Trabalho Concreto Parcial

7/22/2019 Trabalho Concreto Parcial

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAR

INSTITUTO DE TECNOLOGIA

FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL

CONCRETOS E ARGAMASSAS

TRABALHO SOBRE DOSAGEM PELO MTODO DO IPT/EPUSP

BELMPAR

2013


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TRABALHO SOBRE DOSAGEM PELO MTODO DO IPT/EPUSP

Trabalho apresentado comorequisito parcial para obteno doconceito final da disciplina deConcretos e Argamassas, docurso de Engenharia Civil, daUniversidade Federal do Par.

Orientao: Prof. Dr. Paulo SrgioLima Souza

BELMPA

2013


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SUMRIO

1. INTRODUO.......................................................................2. OBJETIVOS ......................................................3. AGREGADOS........................................................................


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1. INTRODUO:

O concreto o material construtivo mais utilizado no mundo. amplamente

disseminado por ser um material relativamente acessvel economicamente, pois existe

uma disponibilidade abundante de seus elementos constituintes em vrias regies da

terra. As aplicaes do concreto so as mais diversas, podendo ser encontrado em

estruturas prediais, obras rodovirias, hidrulicas, industriais entre outras. De maneira

geral, pode-se dizer que o concreto uma pedra artificial que se molda de vrias

formas e tamanhos, podendo assim ser escolhida a mais conveniente do ponto de

vista estrutural, dando maior liberdade ao projetista.

Para se obter um concreto endurecido de boa qualidade, necessrio que ele

seja tratado cuidadosamente na fase plstica, uma vez que as deficincias geradas

nesta fase resultaro em prejuzos para o concreto endurecido, comprometendo a sua

durabilidade. Tem-se ento a trabalhabilidade como uma propriedade significativa do

concreto fresco, indicando a facilidade com que o concreto pode ser lanado e

adensado sem segregao. A obteno de um concreto com trabalhabilidadeadequada, ao contrrio do que se imagina, no depende unicamente da quantidade de

gua utilizada ou aditivo, mas tambm da seleo e proporo adequada dos

materiais.

Basicamente, o concreto atual um material constitudo de uma mistura de

cimento (os tipos variam de acordo com as necessidades), agregado mido (areia),

agregado grado (brita, seixo etc.) e gua. So possveis, ainda, utilizar aditivos e

adies com a finalidade de alterar caractersticas do material, de acordo com

necessidades especficas de cada projeto visando obteno de propriedades

previamente estabelecidas. A resistncia e durabilidade que devem ser atendidas so

atingidas mediante o conhecimento das caractersticas de cada componente e de seu

proporo correta na mistura, caracterizando assim uma dosagem ou trao. O trao

pode ser em peso ou em volume, maior a preciso quando se adota um trao em

peso, no entanto mais prtico se trabalhar com volume.

Um estudo de dosagem deve ser realizado visando obter a mistura ideal e mais

econmica, numa determinada regio e com os materiais ali disponveis, para atender


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uma srie de requisitos. Uma das fases mais importantes a determinao do teor de

argamassa, pois esta quem determina a adequabilidade do concreto quando lanado

na frma. A falta de argamassa na mistura ocasiona porosidade ou falhas de

concretagem. J o excesso proporciona melhor aparncia, no entanto aumenta o risco

de fissurao como tambm eleva o custo da obra por m.

No Brasil no existe uma norma especfica sobre dosagem de concretos, fica a

critrio do calculista a determinao do mtodo a ser utilizado e o clculo da

resistncia mdia de dosagem, atentando para isso as normas referentes ao projeto e

a execuo de obras de concreto, pois a partir desta caracterstica que se faz a

proporo dos materiais constituintes do concreto. Entre todos os mtodos

encontrados na literatura especializada, no Brasil veem se utilizando com mais

frequncia o mtodo de dosagem do IPT/EPUSP (Instituto de Pesquisa Tecnolgica).

Este mtodo preconiza a formulao de curvas de dosagem para traos

padres (1:5) chamada de trao de referncia, trao rico e trao pobre. Para atingir as

caractersticas bsicas do concreto, varia-se o fator gua/cimento e o teor de

argamassa com a finalidade de se obter um concreto com resistncia, textura e

consistncia adequada aplicao desejada. Uma das fases mais importantes do

estudo a determinao do teor ideal de argamassa para o trao inicial, pois a

adequabilidade do concreto quando lanado na frma depende desse fator. A partir

das misturas realizadas determinam-se as curvas de dosagens para os materiais

empregados.


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2. OBJETIVOS

O mtodo do IPT consiste na obteno do teor ideal de argamassa

atravs de avaliaes visuais e empricas utilizando um trao principal e dois

auxiliares para um abatimento fixo. Portanto, tem-se como objetivo principal a

elaborao de um diagrama de dosagem que proporcione um trao unitrio

para um concreto de resistncia compresso caracterstica (fck) de 32 MPa

aos 28 dias. O diagrama de dosagem deve ser obtido a partir de um

abatimento de 80 10 mm. Portanto, a partir do diagrama de dosagem,objetiva-se obter, para a resistncia requerida:

- Fator gua cimento (a/c);

- Abatimento necessrio;

- Proporo de agregado seco/cimento, conhecida como mistura seca, a partir

da qual possvel determinar o consumo de agregado mido (areia) e

agregado grado (seixo) por m de concreto;

- Consumo de cimento por m de concreto;.

3. METODOLOGIA

3.1. MTODO DE DOSAGEM DO IPT/EPUSP

Este mtodo de dosagem foi desenvolvido pelo Instituto de Pesquisas

Tecnolgicas (IPT) e pela Escola Politcnica da Universidade de So Paulo

(EPUSP). um mtodo essencialmente experimental bastante utilizado no

Brasil, devido sua fcil execuo e equilbrio proporcional dos materiais

constituintes.

Para o desenvolvimento do mtodo fundamental saber que: (a) a

relao gua/cimento (a/c) o parmetro de maior relevncia; (b) a economia

do concreto diretamente proporcional ao aumento da dimenso mxima do

agregado grado e ao menor abatimento do tronco de cone; (c) as Leis deAbrams, Lyse e Molinari so denominadas de Leis de Comportamento; (d)


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possvel criar um diagrama de dosagem, que correlaciona, para concretos

dosados com os mesmos materiais, a resistncia compresso axial, idade j,

(fcj, em MPa), com a relao a/c, esta com a relao agregado seco/cimento

(m, em kg/kg) e este ltimo com o consumo de cimento (C, em kg/m).

O princpio do mtodo consiste em encontrar um teor ideal de

argamassa para valores de consistncia (abatimento de tronco de cone),

resistncia compresso e relao a/c inicial pr-estabelecidos. Para tal, so

realizadas tentativas e observaes visuais e empricas.

O mtodo realizado com o intuito de traar o Diagrama de Dosagem

para o concreto. As etapas realizadas so:

a) Ensaios de caracterizao dos materiais;

b) Determinao da relao a/c atravs de equaes apresentadas por Helene

e Terzian (1992). Geralmente, inicia-se com uma relao de 0,60;

c) Determinao do teor de argamassa seca, atravs de tentativas e

observaes prticas, a partir da utilizao de um trao de referncia, sugerido

por Helene e Terzian (1992) como sendo 1:5 (cimento: agregados secos totais,

em massa);

d) Determinao dos traos auxiliares (1:3,5 e 1:6,5), que obedeam o mesmo

teor de argamassa e mesmo abatimento do trao principal.

Obtidos os trs traos, as misturas experimentais devem ser realizadas

para efetuar as seguintes determinaes:

a) Relao gua/cimento, para alcanar o abatimento desejado;

b) Consumo de cimento por metro cbico de concreto;

c) Massa especfica do concreto no estado fresco;

d) Abatimento do tronco de cone;

e) Resistncia compresso nas idades desejadas, atravs da moldagem e

ruptura de corpos-de-prova.


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Aps essas determinaes, traa-se o diagrama de dosagem (Figura 1),

a partir do qual possvel obter o trao e os consumos de materiais para a

famlia de concretos estudada.

Figura 1 - Exemplo de Diagrama de Dosagem (HELENE & TERZIAN, 1992).

3.2. AVALIAO DA RESISTNCIA DOS CORPOS-DE-PROVA.

a) Ensaio de Resistncia a compresso simples (axial)

A resistncia compresso simples a caracterstica mecnica mais

importante relativa ao concreto. Para estim-la so moldados e preparados

corpos-de-prova para ensaio segundo a NBR 5738 Moldagem e cura de

corpos-de-prova cilndricos ou prismticos de concreto (trataremos, neste

trabalho, exclusivamente sobre os corpos-de-prova cilndricos), os quais so

ensaiados segundo a NBR 5739 Concreto Ensaio de compresso de

corpos-de-prova cilndricos.

Os moldes para o ensaio devem ter altura igual ou inferior ao dobro do

dimetro. As dimenses mais usuais para corpos-de-prova cilndricos so

10x20cm e 15x30cm.


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Antes de proceder moldagem dos corpos-de-prova, estes devem ser

revestidos internamente com uma fina cama de leo mineral (desmoldante). Ao

introduzir o concreto com auxilio de uma colher de pedreiro, deve-se tomar

cuidado para que a distribuio seja simtrica.

A moldagem dos corpos-de-prova feita em camadas. Para os

cilndricos de dimetro 10 cm e altura 15 cm, so realizadas duas camadas,

recebendo 15 golpes (com auxlio de uma haste) cada uma. Ao passo que para

os corpos-de-prova de dimetro 15 cm e altura 30 cm, so feitas quatro

camadas, recebendo 30 golpes cada. Alm dos golpes aplicados em cada

camada, tambm pode ser realizado adensamento por vibrao, caso o

abatimento requerido for menor do que 150 mm.

Aps o adensamento, os corpos-de-prova devem ser identificados e

armazenados por 24 horas em uma superfcie horizontal rgida, livre de

vibraes e intempries e, devidamente cobertos com material no reativo e

no absorvente, com a finalidade de evitar a perda de gua do concreto.

Passadas s 24 horas, os moldes so retirados e os corpos-de-prova

devem ser colocados em uma cmara mida, onde permanecem por sete dias,

ou at a data do rompimento.

Assim que o perodo de cura termina, realizado o ensaio de resistncia

compresso simples. Os corpos-de-prova so capeados e levados ao

rompimento por compresso axial realizado em uma prensa.

b) b) Ensaio de Resistncia a trao por compresso diametral

Tambm conhecido internacionalmente como Ensaio Brasileiro. Foidesenvolvido por Lobo Carneiro, em 1943.

Os procedimentos de moldagem, adensamento, armazenamento e cura

para esse ensaio so anlogos aos apresentados para o ensaio de resistncia

a compresso simples.

Neste ensaio, o corpo-de-prova cilndrico colocado com o eixo horizontal

entre os pratos da prensa apoiado sobre duas chapas duras de madeira com


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espessura h (Figura 2), sendo aplicada uma fora at a sua ruptura por trao

indireta (ruptura por fendilhamento).

Figura 2 - Disposio do corpo-de-prova.

A resistncia trao por compresso diametral calculada pela

seguinte expresso:

Onde:

ft,D = resistncia trao por compresso diametral (MPa)

F = carga mxima obtida no ensaio (kN)

d = dimetro do corpo-de-prova (mm)

L = altura do corpo-de-prova (mm)

4. PROCEDIMENTO DE DOSAGEM E AVALIAO DA RESISTNCIADOS CORPOS-DE-PROVA.

4.1. CARACTERIZAO DOS MATERIAIS

Para a realizao da dosagem, atravs do mtodo IPT/EPUSP,

procurou-se conhecer as principais essas caractersticas fsicas dos materiais

utilizados para se ter uma referncia do tipo de material usado. Portanto, tm-

se abaixo os resultados dos ensaios de caracterizao nos materiais utilizados


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para a realizao das misturas experimentais, visando confeco do

diagrama de dosagem.

a) Cimento

Utilizou-se o cimento portland com adio de material pozolnico,

denominado pela NBR 1578 (1991) como cimento portland pozolnico ou CP

IV - 32. Este cimento pode conter em sua composio de 15% a 50% de

material pozolnico e tem a sua especificao definida tambm pela NBR

11578 (1991). Suas caractersticas, elas so apresentadas na Tabela 1.

Tabela 1 - Caractersticas fsicas do cimento utilizado3

CARACTERSTICAS FSICAS CIMENTO

MASSA ESPECFICA 3,10 kg/dm

RESISTNCIA A COMPRESSO 28 DIAS 32 Mpa

b) gua

Potvel, distribuda pela rede pblica de Belm, no sendo realizado

nenhum ensaio prvio de caracterizao.

c) Agregado mido (areia).

Com relao ao agregado mido, adotou-se areia lavada de origem

quartzosa. Foram realizados os ensaios de granulometria, massa especfica e

massa unitria, de acordo com os procedimentos descritos na NBR 7217

(1987), NBR 9776 (1986) e NBR 7251 (1982), respectivamente. Na Tabela 2

encontram-se os valores obtidos com a realizao dos ensaios.

Tabela 2 - Caractersticas fsicas da areia obtidas em laboratrio.

CARACTERSTICAS FSICAS AREIA

MASSA ESPECFICA 2,63kg/dmMASSA UNITRIA 1,44 Kg/dm


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d) Agregado grado (seixo)

O agregado grado utilizado foi seixo rolado de origem quartzosa. Foram

realizados os ensaios de granulometria, massa especfica e massa unitria

desse material. Na granulometria, seguiram-se as prescries da NBR 7217

(1987) e da NBR 7211 (1983), adotando-se as peneiras da srie normal e

algumas da srie intermediria. Nas massas especfica e unitria seguiram-se

os procedimentos da NBR 9937 (1987) e NBR 7251 (1982), respectivamente.

Quanto aos resultados obtidos, eles so apresentados na Tabela 3.

Tabela 3 - Caractersticas fsicas do seixo obtidas em laboratrio.

CARACTERSTICAS FSICAS SEIXOMASSA ESPECFICA 2,53kg/dm

MASSA UNITRIA 1,56 Kg/dm

5. RESULTADOS OBTIDOS

5.1. DOSAGEM

a) Dados de Entrada.

Para a execuo das misturas experimentais foram pr-definidos os materiais e

quantidades descritas abaixo:

- Tipo de Cimento: CP-IV

- fck = 30MPa

- Abatimento = 80 10 mm

- Quantidade de agregado grado: 20kg

- Desvio Padro (Sd) = 5,5


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Utilizando o valor da mistura seca (ms) do trao principal (1:5) e a

relao gua cimento do mesmo, encontramos o teor de umidade do concreto

para o trao piloto. Este teor ser o mesmo para a mistura experimental auxiliar

trao 1:3,5.

( )

Sendo assim, a partir do teor ideal de argamassa definido e o teor de

umidade do concreto, foi possvel calcular o trao unitrio, a relao

gua/cimento e os consumos de materiais para o trao auxiliar de 1:3,5.

Clculo do trao unitrio:

( ) ( )

( )

( )

Com esses valores temos um trao unitrio de 1 : 1,115 : 2,385 : 0,53

Clculo do consumo de materiais para a quantidade fixa de seixo (20kg)

Cimeto Areia gua

20 2,38 20 2 20 2,39

Mc 1 Ma 1,115 MH2O 0,53

Mc = 8,39 Kg Ma = 9,35 Kg MH2O = 4,44 Kg

d) Dosagem para o Trao Auxiliar (1;6,5).

Utilizando o teor de argamassa do trao principal (47%), encontramos o

trao auxiliar e seus consumos de materiais.

( )


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Clculo do trao unitrio:

( ) ( )

( )

( )

Com esses valores temos um trao unitrio de 1 : 2,525 : 3,975 : 0,89Clculo do consumo de materiais para a quantidade fixa de seixo (20kg)

Cimeto Areia gua

20 3,975 20 3,975 20 3,975

Mc 1 Ma 2,525 MH2O 0,89

Mc = 5,03 Kg Ma = 12,70 Kg MH2O = 4,48 Kg

e) Tabelas para dosagens Auxiliares.

f) Anlise visual e confeco dos corpos de prova.

Aps separao dos materiais para ser adicionados na betoneira,

comea o processo visual, no qual pode ser comprovado o teor de argamassa

ideal com a visualizao do cobrimento do agregado grado pela pasta de

cimento, e passando se a colher de pedreiro, para constatar uma tima coeso

do material.

Comeando com um teor de argamassa igual 43%, o slump test no

chegou ao esperado (8010mm), sendo necessrio o acrscimo de material,

conforme tabela n 4.


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No final o teor de argamassa ideal para o slump fixado foi o de 47%,

para isso foi necessrio um acrscimo de 150 ml de gua, alterando a relao

a/c final para 0,71%.

Logo em seguida foram confeccionados 8 corpos de prova cilndricos

(10x15cm), para cada trao, total de 24 exemplares. Estes deveriam ser

rompidos por compresso no 7 dia (dois exemplares de cada trao) e no 28

dia. O restante foi dividido em 2 exemplares de cada trao para o ensaio de

compresso diametral, e o restante para o ensaio de mdulo de deformao.

g) Resultados de resistncia e confeco do diagrama de dosagem.

Com o ensaio de resistncia compresso simples, foi obtido a

resistncia compresso do concreto para quatro corpos-de-prova, de acordo

com a NBR 5739 (1994), sendo dois corpos-de-prova rompidos no 28 dia, os

nicos considerados na montagem do grfico de dosagem.

Os resultados obtidos esto na Tabela 7, a qual apresenta os valores de

ensaio e os valores adotados, sendo estes ltimos utilizados para a montagem

do diagrama de dosagem.

Tabela 7 - Resultado dos ensaios de resistncia a compresso

TRAO VALOR ADOTADONO 28 DIA (MPA)

PERCENTUAL EM RELAOFCJ DE 39 MPA

1;3,5 26,22 67,23%

1;5 23,4 60,00%

1;6,5 16,8 43,08%

Com os dados da Tabela 7 possvel observar que ao 28 dia, houve

ganho de resistncia, chegando a somente 67,23% do fcj do total estimado, 39

Mpa. Atravs destes percentuais notvel que a resistncia obtida foi abaixo

do esperado. Tal resultado pode ser explicado por uma possvel falha durante a

montagem e vibrao dos corpos-de-prova.


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Nesta propriedade, para o trao 1:3,5 o esperado que nos sete

primeiros dias o concreto obtenha elevados resultados quanto a resistncia

compresso, devido ao seu pequeno fator a/c. Esta caracterstica do trao vai

proporcionar algumas vantagens ao processo construtivo em possveis

situaes que seja indicado seu uso, como o menor tempo para a desforma do

concreto.

h) Resistncia a trao por compresso diametral

No ensaio de resistncia Trao por Compresso Diametral, fora

rompidos dois corpos-de-prova ao 28 dia. Os resultados obtidos esto na

tabela 8, onde foi considerado o resultado de maior valor.

Tabela 8 - Resultados do ensaio de resistncia a trao.

TRAO fctObtida(Mpa)

fck (Mpa) fct / fck (%)

1;3,5 2,97 26,22 11,33%

1;5 2,65 23,4 11,32%

1;6,5 1,7 16,8 10,12%

Se relacionarmos os resultados obtidos por compresso simples e os

obtidos por trao por compresso diametral. possvel observar que a

resistncia a trao mnima chegou a 10,12% da resistncia a compresso aos

28 dias, o que normalmente o observado nesta propriedade, que os

resultados das resistncias trao obtidos nas misturas experimentaissituam-se em torno de 10% do respectivo valor de resistncia compresso.

i) Diagrama de Dosagem.

Com o valor do fcj (Mpa), relao gua cimento (a/c) e consumo de

cimento foi construdo o diagrama de dosagem (Figura 3). A partir dele

possvel obter as caractersticas do trao para o concreto de 30MPa, traando

as retas e obtendo as correlaes necessrias.


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Figura 3Diagrama de Dosagem obtido atravs do mtodo IPT


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CONSIDERAES FINAIS

Comparando o trao utilizado para o ensaio e trao encontrado a partir

do diagrama de dosagem, percebe-se a diminuio do consumo de cimento e

gua de forma que apenas o consumo de areia aumenta, o que gera economia

na utilizao deste trao. Porm as resistncias obtidas atravs dos ensaios

ficaram abaixo do esperado, mas isto se justifica por provveis erros na

moldagem dos corpos-de-prova.


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REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

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concreto - Determinao da resistncia trao por compresso

diametral de corpos-de-prova cilndricos. NBR 7222. Rio de Janeiro, 2011.

BASF. Ficha Tcnica de Produto - Glenium 51 . So Paulo, 2009.

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compresso de corpos-de-prova cilndricos. NBR 5739. Rio de Janeiro,

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SOUZA, Rafael Arajo de. Dosagem de concreto utilizando a

ferramenta computacional Betonlab: estudo de caso para concreto

reciclado. Bahia: UEFS, 2011. Pg. 16-18.

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