ao se dimensionar uma estrutura o engenheiro calculista define a resistência mecânica do concreto bem como os cuidados necessários para garantir a sua qualidade e durabilidade.

O engenheiro da obra determina os parâmetros relacionados a correta execução do concreto: escolha dos materiais, consistência ideal, dimensão máxima, estudo de dosagem, parâmetros de controle, equipamentos de produção, etc.

O responsável técnico supervisiona e se responsabiliza pelo controle tecnológico do concreto dando à obra todas as condições técnicas: pessoal, equipamento e materiais que garantam o atendimento das exigências definidas pelo projeto e pelas normas brasileiras.

Evidentemente que, para se garantir a qualidade e homogeneidade do concreto devemos observar, com rigor, o correto proporcionamento entre os materiais e a observância da quantidade de água de mistura, itens fundamentais na fase de produção do concreto.

O controle da água de amassamento, através do ensaio de abatimento, impede que variações excessivas no fator A/C comprometam a resistência do concreto. Quanto maior o fator A/C menor a resistência e vice-versa. Um concreto com abatimento de 150 mm, por exemplo, poderá não estar ruim caso tenha sido dimensionado para esse abatimento porém o mesmo não podemos afirmar quando um concreto dimensionado para 80 mm é produzido com 150 mm. Em decorrência da elevação do abatimento podemos deduzir que houve adição de água ao concreto além da prevista originalmente. Concretos com abatimento superior ao previsto deverão ser rejeitados.

A moldagem dos corpos-de-prova nos fornece os resultados de resistência bem como o nível do controle adotado. Caso não se molde corpos-de-prova e, por infelicidade, surgir fatos que impliquem em queda acentuada na resistência do concreto a estrutura poderá não estar apta a suportar as cargas previstas e, em conseqüência, entrar em colapso.

Podemos, então, perceber a importância dos ensaios de abatimento e moldagem de corpos-de-prova. Enquanto o primeiro decide pela utilização ou não do concreto o segundo será representativo de sua resistência.

Sabemos que diversos fatores podem influir no resultado desses ensaios. O primeiro deles é a amostragem, ou seja a quantidade de concreto utilizada para os ensaios que deve ser representativa do todo. O segundo é o local da mistura onde é retirada a amostra.

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. no caso de caminhão-betoneira, a norma estabelece que a amostra deve ser retirada no terço médio. Outros fatores alteram significativamente os resultados de resistência, tipo: nivelamento do local da moldagem, altura correta de camadas, adensamento adequado, transporte no tempo devido, cura eficiente, capeamento correto e velocidade de rompimento, etc.

Devido a esses fatores que podem alterar em até 40%, para menos, os resultados do ensaio de resistência alertamos para a necessidade de um máximo de cuidado na execução e interpretação final dos valores obtidos. Por várias vezes tivemos oportunidade de observar resultados de moldagem deficiente provocarem rejeição de uma estrutura sendo que testes posteriores de extração de testemunhos comprovarem a sua qualidade e aceitação sem restrições.

Com relação ao ensaio de consistência a devolução de um caminhão betoneira ou a eliminação de uma amassada de concreto, executada em obra, pode e geralmente prevê e antecipa graves problemas de resistência e qualidade na estrutura concretada. Lógico que ninguém quer desperdiçar concreto, aumentando os custos com material e mão-de-obra, podemos classificar como rotina as intermináveis contendas entre empresas de serviços de concretagem e laboratórios de controle tecnológico de concreto que ao recusarem um caminhão alegando abatimento superior ao permitido são prontamente contestados, neste caso o reensaio pode esclarecer e definir o destino do concreto, porém é sempre bom lembrar:

"O custo de 1 (um) metro cúbico de concreto é muito menor que o custo correspondente a demolição ou reforço de uma estrutura e infinitamente menor que o custo de uma vida .

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7.2. NBR 7223/92 - Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone.

Finalidade:

Determinar a consistência do concreto através do abatimento, com auxílio do cone de Abrams. Quanto maior o abatimento maior a plasticidade. Esse ensaio somente poderá ser aplicado a concretos com, no mínimo, 10 mm de abatimento e dimensão máxima de 38 mm.

Aparelhagem:

. Molde: Confeccionado em chapa metálica com pelo menos 1,6 mm de espessura, em forma de tronco de cone reto, 300 mm de altura, abertura superior e inferior com diâmetros de 100 e 200 mm respectivamente.

. Complemento: De formato tronco cônico, metálico, adaptável à abertura superior do molde.

. Placa metálica de base: Para apoio do molde, com 500 mm de lado e espessura de, pelo menos, 3 mm.

. Haste de socamento: Barra de aço reta, com 600 mm de comprimento e 16 mm de diâmetro, superfície lisa, seção transversal circular e extremidade de socamento semi-esférica.

. Concha: Para recolhimento do concreto, confeccionada em aço ou outro material não absorvente.

. Régua: Para medida do abatimento, com 300 mm de comprimento.

Amostragem:

. O volume da amostra deve ser de, pelo menos, 1,5 vezes o volume necessário para o enchimento do molde e nunca inferior a 30 litros.

. A amostra de betoneira estacionária deverá ser colhida no terço média da mistura.

. A amostra de caminhão betoneira, colhida no terço médio da mistura, deverá ser formada por duas ou mais porções durante a descarga, colhida com pá ou concha. Pode ser formada por uma só porção desviando-se a calha de descarga do concreto para o recipiente da amostragem. Temos observado, entretanto, que, na determinação do abatimento, em geral a amostra é coletada no início da descarga do caminhão para aceitação do concreto e liberação do descarregamento.

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. Em concretos para pavimento rígido e concreto compactado com rolo a amostra deve ser coletada em cinco pontos diferentes. As porções devem ser homogeneizadas e ensaiadas.

. Concreto com dimensão máxima do agregado graúdo superior a 38 mm deverá ser passado pela peneira de 38 mm para eliminação das pedras retidas nessa malha.

. Após a retirada da amostra o prazo máximo para execução do ensaio é de 5 minutos.

. A amostra deve ser homogeneizada antes e durante o ensaio.

Ensaio:

. O ensaio deve ser realizado sobre uma base nivelada, livre de choque e vibrações.

. O molde, a base e o complemento deverão estar limpos e umedecidos antes do ensaio.

. O molde deve ser enchido em 3 camadas de volume aproximadamente iguais.

. Cada camada receberá 25 golpes dados com a haste de socamento, uniformemente distribuídos por toda a seção do molde, penetrando em toda a espessura da camada até atingir a camada subjacente.

. Após o adensamento, retirado o complemento, o excesso de concreto deverá ser removido de modo que a superfície fique nivelada com a extremidade superior do molde.

. A desmoldagem será efetuada elevando-se o molde pelas alças, cuidadosamente, na direção vertical com velocidade constante e uniforme, num tempo compreendido entre 8 e 12 segundos.

Resultado:

. Após a retirada o molde é colocado sobre a base, com auxílio da haste de socamento, apoiada sobre o molde, mede-se a distância, em mm, entre o nível inferior da haste e o centro da amostra. Essa distância equivale ao abatimento do concreto.

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7.3. - NBR 5738 / 03 – Concreto - Moldagem e cura de corpos-de-prova de concreto (cilíndricos ou prismáticos)

Finalidade:

Essa norma prescreve o procedimento para moldagem, desforma, transporte, cura e capeamento de corpos de prova cilíndricos e prismáticos destinados a determinação da resistência à compressão axial, resistência à tração na flexão e resistência à compressão diametral.

Aparelhagem:

. Moldes:

- Cilíndricos: Molde metálico de formato cilíndrico, com 10, 15, 20, 25. 30 ou 45 cm de diâmetro e altura equivalente ao dobro do diâmetro (dimensões internas), espessura de chapa suficiente para assegurar a indeformabilidade do molde (recomendável chapa: parede = 3 mm; base = 6 mm).

- Prismáticos: Molde metálico de formato retangular, com seção quadrada de aresta (d) igual a 150 mm e comprimento de 500 mm (dimensões internas), espessura da chapa: parede = 12 mm; base = 12 mm.

Obs.: A dimensão básica do corpo de prova deve ser, no mínimo, quatro vezes maior que a dimensão nominal máxima do agregado graúdo.

. Haste de socamento: Barra de aço reta, com 600 a 800 mm de comprimento e 16 mm de diâmetro, superfície lisa, seção transversal circular e extremidade de socamento semi-esférica.

. Vibrador:

- Interno: O vibrador interno deve ter freqüência de, no mínimo, 100 hertz (6000 vibrações por minuto) e diâmetro da agulha de, no mínimo, 19 mm e, no máximo, 1/4 do diâmetro interno do molde cilíndrico e 1/3 da aresta interna do molde prismático.

- Externo: O vibrador externo deve ter freqüência de, no mínimo, 50 hertz (3000 vibrações por minuto) e deverá ser dotado de dispositivo que permita a fixação do molde.

. Concha: Para recolhimento do concreto, confeccionada em aço ou outro material não absorvente.

. Gola: Dispositivo acoplado ao molde quando a vibração é mecânica.

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Page 126: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Amostragem:

. O volume da amostra deve ser de, pelo menos, 1,5 vezes o volume necessário para o enchimento do molde e nunca inferior a 30 litros.

. A amostra de betoneira estacionária deverá ser coletada no terço média da mistura.

. A amostra colhida em caminhão betoneira, no terço médio da mistura, deverá ser formada em duas ou mais porções durante a descarga, colhida com pá ou concha. Pode ser formada por uma só porção desviando-se a calha de descarga do concreto para o recipiente da amostragem.

. Em concretos para pavimento rígido e concreto compactado com rolo a amostra deve ser coletada em cinco pontos diferentes. As porções devem ser homogeneizadas e ensaiadas.

. A amostra deve ser homogeneizada antes e durante o ensaio.

Ensaio:

. O ensaio deve ser realizado sobre uma base nivelada, livre de choque e vibrações, próximo ou no local onde serão armazenados os moldes nas 24 horas que antecedem ao transporte para o local de rompimento.

. Após a retirada e homogeneização da amostra os corpos de prova serão moldados utilizando-se processo de adensamento compatível com a consistência do concreto, definida através do ensaio de abatimento.

________________________________________

Abatimento (mm) Processo de Adensamento________________________________________

10 < a < 30 vibração30 < a < 150 manual ou vibração150 < a manual________________________________________

Nota: Para concretos especiais o procedimento de moldagem pode ser modificado de modo a simular o adensamento a sem empregado na obra, de acordo com o responsável pela obra.

. Corpos de prova cilíndricos:

O concreto deve ser colocado no molde em camadas de alturas aproximadamente iguais e adensado , conforme indicado na tabela a seguir:

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Page 127: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Tipo de corpo de prova

Dimensão básica (d) mm

Número de camadas Número de golpes

(manual)Mecânico Manual

Cilíndrico

100

150

200

250

300

450

1

2

2

3

3

5

2

3

4

5

6

9

12

25

50

75

100

225

Prismático

150

250

450

1

2

3

2

3

-

75

200

-

Para concretos com abatimento superior a 160 mm, a quantidade de camadas deve ser reduzida à metade da estabelecida nesta tabela. Caso o número de camadas resulte fracionário, arredondar para o inteiro superior mais próximo.

. A moldagem do corpo de prova, qualquer que seja o processo de adensamento adotado, deverá ser efetuada com muito cuidado e sempre de modo homogêneo. A ausência de homogeneidade no ensaio é o principal fator de variações nos resultados de resistência e refletem o grau de perícia do laboratorista, podendo, como já foi dito colocar sob suspeita uma estrutura perfeitamente apta a suportar as cargas previstas em projeto.

. No adensamento manual o corpo de prova deverá ser moldado em camadas sucessivas com alturas aproximadamente iguais. Os golpes deverão ser distribuídos de modo uniforme pela seção do molde e de maneira que penetrem aproximadamente 20 mm na camada anterior. Se a haste de socamento criar vazios na massa do concreto, deve-se bater levemente na face externa do molde até o fechamento dos mesmos.

. No adensamento por vibração cada camada será adensada pelo tempo suficiente para que o concreto apresente superfície lisa e brilhante. Quando do adensamento por vibrador de imersão (interno) a sua ponta não deve penetrar mais de 20 mm na camada anterior nem encostar nas laterais e fundo da forma. O diâmetro da agulha do vibrador deve ser pelo menos quatro vezes inferior ao diâmetro da forma e a mesma deve ser introduzida, no centro de cada camada, somente uma vez. Terminado o adensamento o vibrador deve ser retirado lenta e cuidadosamente para não deixar vazios no concreto. Recomenda-se bater levemente na lateral da forma para eliminá-los

127

Page 128: Tecnologia Básica de Concreto Engª

. Qualquer que seja o processo de adensamento adotado a superfície do topo dos corpos de prova deve ser alisada com a colher de pedreiro.

. Após a moldagem os corpos de prova deverão ser identificados e cobertos com material não reativo e absorvente com a finalidade de protegê-los contra as intempéries e evitar perda de água por evaporação.

. Os corpos de prova não deverão ser transportados para o Laboratório antes de decorrido 24 (vinte e quatro) horas.

. O transporte deve ser executado de forma cuidadosa, evitando-se choques e quedas que, em idades iniciais, prejudicam sensivelmente a resistência do corpo-de-prova. O ideal é transportá-los dentro dos moldes.

. Ao chegar ao Laboratório procede-se a retirada do corpo-de-prova do molde, calçando-o, desapertando o anel e fazendo deslizar a forma para o lado do seu topo inferior, com cuidado para que não seja quebrado seu bordo.

. Depois de identificados os corpos-de-prova devem ser conservados em água saturada com cal ou em câmara úmida (umidade relativa de no mínimo 95% e temperatura de 23º + 2º), onde permanecerão até o dia do rompimento. Não é permitida a cura em água corrente.

. No dia do rompimento os corpos de prova deverão ser capeados com o objetivo de regularizar a superfície dos topos, possibilitando distribuição de carga homogeneamente em toda a sua superfície. A concentração de cargas em um determinado ponto pode e, em geral, provoca redução acentuada dos valores de resistência.

. O capeamento pode ser feito com pasta de cimento, decorridas 6 horas a 15 horas do momento da moldagem, ou, no dia do rompimento, com mistura a quente de enxofre e materiais granulosos ou ainda quaisquer outros materiais que desenvolvam, na ocasião do ensaio, resistência à compressão superior à resistência prevista para o corpo de prova a ser ensaiado.

. O topo do corpo de prova não deve ser umedecido com óleo. Essa prática, muito comum em laboratórios, impossibilita a perfeita aderência entre a pasta de enxofre e a superfície do concreto.

. A perfeição do capeamento: paralelismo dos topos, resistência, espessura, aderência da pasta, etc. tem fundamental importância na execução do ensaio de ruptura. Um capeamento incorreto compromete todo o ensaio, alterando o resultado do corpo-de-prova.

128

Page 129: Tecnologia Básica de Concreto Engª

. Corpos de prova prismáticos:

O concreto deve ser colocado no molde em camadas de alturas aproximadamente iguais e adensado , conforme indicado na tabela a seguir:

______________________________________________________

Adensamento Aresta (mm) N.º Camadas N.º Golpes______________________________________________________

Manual 150 2 8 golpes a cada Manual 250 3 10000 mm2

______________________________________________________

Vibratório 150 1 Vibratório 250 2 Vibratório 450 3______________________________________________________

. Com relação ao adensamento manual ou vibratório os corpos de prova prismáticos deverão seguir as mesmas orientações definidas para os cilíndricos. No caso do adensamento com vibrador de imersão recomenda-se que o mesmo seja inserido em posição vertical em 3 pontos distintos ao longo do eixo do molde, primeira imersão no centro, a segunda e terceira a um quarto e três quartos do seu comprimento.

. Quanto aos demais procedimentos: transporte, cura e capeamento, os cuidados também são os mesmos dos corpos de prova cilíndricos. A cura inicial dos prismáticos (sete primeiros dias) deverá ser em tanque de água saturada de cal.

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Page 130: Tecnologia Básica de Concreto Engª

7.4. - NBR 5739 / 80 - Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos de concreto

Finalidade:

Esta Norma prescreve o modo pelo qual devem ser ensaiados os corpos-de-prova cilíndricos.

Aparelhagem:

. Prensa hidráulica que permita a transmissão de carga continuamente e sem choques. O erro máximo permitido é de + 1% entre a carga real e a indicada pelo equipamento, na faixa de 10% a 100% da sua carga máxima. A prensa deverá ser obrigatoriamente aferida pelo menos uma vez por ano. Em Laboratório instalado em canteiro, cujo controle se destine especificamente a obra, permite-se erro de até + 3%. A superfície dos pratos devem estar paralelas entre si e perfeitamente niveladas.

Ensaio:

. Os corpos de prova curados em tanque ou câmara úmida devem ser testados logo após a retirada dos mesmos.

. Antes do rompimento é necessário verificar se o capeamento foi executado corretamente. O corpo de prova que não atender a essa condição deverá ser enviado de volta ao capeador.

. A superfície do prato e do corpo de prova devem ser limpas antes do ensaio.

. O corpo de prova deve ser cuidadosamente centralizado.

. O carregamento deve ser contínuo, sem choques, com velocidade entre 0,3 MPa e 0,8 MPa por segundo.

. Considera-se encerrado o ensaio somente quando o ponteiro recuar em torno de 10% da carga máxima, que será anotada como carga de ruptura do corpo de prova.

Obs. Essa última recomendação é de grande importância no ensaio de compressão. Temos observado que, em alguns casos, o operador da prensa tem receio de romper corpos de prova com resistências elevadas (superiores a 30,0 MPa) e retiram a carga, ao menor sinal de fissuração, antes da ruptura final.

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Page 131: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Resultado:

A resistência à compressão do concreto é definida através da relação entre a carga de ruptura e a área da seção transversal do corpo de prova, expressa com aproximação de 0,1 MPa.

__________________

fcj = Carga de ruptura Área do C.P.

__________________

No certificado de ensaio deve constar os seguintes dados:

. procedência do corpo de prova;

. número de identificação do corpo de prova no laboratório;

. número de identificação do corpo de prova na obra;

. data de moldagem;

. idade do corpo de prova;

. data do ensaio;

. área da seção transversal (cm2);

. tensão de ruptura à compressão (MPa);

. informações adicionais (marca do cimento, origem dos agregados, defeitos eventuais do corpo de prova, etc.)

131

Page 132: Tecnologia Básica de Concreto Engª

7.5. Determinação da resistência à tração na flexão do concreto

Finalidade:

Essa norma estabelece os procedimentos de ensaio para determinação da resistência à tração na flexão do concreto (fctM), através de corpos de prova prismáticos.

Aparelhagem:

. Prensa hidráulica que atenda as mesmas condições estabelecidas para o rompimento dos corpos de prova cilíndricos, provida de dispositivo de flexão (incluir figura ou projeto)

Ensaio:

. Apoiar e centrar uma das faces maiores do corpo de prova nos cutelos de suporte, marcando com um traço a posição de apoio. Para corpos de prova prismáticos de 500 mm de comprimento a distância entre os cutelos de apoio é de 450 mm (L)

. Instalar os cutelos de aplicação de carga na face oposta, nas distâncias equivalentes a 1/3 e 2/3 da distância entre os cutelos de apoio.

. Centralizar o dispositivo de carregamento da máquina de ensaio.

. Aplicar carga sobre o corpo de prova com velocidade constante de 13 N/s (130 kgf/s), até ocorrer a ruptura. Anotar carga de ruptura (P).

. Determinar na seção de ruptura de qualquer uma das partes seccionadas, com aproximação de 0,1 mm, a altura (d) e a largura (b) médias. Anotar os valores.

Resultados:

. Caso a ruptura ocorra no terço médio da distância entre os cutelos de suporte do corpo de prova a resistência à tração na flexão será obtida através da fórmula abaixo:

____________

fctM = P . L b.d2

____________

132

Page 133: Tecnologia Básica de Concreto Engª

. Caso a ruptura ocorra fora do terço médio da distância entre os cutelos de suporte, mas a não mais do que 5% desta mesma distância ( a > 0,283 L, onde a é a distância média, em mm, entre a linha de ruptura na face tracionada e a linha correspondente ao apoio mais próximo, definida através de pelo menos 3 medidas ), calcular a resistência à tração pela seguinte expressão:

____________

fctM = 3 . P a b.d2

____________

. Caso a ruptura ocorra além dos 5% citados o ensaio não terá validade.

. A resistência à tração na flexão será expressa com aproximação de 0,1 MPa.

133

Page 134: Tecnologia Básica de Concreto Engª

7.6. – NBR 7680 / 83 - Extração, Preparo, Ensaio e Análise de Testemunhos de Estruturas de Concreto

Finalidade:

Essa norma estabelece as condições necessárias para extração, tratamento e rompimento de corpos de prova (testemunhos) extraídos de estruturas em concreto simples ou armado.

O resultado de resistência à compressão de testemunhos de concreto é, sem dúvida, o método avaliativo mais confiável e adotado pelos calculistas.

Aparelhagem:

. Sonda rotativa com coroa circular cravejada de diamante industrial, com diversos diâmetros.

Amostragem

A estrutura deve ser dividida em lotes para se obter uma amostragem representativa. O tamanho máximo dos lotes deve atender aos limites definidos a seguir:

Volume de concreto: Máximo de 100 m3; Área construída: Máximo de 500 m2; Período de concretagem: Máximo de 15 dias Nº pavimentos: Máximo de 1 (um); Grandes estruturas: Máximo de 500 m3 (prazo de 1 semana)

O número mínimo de exemplares (testemunhos), em cada amostragem – por lote examinado, deve ser igual ou superior a 6 (seis) para cps com diâmetro de 15 ou 10 cm e no mínimo 10 (dez) para diâmetros inferiores.

Em casos especiais – onde se deseja analisar um pequeno volume de concreto – o número mínimo pode ser inferior a 6, desde que haja concordância por parte dos responsáveis pela obra.

Em peças de altura elevada, tipo: pilares, colunas, cortinas, etc., sujeitas a ocorrência de exsudação recomenda-se retirar os testemunhos 50 cm abaixo do topo da peça concretada. Não sendo possível é permitido aumentar o resultado do testemunho em até 10%, desde que declarado no laudo técnico.

Recomenda-se não extrair testemunhos de concretos com resistência inferior a 5 MPa. Em determinadas situações, onde não é possível a obtenção de testemunhos homogêneos, durante a operação de extração, é recomendável adotar-se outro método de avaliação da estrutura

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Page 135: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Extração:

Considera-se como ideal os testemunhos com 15 cm de diâmetro, não sendo possível admite-se testemunhos com 10 cm, porém em nenhuma situação o diâmetro do testemunho pode ser menor que 3 (três) vezes a dimensão máxima do agregado graúdo.

Quando isto também não for possível o testemunho pode ter diâmetro inferior porem a amostra deve ser composta por 10 cps.

O testemunho deve apresentar relação altura/diâmetro igual a 2. Não sendo possível deve ser aplicado os fatores de correção a seguir:

Tabela de Correção relativa à relação h/d

H/d Fc H/d Fc H/d Fc

2,00 1,00 1,25 0,89 0,50 0,501,75 0,97 1,00 0,83 - -1,50 0,93 0,75 0,70 - -

Nota: 1. Relação h/d < 1 só é admitida para testemunhos retirados de pavimentação.2. Admite-se interpolação linear.

A retirada do testemunho do furo deve ser feita de forma a que se provoque um esforço ortogonal ao eixo do testemunho, no topo, rompendo o concreto à tração na sua base. Este esforço pode ser provocado pela introdução de uma chave de fenda entre o testemunho e a borda do orifício, usando-a como alavanca

Após a retirada o testemunho deve ser examinado atentamente para identificação de materiais estranhos ao concreto, exemplo: torrões de argila, madeira, barras de aço, etc. Admite-se barras de aço ortogonais ao eixo, cuja área não ultrapasse 4% da área da seção transversal do testemunho.

A extração deve ocorrer, sempre que possível, na direção ortogonal em relação a peça analisada e distante 1 (um) diâmetro da broca das juntas de concretagem

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Page 136: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Retirada de testemunhos: posição horizontal e vertical

Armazenamento:

. Se a estrutura não estiver em contato com água os testemunhos devem permanecer a 23 + 3 ºC, com umidade acima de 50% por no mínimo 48 horas antes da ruptura.

. Se a estrutura estiver em contato com água os testemunhos devem ficar submersos em água saturada de cal por no mínimo 48 horas antes da ruptura.

Ensaio de ruptura:

. Os topos devem ser serrados com disco de corte para se tornarem planos e paralelos entre si.

. Após serrados os topos devem ser capeados com pasta de enxofre.

. A ruptura deve atender a NBR 5738.

. Testemunhos em que se evidenciem falhas de concretagem não devem ser considerados para fins de avaliação da resistência.

Resultado:

R = ( Carga de ruptura ) x Fc

Seção

O resultado deve ser expresso em MPa, arredondando-se ao décimo mais próximo

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7.6 NBR 7584/82 - Avaliação da dureza superficial pelo esclerômetro de reflexão

Finalidade:

O ensaio de esclerometria se baseia no princípio de ação e reação e foi desenvolvido em 1894 pelo engenheiro suíço Ernest Schmidt, consistindo na aplicação de um impacto na superfície do concreto, efetuado através de uma massa martelo impulsionada por mola e transmitida por uma haste com ponta em forma de calota. Quanto maior a dureza superficial do concreto maior será a reação do mesmo sobre o aparelho e consequentemente maior o índice esclerométrico. Esse índice devidamente analisado e interpretado é transformado, através de gráfico ou tabela, em resistência mecânica.

A confiabilidade e precisão do ensaio é contestada por inúmeros técnicos, isso se deve em grande parte ao número excessivo de variáveis que podem alterar para mais ou para menos os valores encontrados, a saber:

- tipo de cimento;- tipo de agregado;- textura superficial, dimensão e rigidez da estrutura;- grau de umidade superficial;- idade do concreto;- vazios internos;- concentração de armadura.

Outros fatores ligados a execução correta do ensaio também podem interferir, tipo:- perpendicularidade do aparelho durante o ensaio;- tipo do aparelho;- fator de aferição do aparelho;- superfície sem contato com forma;- lixamento inadequado do local do ensaio.

Todos esses fatores são importantes e devem ser levados em consideração tanto na execução do ensaio quanto na sua interpretação, porém destacaremos alguns:

Idade do concreto:

Experiências efetuadas na Alemanha em concreto com várias resistências e idades variando de 10 dias a 3000 dias comprovam o efeito significativo da carbonatação no enrijecimento superficial e sugerem a aplicação da tabela a seguir:

Idade (dias) kidade Idade (dias) Kidade Idade (dias) kidade

10 1,55 100 0,78 500 0,6720 1,12 150 0,74 1000 0,6528 1,00 200 0,72 3000 0,6350 0,87 300 0,70

137

Page 138: Tecnologia Básica de Concreto Engª

A elevação constante dos índices esclerométricos a medida em que aumenta a idade do concreto se deve única e exclusivamente a aspectos ligados a carbonatação que enrijece a superfície do concreto. Quanto maior a idade mais profunda é a carbonatação e consequentemente maior o índice de minoração.

Tipo do aparelho:

A energia de percussão do aparelho deve ser compatível com a peça a ser analisada, em atendimento aos critérios estabelecidos pelo fabricante e adotados pela NBR 7584/82:

- Energia de 2,25 N.m - utilizado em edifícios e postes;- Energia de 0,75 N.m - peças esbeltas e de pequenas dimensões;- Energia de 30 N.m - obras de grandes volumes, concreto massa e pavimento rígido;- Energia de 0,90 N.m - concretos de baixa resistência.

Grau de umidade superficial:

A umidade superficial da peça amortece o choque, aumentando o diâmetro de impressão e reduzindo o índice esclerométrico. Aguardar a secagem da superfície do concreto é a única alternativa.

Textura superficial:

Peças em contato com formas executadas com madeiras absorventes, agravado com a inexistência de molhagem da madeira antes do lançamento do concreto, absorvem a água da superfície do concreto tornando-a porosa e frágil devido a deficiência de água para hidratar o cimento. Nesses casos os resultados do teste de esclerometria ficam muito abaixo da realidade da estrutura. Para sanar esse problema é necessário lixar a superfície do concreto com auxílio de uma politriz até ultrapassar a camada porosa.

Fator de aferição do aparelho:

Obtido através de teste em uma bigorna especial de aço que, na superfície destinada aos impactos, apresenta dureza Brinell de 5000 MPa. O número de impactos de aferição na bigorna deve ser, no mínimo, 9. O índice esclerométrico nominal do aparelho é igual a 80% e o coeficiente de correção do índice é definido pela fórmula a seguir:

n x 80k = __________

n ∑IEi i = 1

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Page 139: Tecnologia Básica de Concreto Engª

n∑IEi = Somatório dos índicesesclerométricos obtidos durante a aferição.i = 1

IEi = Índice esclerométrico obtido durante a aferição

. Aparelho com coeficiente abaixo de 75% não pode ser empregado, devendo ser calibrado.

Nenhum valor de IEi pode ser diferente do índice médio em + 3.

Vazios internos e concentração de armaduras

Devem ser desconsiderados os índices esclerométricos correspondentes a pontos cujo impacto tenha ocorrido sobre vazios internos, ocultos abaixo da superfície do concreto, devido aos baixos valores registrados bem como os índices obtidos em regiões com alta concentração de armaduras cujos valores se situam bem acima do real.

Tipo de agregado:

Como o ensaio esclerométrico define a resistência e homogeneidade do concreto baseando-se na dureza da argamassa os resultados obtidos quando do impacto sobre pedras também deve ser descartado em virtude de valores elevados, superiores ao da argamassa.

Outros:

Em função do índice esclerométrico se basear na dureza da argamassa alguns autores levantam uma outra questão relevante: a influência da aderência da argamassa com o agregado graúdo nas propriedades mecânicas do concreto. No caso de concretos executados com seixo rolado e concretos executados com pedra britada essa característica adquire grande importância. Nos concretos com seixo os corpos de prova, apesar do mesmo fator água/cimento, apresentam resultados inferiores aos efetuados com concretos de pedra britada devido a menor aderência do seixo com a argamassa que o envolve.

No teste esclerométrico essa diferença, que influi significativamente nas propriedades mecânicas do concreto não é detectada e consequentemente os resultados do ensaio não representam a realidade da peça ensaiada.

Quando o tecnologista tem conhecimento de todas as variáveis que influem na qualidade do ensaio bem como experiência para detectar as suas discrepâncias e distorções, interpretando e corrigindo os resultados, pode-se afirmar com relativa segurança que os resultado do teste de esclerometria apresenta valores, de fato,

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Page 140: Tecnologia Básica de Concreto Engª

muito próximos do real.Aparelhagem:

. Esclerômetro de Schmidt;

. Disco de carborundum para regularização da superfície;

. Máquina politriz quando se necessita de retirar uma camada mais profunda;

. Lápis cera-estaca;

. Flanela.

Ensaio:

. A superfície do concreto a ser ensaiada deve estar seca e limpa. O ideal é que a mesma seja plana e corresponda a concreto em contato com a forma.

. Após o preparo da superfície por meio de polimento enérgico com o disco ou politriz a área polida deve ser limpa com flanela para retirada do pó superficial.

. Quando se constatar a existência de segregação, exsudação e porosidade devido a fatores ligados a lançamento, deficiência de finos e absorção de água a superfície deve ser evitada. Caso não seja possível deve ser adequadamente preparada com a remoção da camada afetada e, se necessário, aplicar um coeficiente de correção nos índices obtidos, que deve ser declarado na apresentação dos resultados.

. A área de ensaio deve se situar a pelo menos 50 mm de cantos e arestas das peças e corresponder ao mínimo de 50 cm2 (7 x 7)cm e máximo de 400 cm2 (20 x 20) cm.

. A definição do número de áreas e dos locais a serem ensaiados depende da heterogeneidade e do volume de concreto a ser analisado além do tipo e importância das peças a serem testadas.

. Em cada área de ensaio devem ser efetuados no mínimo 5 pontos e no máximo 16. Aconselha-se 9 pontos. . Os impactos devem ser distribuídos uniformemente na área do ensaio, conforme figura abaixo.

X X XX X XX X X

. As peças a serem testadas devem ser suficientemente rígidas de modo a evitar ressonância, vibração e dissipação de energia. Quando isso ocorrer utilizar esclerômetro de baixa energia de percussão e aplicá-lo sobre o ponto de maior inércia da peça.

. Em concretos com resistência à compressão inferior a 8 MPa utilizar esclerômetro apropriado (0,90 N.m).

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Page 141: Tecnologia Básica de Concreto Engª

. Após o impacto o índice esclerométrico deve ser registrado em impresso próprio.

. A norma recomenda que o aparelho seja aplicado sempre que possível na posição horizontal. Quando não for possível, para evitar o efeito da gravidade, corrigir as leitura de acordo com os coeficientes dados pelo fabricante do aparelho.

Resultados:

. Calcular a média aritmética dos valores encontrados em cada ponto (X1)

. Todos os valores com variações acima de + 10% em relação a média aritmética devem ser desprezados.

. Calcular nova e definitiva média com os valores restantes, mínimo de 5 (X2).

. Caso, após o cálculo da nova média, ainda for constatado valores com variações superiores a + 10% o ponto correspondente a área ensaiada deve ser abandonado.

. Em caso de teste efetuado em posição não horizontal corrigir o índice esclerométrico médio pelo coeficiente definido pelo fabricante do aparelho. O índice esclerométrico médio (final e corrigido) é definido por IE.

Leituraº0º

De baixo para cima De cima para baixo+ 90 º + 45º - 90º -45º

102030405060

-- 5,4- 4,7- 3,9- 3,1- 2,3

-- 3,5- 3,1- 2,6- 2,1- 1,6

+ 3,2+ 3,4+ 3,1+ 2,7+ 2,2+1,7

+ 2,4+ 2,5+ 2,3+ 2,0+ 1,6+ 1,3

. Corrige-se o IE em função do fator de aferição do aparelho obtendo-se o índice esclerométrico médio efetivo IEe, determinado através da fórmula a seguir:

IEe = k . IE

onde k = fator de aferição do aparelho

. A norma permite que se adote outros coeficientes de correção para compensar fatores decorrentes de umidade, cura, idade, carbonatação, etc., estabelecidos e fundamentados em experiência profissional e relatados no relatório final do ensaio.

. Definido o valor de IEe o próximo passo é converte-lo em resistência à compressão. Para atingir esse objetivo deve-se utilizar a tabela fornecida pelo fabricante do aparelho.

141

Page 142: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Leitura ResistênciaMPa

Leitura ResistênciaMPa

Leitura ResistênciaMPa

20 8,4 32 22,9 44 40,721 9,4 33 24,2 45 42,322 10,5 34 25,6 46 43,823 11,6 35 27,0 47 45,524 12,7 36 28,5 48 47,125 13,8 37 30,0 49 48,626 15,0 38 31,4 50 50,327 16,3 39 33,0 51 52,028 17,6 40 34,4 52 53,629 18,7 41 36,0 53 55,330 20,1 42 37,6 54 57,031 21,4 43 39,1 55 58,6

. O resultado da resistência à compressão deve ser corrigido em função da idade do concreto por ocasião do ensaio para compensar o efeito da carbonatação.

142

Page 143: Tecnologia Básica de Concreto Engª

CEFET-MG ENSAIO ESCLEROMÉTRICONBR 7584

Certificado no

Aluno (a):............................................................................... ...........................................

Curso:......................................................................Turma:..............................No:..........

Data do Ensaio:

Obra:Peça Concretada: Idade do concreto:

Dados do Esclerômetro Fatores de Correção

Tipo: Aparelho K

Modelo/Nº: Idade Fi

PEÇA: PEÇA: PEÇA:

Nº LEITURA Âng. Nº LEITURA Âng. Nº LEITURA Âng.

1 1 1

2 2 2

3 3 3

4 4 4

5 5 5

6 6 6

7 7 7

8 8 8

9 9 9

X1 X1 X1

X1–10% X1–10% X1–10%

X1+10% X1+10% X1+10%

X2 X2 X2

I.E. I.E. I.E.

I.E.e I.E.e I.E.e

R1 R1 R1

R2 R2 R2

PEÇA: PEÇA: PEÇA:

Nº LEITURA Âng. Nº LEITURA Âng. Nº LEITURA Âng.

1 1 1

2 2 2

3 3 3

4 4 4

5 5 5

6 6 6

7 7 7

8 8 8

9 9 9

X1 X1 X1

X1–10% X1-10% X1-10%

X1+10% X1+10% X1+10%

X2 X2 X2

I.E. I.E. I.E.

I.E.e I.E.e I.E.e

R1 R1 R1

R2 R2 R2

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Page 144: Tecnologia Básica de Concreto Engª

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

CONTROLE TECNOLÓGICO DO CONCRETO

CURSO: ENGENHARIA DE PRODUÇÃO CIVILDISCIPLINA: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃOPROFESSOR: ESDRAS POTY DE FRANÇAANO: 2002

144

Page 145: Tecnologia Básica de Concreto Engª

8 - Controle Tecnológico do Concreto (NBR 12655)

8.1. - Controle de consistência pelo abatimento do tronco de cone (Slump)

Concreto dosado em central: Concreto dosado em canteiro:

. Em todo caminhão-betoneira. . Na primeira amassada do dia.. Após paralisações superiores a 2 horas.. Na troca de operadores.. Antes de cada moldagem de corpos-de-prova.

8.2. – Controle de resistência à compressão

. O controle de resistência à compressão é efetuado através da moldagem de corpos de prova cilíndricos. A moldagem deve ocorrer de modo aleatório e em número suficiente para representar todo o volume de concreto necessário na execução da estrutura.

. Cada série moldada (exemplar) deve ser constituída por dois corpos-de-prova da mesma betonada, para cada idade de rompimento.

. A resistência do exemplar, em cada idade ensaiada, será representada pelo maior dos dois valores.

8.2.1. Formação de Lotes

. Para a definição do número de séries a serem moldadas (exemplares) em cada concretagem é necessário dividir a estrutura em lotes, conforme tabela a seguir:

Limites para formação de lotes de concreto_______________________________________________________________________

Limites superiores Solicitação principal dos elementos da estrutura ________________________________________________

Compressão ou compressão e flexão Flexão simples_______________________________________________________________________

.Volume de concreto 50 m3 100 m3

. Número de andares 1 1

. Tempo de concretagem 3 dias*______________________________________________________________________* Os 3 dias de concretagem estão compreendidos em jornada de até 7 dias, prevendo-se as interrupções que possam ocorrer.

145

Page 146: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Nota: Nas normas anteriores sempre se previu um lote maior para obras de concreto massa ou de grandes volumes. Acreditamos que a não inclusão no novo texto dessa condição excepcional se deve a crescente preocupação em se implantar controles mais rígidos ou, talvez, a mesma venha a ser contemplada em norma específica.

8.2.2. Número de exemplares por lote

Concretos de classe < C50 (Grupo I) : Mínimo de 6 exemplares por lote

. Concretos de classe > C50 (Grupo II) : Mínimo de 12 exemplares por lote

8.3. - Aceitação ou rejeição de estruturas em concreto___________

fck,est > fck___________

8.4. - Tipos de controle da resistência do concreto

8.4.1. - Controle estatístico por amostragem parcial

8.4.1.1. Lotes com número de exemplares 6 < n < 20:

Cálculo do fck, est_______________________________

fck,est = 2 f1 + f2 + ..... + fm-1 - fm m - 1

_______________________________

Cálculo do Limite Inferior

L.I. = f1

Obs: O valor de fck,est não poderá ser inferior ao limite inferior

Considerar:

m = n/2 (Despreza-se o valor mais alto se "n" for impar). Neste caso a norma brasileira admite a interpolação dos valores de .

f1, f2, ...., fm = Valores em ordem crescente da resistência dos exemplares

146

Page 147: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Valores de Condição Número de exemplares depreparo 2 3 4 5 6 7 8 10 12 14 16__

A 0,82 0,86 0,89 0,91 0,92 0,94 0,95 0,97 0,99 1,00 1,02B ou C 0,75 0,80 0,84 0,87 0,89 0,91 0,93 0,96 0,98 1,00 1,02_______________________________________________________________________________

Obs.:Os valores de correspondentes a n < 6 são empregados em casos excepcionais.

Exemplos de cálculo para controle estatístico de aceitação de estruturas em concreto

Exemplo nº 1: Calcular o fck,est de uma estrutura de concreto sendo dados:

. fck = 18,0 MPa

. Amostragem parcial

. Nível de controle: B

. Número de amostras: n = 15

Série Resistência (MPa)

Série Resistência (MPa)

Série Resistência(MPa)

01 19,7/20,0 06 25,5/26,0 11 19,5/21,002 21,5/21,0 07 24,0/24,0 12 21,5/23,503 24,0/25,0 08 26,0/25,0 13 25,5/23,004 21,0/21,0 09 20,5/19,5 14 29,0/26,005 23,0/20,0 10 19,0/19,5 15 26,3/25,7

Passo n.º 1: Eliminar o menor valor de cada série

Série Resistência (MPa)

Série Resistência (MPa)

Série Resistência(MPa)

01 19,7/20,0 06 25,5/26,0 11 19,5/21,002 21,5/21,0 07 24,0/24,0 12 21,5/23,503 24,0/25,0 08 26,0/25,0 13 25,5/23,004 21,0/21,0 09 20,5/19,5 14 29,0/26,005 23,0/20,0 10 19,0/19,5 15 26,3/25,7

Série Resistência (MPa)

Série Resistência (MPa)

Série Resistência(MPa)

01 20,0 06 26,0 11 21,002 21,5 07 24,0 12 23,503 25,0 08 26,0 13 25,504 21,0 09 20,5 14 29,005 23,0 10 19,5 15 26,3

Passo n.º 2: Colocar os valores em ordem crescente

147

Page 148: Tecnologia Básica de Concreto Engª

OrdemCrescente

Resistência (MPa)

OrdemCrescente

Resistência (MPa)

OrdemCrescente

Resistência(MPa)

f1 19,5 f6 21,5 f11 25,5f2 20,0 f7 23,0 f12 26,0f3 20,5 f8 23,5 f13 26,0f4 21,0 f9 24,0 f14 26,3f5 21,0 f10 25,0 f15 29,0

O valor correspondente a f15 será suprimido para que a amostragem tenha número de valores pares.

Como m = n / 2 m = 14 / 2 m = 7 m - 1 = 6

Substituindo teremos:

OrdemCrescente

Resistência (MPa)

OrdemCrescente

Resistência (MPa)

OrdemCrescente

Resistência(MPa)

f1 19,5 f(m-1) 21,5 f11 25,5f2 20,0 f(m) 23,0 f12 26,0f3 20,5 f8 23,5 f13 26,0f4 21,0 f9 24,0 f(n) 26,3f5 21,0 f10 25,0

Passo n.º 3: Cálculo do fck,est

fck,est = 2 x f1 + f2 + f3 + f4 + f5 + fm-1 - fm m - 1

fck,est = 2 x 19,5 + 20,0 + 20,5 + 21,0 + 21,0 + 21,5 - 23,0 6

fck,est = 18,2 MPa

Passo n.º 4: Cálculo do Limite Inferior:

L.I. = f1

L.I. = 1,01. 19,5 MPa

L.I. = 19,7MPa

Passo n.º 5: Definição do valor adotado para fck,est:

Como o valor do fck,est não pode ser inferior ao valor do L.I. teremos:

fck,est = 19,7MPaPasso n.º 6: Conclusão

148

Page 149: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Considerando-se que a estrutura foi projetada para fck = 18,0 MPa pode-se afirmar, em função do valor encontrado para o fck,est, que a mesma está aceita sem restrições quanto ao uso e carregamento.

fck,est = 19,7MPa > fck

8.4.1.2. Lotes com número de exemplares n > 20

Cálculo do fck,est:____________________

fck,est = fcm - 1,65 . sd____________________

onde: fcm = resistência média dos n exemplares do lote sd = desvio padrão do lote para n -1 resultados

2º. Exemplo: Calcular o fck,est de uma estrutura de concreto sendo dados:

. fck = 25,0 MPa

. Amostragem parcial

. Nível de controle: B

. Número de amostras = 24

Série Resistência (MPa)

Série Resistência (MPa)

Série Resistência(MPa)

01 22,5/24,5 09 20,8/21,2 17 23,9/22,002 23,7/25,2 10 21,0/21,0 18 22,0/20,903 22,6/22,9 11 22,0/21,5 19 20,2/20,904 27,2/27,9 12 20,6/20,8 20 19,9/19,505 22,8/22,8 13 23,0/26,0 21 22,0/21,906 24,1/26,3 14 24,2/25,3 22 23,3/23,707 22,2/21,5 15 27,1/26,7 23 25,2/24,508 21,4/23,2 16 25,4/23,9 24 26,9/27,3

Passo n.º 1: Eliminar o menor valor de cada série

Série Resistência (MPa)

Série Resistência (MPa)

Série Resistência(MPa)

01 22,5/24,5 09 20,8/21,2 17 23,9/22,002 23,7/25,2 10 21,0/21,0 18 22,0/20,903 22,6/22,9 11 22,0/21,5 19 20,2/20,904 27,2/27,9 12 20,6/20,8 20 19,9/19,505 22,8/22,8 13 23,0/26,0 21 22,0/21,906 24,1/26,3 14 24,2/25,3 22 23,3/23,707 22,2/21,5 15 27,1/26,7 23 25,2/24,508 21,4/23,2 16 25,4/23,9 24 26,9/27,3

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Page 150: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Série Resistência (MPa)

Série Resistência (MPa)

Série Resistência(MPa)

01 24,5 09 21,2 17 23,902 25,2 10 21,0 18 22,003 22,9 11 22,0 19 20,904 27,9 12 20,8 20 19,905 22,8 13 26,0 21 22,006 26,3 14 25,3 22 23,707 22,2 15 27,1 23 25,208 23,2 16 25,4 24 27,3

Passo n.º 2: Cálculo do fck,est

fck,est = fcm - 1,65 . sd

fck,est = 23,7 MPa - 1,65 . 2,3 MPa

fck,est = 19,9 MPa

Passo n.º 3: Conclusão

Considerando-se que a estrutura foi projetada para fck = 25,0 MPa pode-se afirmar, em função do valor encontrado para o fck,est, que a mesma não está aceita automaticamente.

fck,est = 19,9 MPa < fck

8.4.2. - Controle estatístico por amostragem total (100%)

Aplicado em casos especiais onde se amostra concreto de todas as betonadas, a critério do responsável técnico da obra. Nesse caso não há limitação para o número de exemplares do lote.

8.4.2.1. Lotes com número de exemplares n < 20__________

fck,est = f1__________

3º. Exemplo: Calcular o fck,est de uma estrutura de concreto sendo dados:

. fck = 20,0 MPa

. Amostragem total

. Nível de controle: A

. Número de amostras = 18

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Page 151: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Série Resistência (MPa)

Série Resistência (MPa)

Série Resistência(MPa)

01 22,5/24,5 07 22,2/21,5 13 23,0/26,002 23,7/25,2 08 21,4/23,2 14 24,2/25,303 22,6/22,9 09 20,8/21,2 15 27,1/26,704 27,2/27,9 10 21,0/21,0 16 25,4/23,905 22,8/22,8 11 22,0/21,5 17 23,9/22,006 24,1/26,3 12 20,6/20,8 18 22,0/20,9

Passo n.º 1: Eliminar o menor valor de cada série

Série Resistência (MPa)

Série Resistência (MPa)

Série Resistência(MPa)

01 22,5/24,5 07 22,2/21,5 13 23,0/26,002 23,7/25,2 08 21,4/23,2 14 24,2/25,303 22,6/22,9 09 20,8/21,2 15 27,1/26,704 27,2/27,9 10 21,0/21,0 16 25,4/23,905 22,8/22,8 11 22,0/21,5 17 23,9/22,006 24,1/26,3 12 20,6/20,8 18 22,0/20,9

Série Resistência (MPa)

Série Resistência (MPa)

Série Resistência(MPa)

01 24,5 07 22,2 13 26,002 25,2 08 23,2 14 25,303 22,9 09 21,2 15 27,104 27,9 10 21,0 16 25,405 22,8 11 22,0 17 23,906 26,3 12 20,8 18 22,0

Passo n.º 2: Colocar os valores em ordem crescente

Série Resistência (MPa)

Série Resistência (MPa)

Série Resistência(MPa)

f1 20,8 f7 22,8 f13 25,3f2 21,0 f8 22,9 f14 25,4f3 21,2 f9 23,2 f15 26,0f4 22,0 f10 23,9 f16 26,3f5 22,0 f11 24,5 f17 27,1f6 22,2 f12 25,2 f18 27,9

Passo n.º 3: Cálculo do fck,est

fck,est = f1

fck,est = 20,8 MPa

151

Page 152: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Passo n.º 4: Conclusão

Considerando-se que a estrutura foi projetada para fck = 20,0 MPa pode-se afirmar, em função do valor encontrado para o fck,est, que a mesma está aceita sem restrições quanto ao uso e carregamento.

fck,est = 20,8 MPa > fck

8.4.2.2. Lotes com número de exemplares n > 20__________

fck,est = f i__________

onde: i = 1 +0,05 n (Quando o valor de i for fracionário adota-se o número inteiro imediatamente inferior.

4º. Exemplo: Calcular o fck,est de uma estrutura de concreto sendo dados:

. fck = 20,0 MPa

. Amostragem total

. Nível de controle: A

. Número de amostras = 24

Série Resistência (MPa)

Série Resistência (MPa)

Série Resistência(MPa)

01 22,5/24,5 09 20,8/21,2 17 23,9/22,002 23,7/25,2 10 21,0/21,0 18 22,0/20,903 22,6/22,9 11 22,0/21,5 19 20,2/20,904 27,2/27,9 12 20,6/20,8 20 19,9/19,505 22,8/22,8 13 23,0/26,0 21 22,0/21,906 24,1/26,3 14 24,2/25,3 22 23,3/23,707 22,2/21,5 15 27,1/26,7 23 25,2/24,508 21,4/23,2 16 25,4/23,9 24 26,9/27,3

Passo n.º 1: Eliminar o menor valor de cada série

Série Resistência (MPa)

Série Resistência (MPa)

Série Resistência(MPa)

01 22,5/24,5 09 20,8/21,2 17 23,9/22,002 23,7/25,2 10 21,0/21,0 18 22,0/20,903 22,6/22,9 11 22,0/21,5 19 20,2/20,904 27,2/27,9 12 20,6/20,8 20 19,9/19,505 22,8/22,8 13 23,0/26,0 21 22,0/21,906 24,1/26,3 14 24,2/25,3 22 23,3/23,707 22,2/21,5 15 27,1/26,7 23 25,2/24,508 21,4/23,2 16 25,4/23,9 24 26,9/27,3

152

Page 153: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Série Resistência (MPa)

Série Resistência (MPa)

Série Resistência(MPa)

01 24,5 09 21,2 17 23,902 25,2 10 21,0 18 22,003 22,9 11 22,0 19 20,904 27,9 12 20,8 20 19,905 22,8 13 26,0 21 22,006 26,3 14 25,3 22 23,707 22,2 15 27,1 23 25,208 23,2 16 25,4 24 27,3

Passo n.º 2: Colocar os valores em ordem crescente

Série Resistência (MPa)

Série Resistência (MPa)

Série Resistência(MPa)

01 19,9 09 22,2 17 25,202 20,8 10 22,8 18 25,303 20,9 11 22,9 19 25,404 21,0 12 23,2 20 26,005 21,2 13 23,7 21 26,306 22,0 14 23,9 22 27,107 22,0 15 24,5 23 27,308 22,0 16 25,2 24 27,9

Passo n.º 3: Cálculo do fck,est

fck,est = f i

i = 1 + 0,05 . 24

i = 2,2

Logo: i = 2

fck,est = f 2

fck,est = 20,8 MPa

Passo n.º 4: Conclusão

Considerando-se que a estrutura foi projetada para fck = 20,0 MPa pode-se afirmar, em função do valor encontrado para o fck,est, que a mesma está aceita sem restrições quanto ao uso e carregamento.

fck,est = 20,8 MPa > fck

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Page 154: Tecnologia Básica de Concreto Engª

8.4.3. - Controle estatístico para pequenas amostragens__________

2 < n < 5__________

O controle estatístico para pequenas amostragens é considerado um caso excepcional, podendo ser aplicado em estruturas com lotes de, no máximo, 10 m3.

______________

fck,est = . f1______________

5º Exemplo: Calcular o fck,est de uma estrutura de concreto sendo dados:

. fck = 15,0 MPa

. Amostragem parcial

. Nível de controle: C

. Número de amostras = 5

Série Resistência (MPa)

Série Resistência (MPa)

Série Resistência(MPa)

01 17,5/18,5 03 22,6/22,9 05 20,2/20,302 18,7/19,2 04 21,0/19,8

Passo n.º 1: Eliminar o menor valor de cada série

Série Resistência (MPa)

Série Resistência (MPa)

Série Resistência(MPa)

01 17,5/18,5 03 22,6/22,9 05 20,2/20,302 18,7/19,2 04 21,0/19,8

Série Resistência (MPa)

Série Resistência (MPa)

Série Resistência(MPa)

01 18,5 03 22,9 05 20,302 19,2 04 21,0

Passo n.º 2: Colocar os valores em ordem crescente

Série Resistência (MPa)

Série Resistência (MPa)

Série Resistência(MPa)

f1 18,5 f3 20,3 f5 22,9f2 19,2 f4 21,0

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Page 155: Tecnologia Básica de Concreto Engª

Passo n.º 3: Cálculo do fck,est

fck,est = . f1

fck,est = 0,87 . 18,5 MPa

fck,est = 16,1 MPa

Passo n.º 4: Conclusão

Considerando-se que a estrutura foi projetada para fck = 15,0 MPa pode-se afirmar, em função do valor encontrado para o fck,est, que a mesma está aceita sem restrições quanto ao uso e carregamento.

fck,est = 16,1 MPa > fck

8.5. Decisões quando ocorrer rejeição

Quando ocorrer rejeição adotar os procedimentos estabelecidos na NBR 6118, descritos a seguir:

8.5.1. Revisão do projeto

O projeto será revisto considerando-se para as peças concretadas o valor do fck = fck,est.

8.5.2. Ensaios especiais

Extração de testemunhos:

O número mínimo de extrações será 6, distribuídas de modo a representar o lote em exame. No cálculo do fck,est, baseado nos valores dos testemunhos, considerar para limite inferior 1,05 f1 para n < 18 ou 1,10 . f1 para n > 18. Os fatores de majoração levam em consideração que se trata da resistência do concreto da própria estrutura.

Esclerometria / Ultra-som:

Com relação a esses ensaios a Norma recomenda que os mesmos sejam executados de acordo com os métodos já estudados e aprovados por laboratório nacional idôneo e em sua interpretação sejam tomadas as precauções necessárias para que decisões sobre a estrutura analisada se baseiem em valores corretos e coerentes.

155

Page 156: Tecnologia Básica de Concreto Engª

8.5.3. Ensaios da estrutura

Consiste na execução de prova-de-carga que mede o comportamento da estrutura quando carregada.

Caso, após a execução de uma ou mais medidas de verificação descritas, se concluir que as condições de segurança da estrutura atendem às especificações de projeto a mesma será aceita sem restrições. Caso contrario deve-se adotar uma das seguintes decisões:- A parte condenada será demolida;- A parte condenada será reforçada;- A estrutura será aproveitada com restrições ao uso e carregamento.

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Page 157: Tecnologia Básica de Concreto Engª

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

ADITIVOS PARA CONCRETO

CURSO: ENGENHARIA DE PRODUÇÃO CIVILDISCIPLINA: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃOPROFESSOR: ESDRAS POTY DE FRANÇAANO: 2002

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Page 158: Tecnologia Básica de Concreto Engª

9 - ADITIVOS PARA CONCRETO

9.1 - Definição

Aditivos são produtos químicos, líquidos ou em pó, adicionados ao concreto antes ou durante a mistura com a finalidade de incorporar, melhorar ou modificar determinadas propriedades do mesmo.

No Brasil, onde a indústria química dos aditivos para concreto está estabelecida há vários anos, temos constatado uma evolução lenta porém constante do seu emprego. Algumas pessoas ligadas a área técnica ainda o vêem com certa desconfiança e inclusive combatem o seu uso, alegando que o mesmo sendo manuseado por leigos ou sem os devidos cuidados pode acarretar sérios problemas ao concreto.

Ao mesmo tempo em que concordarmos integralmente com essas cautela não podemos abrir mão do grande número de benefícios que podem ser alcançados com o uso racional do produto que, sem dúvida, representa uma evolução significativa na tecnologia do concreto, trazendo substancial economia de custos, modificando os tempos de início e fim de pega, aumentando a plasticidade e coesão, reduzindo a permeabilidade, possibilitando maior durabilidade, facilitando o lançamento e adensamento, minimizando problemas de trincas e fissuras, etc.

9.2 - Tipos de Aditivos

9.2.1 –PLASTIFICANTES

9.2.1.1. Plastificante (Normal)

Os aditivos plastificantes têm por finalidade reduzir a quantidade de água necessária para a elaboração dos concretos.

Os materiais usados na fabricação dos plastificantes são as ligninas ( subproduto das fábricas de celulose ) e os gluconatos de sódio.

Os plastificantes agem fisicamente nos concretos, do seguinte modo:

. reduzindo a tensão superficial da água (molhagem).

. menor atrito dinâmico, gerando efeito lubrificante.

. criando efeito dispersor (dispersão de partículas finas).

Geralmente o percentual de aditivo plastificante (líquido) varia de 0,2% a 0,5% em relação ao peso do cimento, reduzindo, em geral, 5% na quantidade da água de amassamento. A redução no consumo de água, mantendo-se o mesmo fator

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Page 159: Tecnologia Básica de Concreto Engª

água/cimento, permite uma economia de aproximadamente 15 kg de cimento por metro cúbico de concreto. Caso não se queira alterar a água e o cimento a inclusão do aditivo plastificante elevará o abatimento do concreto, tornando-o mais plástico e com isso facilitando o lançamento e o adensamento.

O custo médio do aditivo plastificante é de R$ 1,00 o litro e somente em situações especiais utilizamos volume superior a 1 litro em cada metro cúbico de concreto, o que o torna altamente competitivo e econômico.

Quando os argumentos econômicos (redução de custos) ou operacionais (facilidade de lançamento e adensamento) não são suficientes pode-se argumentar com a redução de fissuras decorrentes de retração hidráulica.

9.2.1.2 – Plastificante (poli-funcional)

Nos últimos anos surgiu no mercado os aditivos plastificantes denominados poli funcionais ou multifuncionais, produzidos a base de ácidos lignosulfônicos modificados.

Estes aditivos representam o meio termo entre os aditivos plastificantes normais e os super plastificantes. Utilizados em dosagens maiores que o primeiro, geralmente em torno de 0,6 % a 0,8% em relação ao peso do cimento, são capazes de reduzir a água de amassamento do concreto em 10%. Os poli-funcionais têm dupla função, são plastificantes e retardadores.

O custo médio dos aditivos poli-funcionais é de R$ 1,80 o litro.

9.2.1.3 –Superplastificante

Na década de 70 surgiram os primeiros aditivos superplastificantes, produzidos a base de lignosulfonato de sódio. Esses aditivos não diferiam, no mecanismo de atuação, dos plastificantes, apenas eram mais enérgicos no seu efeito de redução de água.

Eram capazes de reduzir o consumo de água do concreto em aproximadamente 12% mas tinham um sério inconveniente: não mantinham a plasticidade do concreto por tempo superior a 25 minutos. Após esse período o concreto perdia rapidamente a plasticidade inicial

Com o passar do tempo os fabricantes aprimoraram a formulação desses aditivos através do uso de melamina sulfonada ou naftaleno sulfonado. Essa nova geração de aditivos super plastificantes era capaz de reduzir o consumo de água em percentuais de 15% a 20%, mantendo a plasticidade por um tempo maior, aproximadamente 50 minutos.

Estes aditivos foram largamente empregados em concretos fluídos e concretos de alto desempenho, principalmente àqueles dimensionados com sílica ativa. Vale

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lembrar que em função da alta plasticidade, as características dos concretos fluidos têm de ser ajustadas para que não ocorram problemas de segregação e/ou exsudação.

O custo médio dos aditivos super plastificantes é de R$ 3,50 e são utilizados em percentuais que variam de 0,8% a 1,5% em relação ao peso do cimento

Fig.1 – Concreto normal x Concreto fluido

Fig. 2 – Aplicação de concreto fluido

Fig.3 – Aplicação de concreto fluido

9.2.1.4 –Superplastificante (policarboxilato)

No final dos anos 90 surgiu, no exterior, os aditivos superplastificantes de última geração, desenvolvidos a base de Éter policarboxilato modificado.

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Por meio de sua ação química diferenciada esse aditivo consegue resultados bastante superior aos superplastificantes à base de melamina ou naftaleno. O processo consiste na adsorção superficial dos grânulos de cimento que recebem cargas negativas. Esse efeito provoca a repulsão eletrostática e resulta no dispersão dos grãos de cimento. Além do efeito dispersor dos grãos de cimento podemos destacar a fortíssima redução no consumo de água, que ultrapassa os 30%.

Fig. 4 Superplastificante normal fig.5 Superplastificante policarboxilato

Destacamos também a manutenção da plasticidade do concreto por tempos prolongados, acima de 1 hora.

Fig. 6 e Fig. 7 - Consistência por espalhamento

O custo médio dos aditivos superplastificantes a base de policarboxilatos é de R$ 10,00 o litro e são utilizados em percentuais que variam de 0,8% a 1,5% em relação ao peso do cimento.

O seu custo elevado não inviabiliza o seu uso em função das inúmeras vantagens incorporadas ao concreto, tais como:

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Grande redução de água; Manutenção da plasticidade por tempos prolongados; Possibilidade de dimensionar concretos com fator A/C abaixo de 0,30; Grande coesão; Redução significativa da exsudação; Possibilita a execução de concretos auto-adensáveis; Maior resistência à compressão, tanto inicial como final; Maior resistência à tração, tanto inicial como final; Maior durabilidade estrutural; Melhoria da textura superficial das peças concretadas;

Fig. 8 e Fig. 9 – Aplicação de concreto auto-adensável

9.2.2 – RETARDADORES DE PEGA

Os aditivos retardadores além de prolongar o tempo de início e fim de pega agem, também, como plastificantes. São várias as propriedades do concreto influenciadas por esse aditivo, tais como:

. Resistência à compressão e tração superiores;

. Maior plasticidade;

. Controle do tempo de pega no estado plástico;

. Facilidade de bombeamento;

. Reduz a exsudação;

. Reduz a permeabilidade;

. Aumenta a durabilidade;

. Reduz as fissuras do concreto.

Como no caso dos plastificantes o percentual de aditivo varia de 0,2% a 0,5% e os

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preços são semelhantes.

Materiais usados na fabricação de plastificantes redutores de água e controladores de pega:

1) Ácidos lignosulfônicos e seus sais;2) Modificações e derivações do ácido lignosulfônico e seus sais;3) Ácido carboxílico hidroxilado e seus sais;4) Modificações e derivações do ácido carboxílico hidroxilado e seus sais.

Os itens 1 e 3 podem ser utilizados separadamente ou combinados com substância orgânica ativa ou inerte. São redutores de água ou retardadores de pega.

Os itens 2 e 4 são redutores de água que oferecem combinações de substâncias preparadas para não afetar o endurecimento, ou oferecer diferentes graus de retardamento ou aceleração do endurecimento do concreto.

Tais aditivos podem incluir agente incorporador de ar.

O aditivo retardador é um produto imprescindível na indústria de prestação de serviços de concretagem. Seria impossível preparar, transportar, lançar e adensar o grande volume de concreto transportado por um caminhão betoneira (7 m3 a 10 m3) antes do início de pega que, em função do tipo de cimento, temperatura, umidade relativa do ar e outros fatores, ocorre entre 90 a 180 minutos. A maioria das empresas ligadas a indústria concreteira dimensiona a quantidade de aditivo retardador para obter o início de pega acima de 4 horas.

Fig. 10 e Fig. 11 – Aplicação de concreto convencional

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9.2.3 – INCORPORADORES DE AR

Na década de 50, observou-se nos Estados Unidos, que certo trecho de uma estrada executada em concreto não apresentava as desagregações devidas ao congelamento que ocorriam rotineiramente nas regiões sujeitas a congelamento e degelo, principalmente sob a forma de escamamento.

As pesquisas realizadas mostraram que o concreto daquele trecho apresentava grande número de minúsculas bolhas de ar. A neve ao se depositar sobre a placa de concreto derretia e penetrava nos vasos capilares, com a queda da temperatura a água existente nos vasos capilares congelava e, em consequência, aumentava de volume produzindo tensões internas no concreto para as quais ele não havia sido dimensionado. O grande número de bolhas de ar (vazios) existente no concreto compensava a expansão e minimizava os efeitos das tensões internas, preservando as placas. Tal constatação serviu para modificar definitivamente o conceito de durabilidade de concretos sujeitos a congelamento e degelo que havia até então.

Atualmente o aditivo incorporador de ar é largamente empregado no hemisfério norte e grande número de textos normativos exigem o seu emprego em estruturas sujeitas a congelamento e degelo.

No Brasil o seu uso se restringe praticamente ao concreto utilizado em barragens. Alguns tecnologistas afirmam que para cada 1% de ar incorporado ao concreto a resistência à compressão é reduzida em 1,5% a 2,0%.

Em concretos com baixo teor de cimento a incorporação de ar melhora acentuadamente a trabalhabilidade. Cada 1% de ar incorporado equivale a 15 kg de finos no concreto. As minúsculas bolhas de ar inseridas ao concreto funcionam como esferas rolantes que reduzem o atrito interno entre as partículas e aumentam significativamente a mobilidade do concreto magro, facilitando o seu espalhamento e adensamento.

Fig. 12 e Fig. 13 – Concreto leve celular com ar incorporado

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Matérias primas usadas para fabricar os incorporadores de ar:

. Sais de resina de madeira;

. Alkyl aryl sulfonado;

. Sais de lignina sulfonada;

. Sais de ácidos de petróleo;

. Sais de materiais protéicos;

. Ácidos de gorduras e resinas, e seus sais;

. Sais orgânicos de hidrocarbonetos sulfonados.

Vantagens no uso do incorporador de ar (Concreto no estado plástico)

. Aumenta a trabalhabilidade;

. Aumenta o abatimento (slump);

. Produz misturas mais coesivas;

. Reduz segregação;

. Reduz trincas;

. Reduz exsudação;

. Permite o uso de agregados mal graduados.

Vantagens no uso do incorporador de ar ( Concreto endurecido)

. Aumenta a resistência a ciclos de gelo e degelo;

. Reduz o peso do concreto.O teor de ar incorporado varia da seguinte forma:

. Quanto maior a temperatura do concreto menor o teor de ar;

. Quanto maior a vibração menor o teor de ar;

. Quanto maior a quantidade de agregado miúdo, maior o teor de ar;

. Quanto maior o consumo de cimento menor o teor de ar;

. Quanto maior o abatimento (slump) maior o teor de ar;

. Quanto maior o agregado graúdo menor o teor de ar;

. Quanto maior o teor de ar menor a resistência mecânica.

Fig. 14 – Preparação doconcreto leve celular

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9.2.4 – ACELERADORES DE PEGA

São aditivos que por ação química aumentam a velocidade de hidratação do cimento, acelerando a pega e o endurecimento inicial.

Os aceleradores de pega são usados em concreto projetado, onde a pega rápida ou instantânea é necessária, ou em concretagens onde a peça será submetida a esforços com poucas horas de idade.

Os silicatos e carbonatos de sódio são as matérias primas básicas que podem ser usadas para essa finalidade.

O cloreto de cálcio também é usado como acelerador de pega e de endurecimento, reduzindo o tempo de início e fim de pega, elevando as resistências iniciais e reduzindo as resistências finais. Dosagens acima de 2% reduzem substancialmente as resistências finais, não sendo aconselhável o seu uso. O cloreto de cálcio tem também os seguintes inconvenientes:

. Aumenta a possibilidade de retração do concreto.

. Provoca corrosão das armaduras.

Em função dessas características negativas é vedado o uso de aditivos aceleradores de pega, à base de cloreto de cálcio, em concretos armados e protendidos. Em concretos simples não há restrições.

Outros produtos podem ser utilizados como aceleradores, como: fluoretos, nitratos, tiosulfatos e trietanolamina. Todos agindo como aceleradores dos silicatos de cálcio, especialmente o silicato tricálcico (C3 S).

Fig. 15 – Concretagem de túnel Fig. 16 – Concreto projetado em talude

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9.2.5 - IMPERMEABILIZANTES

Acreditamos, baseados em nossa experiência e também em estudos desenvolvidos por órgãos de pesquisa, que os aditivos impermeabilizantes apresentam resultados mais satisfatórios quando empregados em argamassas ao invés de concreto. O IPT, através de artigo publicado no encarte n.º 17 da revista "Tecnologia de Edificações", afirma que:

" . Estes produtos apresentam como constituintes ativos ésteres, ácidos graxos e sais de ácido graxos. Apresentam pH alcalino, não sendo detectada a presença de substâncias que influenciem o tempo de pega e endurecimento de cimentos.

. Com relação aos ensaios para a avaliação do comportamento físico pode-se concluir que estes produtos aumentam a trabalhabilidade de argamassas e concretos, portanto, funcionam como redutores de água.

. Os ensaios para a medida da permeabilidade à água indicam que estes produtos reduzem a absorção capilar de argamassas mais do que 50% em relação à argamassa de referência, decorrente, provavelmente, da redução da relação água/cimento.

. De maneira geral estes produtos aumentam a incorporação de ar tanto em argamassas quanto em concretos, influindo desta maneira na resistência à compressão, principalmente em concretos. Portanto estes produtos são indicados somente para argamassas e não para concretos."

Confirmando a afirmativa do IPT temos, também, realizado em Laboratório e a nível de campo grande número de experiências com vários tipos de aditivos impermeabilizantes, para execução de piscinas, reservatórios e caixas d'água e, em alguns casos, constatamos queda na resistência à compressão do concreto de 25% a 30%. Evidentemente que valores dessa magnitude são casos isolados mas, nos preocupa sobremaneira, principalmente quando se trata do aditivo impermeabilizante mais conhecido e solicitado em nosso país.

Portanto, recomendamos, para se obter um concreto impermeável que se tome os seguintes cuidados:

. Fixar um fator água/cimento abaixo de 0,5 L/kg.

. Definir o teor de argamassa ideal da mistura.

O fator água/cimento mais baixo implica em consumo de cimento maior e consequentemente um maior volume de pasta para envolver todos os agregados e reduzir a permeabilidade da mistura.

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. Não ultrapassar a faixa de plasticidade ideal para o lançamento.

. Lançar o concreto sem que ocorra segregação.

. Vibrar corretamente.

. Curar rigorosamente.

9.2.6. EXPANSORES

São os aditivos empregados com o objetivo de garantir uma pequena e controlada expansão da pasta de cimento enquanto ocorre a sua hidratação, de forma a compensar a inevitável retração do cimento.

Utilizado em injeção de pasta ou argamassa de cimento em fissuras de rocha ou juntas de concreto, onde se deseja impermeabilidade e estabilização, através de um material fluido e com um mínimo de retração. Em injeção de nata de cimento em bainhas dos cabos de concreto protendido para proteção e aderência das cordoalhas. Encunhamento de argamassas e recuperação em estruturas de concreto.

A dosagem utilizada varia de 0,5% a 1,5% em relação ao peso do cimento. Após a mistura do aditivo expansor a pasta, argamassa ou concreto deve ser aplicada imediatamente.

Quando se aplica o expansor em peças abertas, onde a expansão não sofre restrições, observa-se uma queda na resistência inicial e final, em função do aumento do números de vazios. Em peças confinadas a expansão se restringe a área concretada e não ocorre alteração na resistência.

. O excesso eleva o consumo de água, aumenta a retração hidráulica e a probabilidade de surgimento de fissuras além de aumentar o número de vasos capilares responsáveis pela maior permeabilidade.

. A deficiência de argamassa ocasionará segregação, redução da compacidade e aumento da permeabilidade.

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9.3. Especificações - Aditivos para concreto EB - 1763/92

REQUISITOS DE DESEMPENHO DOS ADITIVOS

Propriedades Tipos de cimento

P R A PR PA IAR SP SPR SPA

Redução de água (% mín.) 6 - - 6 6 - 12 12 12

Tempos mínimo - +1:00 -1:00 +1:00 +1:00 - - +1:00 -1:00

depega

Início não mais que

-1:00+1:30 +3:30 -3:30 +3:30 -3:30

+1:15-1:30

-1:00+1:30 +3:30 -3:30

(horas) mínimo - - -1:00 - -1:00 - - - -1:00

(MB-2665)

Fim nãomais que

-1:00+1:30 +3:30 - +3:30 -

-1:15+1:30

-1:00+1:30 +3:30 -

Exsudação de água (%)

(ASTM C 232)máximo - - - - - 2,0 - - -

% Resistência 12 h - - - - - - - - 150

M à 3 dias 110 90 125 110 125 90 140 125 125

Í compressão 7 dias 110 90 100 110 110 90 125 125 125

N (% mínima) 28 dias 110 90 100 110 110 90 115 115 100

I (MB-3) 90 dias 110 90 90 110 100 90 110 110 100

M 180 dias (f)

- - - - - - 100 100 100

A Resistência 3 dias 100 90 110 100 100 90 110 110 120

à tração 7 dias 100 90 100 100 100 90 100 100 110

MB -212 e 3483

28 dias 100 90 90 100 100 90 100 100 100

Mudança de

> 0,030 %(máxima)

135 135 135 135 135 135 135 135 135

ComprimentoNB-1401

> 0,030 %aum. máx.

0.010 0.010 0.010 0.010 0.010 0.006 0.010 0.010 0.010

Notas:

1) Os ensaios para verificação do desempenho de aditivos devem ser efetuados de acordo com a NB-1401.

2) As propriedades do concreto contendo o aditivo em exame devem ser analisadas comparativamente às do concreto de referência e devem atender aos requisitos da tabela acima.

3) Excluídos os aditivos incorporadores de ar (tipo IAR), todos os demais, quando destinados a concretos sem ar incorporado, não devem incorporar um teor de ar maior do que 3,0%.

4) Excluídos os aditivos incorporadores de ar (tipo IAR), todos os demais, quando destinados a concretos com ar incorporado, não devem incorporar um teor de ar maior do que 5,0%.

5) Podem ser estabelecidos parâmetros para a perda de abatimento no decorrer do tempo, em função das necessidades específicas de cada obra.

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