MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA ESCOLA TÉCNICA...

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA

ESCOLA TÉCNICA FEDERAL DE PALMAS

NOTAS DE AULA DO CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES:

CONTROLE TECNOLÓGICO

Módulo IV

Prof. Valentim Capuzzo Neto

Palmas - 2008 - Revisada e ampliada

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1- TIPOS DE CONCRETO 1.1 - Definição Concreto é o material de construção constituído de cimento, agregado miúdo, agregado graúdo, água e, eventualmente, adições ou aditivos químicos. As adições e 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. 1.2 - Tipos de Concreto Apresentam-se a seguir os vários tipos de concreto empregados em obras civis e suas principais características: 1.2.1 - Magro Concreto sem função estrutural, normalmente utilizado em pisos, contrapisos, peças submetidas a pequenos esforços, material de enchimento ou revestimento de fundo de valas quando se necessita proteger a armadura 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. 1.2.2 - Ciclópico Concreto lançado na fôrma em camadas de 0,50m de espessura e que recebe pedras de mão, com diâmetro de 20 a 30cm, lançadas manualmente sobre a massa de concreto fresco ocupando, aproximadamente, 30% do volume total da peça concretada. Utilizado em tubulões, muros de arrimo de gravidade ou peças de grandes dimensões e baixa concentração de ferragens. 1.2.3 - 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. 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. 1.2.4 - 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

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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. 1.2.5 - 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. 1.2.6 - 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. 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. 1.2.7 - 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

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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. 1.2.8- Normal Concreto de massa específica normal é aquele que depois de seco em estufa tem massa específica compreendida entre 2000 kg/m3 e 2800 kg/m3. É o concreto utilizado usualmente em obras. 1.2.9 - Leve O concreto leve pode ser definido como aquele que tem massa específica variando de 500 kg/m3 a 1.700 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. 1.2.10 - 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 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. 1.2.11 - 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

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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. 1.2.12 - 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. 1.2.13 - 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. 1.2.14 – 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 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

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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: . 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;

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. 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 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. 1.2.15 – Alto Desempenho O Concreto de Alto Desempenho (CAD) é aquele que possui elevado desempenho em relação a algum agente agressivo, não é necessário que tenha alta resistência. No entanto, como um concreto de alta resistência possui várias propriedades melhoradas em relação ao concreto convencional, muitas vezes confunde-se no meio técnico com o concreto de alto desempenho. Vale ressaltar que um concreto pode ter obter altas resistências, mas possui baixo desempenho em relação a um determinado agente agressivo. O CAD é obtido pela utilização de adições e aditivos especiais, que reduzem a porosidade e a permeabilidade, tornando as estruturas elaboradas com este tipo de concreto, mais resistentes ao ataque de agentes agressivos tais como cloretos, sulfatos, dióxido de carbono e maresia.

1.2.16 – Celular Concreto obtido pela mistura de cimento Portland ou pastas de cimento e pozolona, cal e pozolona e pela adição de produto químico espumante ou pela geração de gás durante a mistura do cimento e do agregado miúdo. Normalmente recebem tratamento de cura em autoclave. Sua utilização é bastante difundida pelo mundo, sendo aplicado em paredes, divisórias, nivelamento de pisos e até em peças estruturais e painéis pré-fabricados.

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1.2.17 - Fibras Concreto que contém fibras na sua composição de polímeros ou de aço dispersas e sem orientação preferencial. As fibras são empregadas principalmente para minimizar o aparecimento das fissuras originadas pela retração plástica do concreto. Esta retração pode ter diversas causas, entre elas destacamos a temperatura ambiente, o vento e o calor de hidratação do cimento. Sua aplicação depende das necessidades de cada obra, mas são utilizadas normalmente em pavimentos rígidos, pisos industriais, projetados, áreas de piscina, pré-moldados, argamassas, tanques e reservatórios, entre outros. As fibras de aço, além de propiciarem a diminuição das fissuras, tentam conquistar espaço na substituição total ou parcial das telas e barras de aço em algumas aplicações do concreto.

1.2.18 - Massa Concreto executado em volume de grandes dimensões que exige medidas para reduzir a geração do calor de hidratação do cimento para permitir controlar as variações volumétricas do concreto e minimizar a conseqüente fissuração resultante destas variações nelas incluída a retração por secagem. Uma medida para controlar o calor de hidratação é através da adição de gelo à mistura, em substituição total ou parcial da água da dosagem. Para se fazer este tipo de concreto, o gelo deve ser moído e ficar à disposição da central dosadora em caminhões frigoríficos. Ele só deve ser colocado no caminhão betoneira, momentos antes da carga. Em obras de grande porte são necessárias logísticas especiais, que podem incluir até a montagem de uma estrutura para produzir seu próprio gelo. 1.2.19 - Usinado Concreto produzido em central para ser entregue ao comprador ainda no estado fresco através dos caminhões betoneira. As exigências do mercado fizeram da simples tarefa de se misturar cimento, água e agregados, um trabalho para profissionais. As diversas vantagens do concreto em central são facilmente observadas, entre as quais se destacam: - Maior uniformidade das peças concretadas; - Maior controle do volume empregado; - Redução de desperdícios (perdas com agregados e cimento); - Melhor arranjo do layout com a eliminação das áreas de estoque e equipamentos; - Melhor controle de qualidade (fck) decorrente do controle rigoroso da qualidade dos materiais e mistura adequada; - Maior agilidade, praticidade e produtividade para a equipe de trabalho; - Racionalização do número de operários na obra;

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1.2.20 - Submerso Concreto submerso é a denominação dada ao concreto que é aplicado na presença de água, como alguns tubulões, barragens, estruturas submersas no mar ou em água doce, estruturas de contenção ou em meio à lama bentonítica, como é o caso das paredes diafragma. Suas características principais são de dar uma maior coesão aos grãos, não permitindo a dispersão do concreto ao entrar em contato com a água e oferecer uma maior resistência química ao concreto. Sua dosagem é feita com aditivos especiais e dependendo da agressividade do meio onde será inserido, pode necessitar de cimentos especiais e outros tipos de adições em sua composição. 1.2.21 - Colorido O concreto colorido é obtido através da adição de pigmentos à mistura, que é feita diretamente no caminhão betoneira, logo após a dosagem dos outros materiais. Além de ser aplicado para dar um melhor efeito arquitetônico, ele já foi utilizado em grandes obras para associar uma cor a uma peça que está sendo concretada (Pilar vermelho, bloco verde, etc.), eliminando o risco da aplicação do concreto fora do local determinado. Suas cores são duráveis, mas para se ter um bom acabamento, é preciso ter cuidados com a vibração do concreto, com a qualidade das formas e no momento da retirada das mesmas. São aplicados também em pisos e podem ser associados a texturas, dando um efeito muito bom. 1.2.22 - Armado Concreto que contém armadura passiva (barras de aço) projetado de modo que os dois materiais (concreto e aço) trabalhem conjuntamente através da aderência entre concreto e armadura para resistir às cargas atuantes. As armaduras são necessárias para atender à deficiência do concreto em resistir a esforços de tração (seu forte é a resistência à compressão) e são indispensáveis na execução de peças como vigas e lajes, por exemplo. Outra característica deste conjunto é o de apresentar grande durabilidade. A pasta de cimento envolve as barras de aço de maneira semelhante aos agregados, formando sobre elas uma camada de proteção que impede a oxidação. As armaduras além de garantirem as resistências à tração e flexão, podem também aumentar a capacidade de carga à compressão. 1.2.23 - Pré-moldado Uma estrutura feita em concreto pré-moldado é aquela em que os elementos estruturais, como pilares, vigas, lajes e outros, são moldados e adquirem certo grau de resistência, antes do seu posicionamento definitivo na estrutura. Estas estruturas podem ser adquiridas junto a empresas especializadas, ou moldadas no próprio

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canteiro da obra, para serem montadas no momento oportuno. 1.2.24 - Protendido Concreto no qual são introduzidas armaduras ativas, alongadas por equipamentos especiais de protensão com a finalidade, em condições de serviço, impedir ou eliminar a fissuração e os deslocamentos da estrutura e proporcionar o melhor aproveitamento dos aços de alta resistência. Dentro das vantagens que esta técnica pode oferecer, temos a redução na incidência de fissuras, diminuição na dimensão das peças devido à maior resistência dos materiais empregados, possibilidade de vencer vãos maiores do que o concreto armado convencional.

2 - TRAÇOS DE CONCRETO E ARGAMASSAS 2.1 - Definições O traço é a proporção dos materiais que compõe o concreto ou a argamassa. O traço pode ser classificado em 3 (três) diferentes tipos: - traço em massa: é quando as proporções estão associadas à massa dos materiais; - traço em volume: é quando as proporções estão associadas ao volume dos materiais; - traço misto: é quando a quantidade de um material é fornecida em massa enquanto os demais materiais são fornecidos em volume. 2.1.1 - Notações utilizadas

Traço de concreto

===

==

⇒=

cimentodequantidadeaeáguaaentrerelaçãoc/axbritaoupedrap

areiaacimento1

c/ax:p:a:1

Traço de argamassa

==

=

⇒

cimento de quantidade a e água a entre relação pela ou argamassa da umidade pela darepresenta é água de quantidade a

areiaacalq

cimento1

a:q:1

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2.2 - Quando utilizar cada tipo de traço 2.2.1 - Traço em massa Vantagem : O traço em massa proporciona uma maior precisão na determinação das quantidades de materiais. Quando utilizar: É indicado para obras que necessitam de um controle mais rigoroso da dosagem do concreto. De acordo com a NBR 12655(1996), deve-se utilizar esse tipo de traço para concretos acima da classe C25 (25 MPa). Desvantagem: São necessários equipamentos de pesagem materiais, o que não é comum na grande maioria das obras. Onde é utilizado: Usinas de concretagens, obras de grande porte e laboratórios técnicos. 2.2.2 - Traço em volume Vantagem : O traço em volume proporciona uma maior facilidade na determinação das quantidades dos materiais. Quando utilizar: Não é indicado para a dosagem de concreto com fins estruturais. A NBR 12655(1996) não permite quantificar o cimento em volume. Desvantagem: A imprecisão nas medidas de volume pode levar a um maior gasto de cimento ou a um concreto com menor resistência que a necessária. Onde é utilizado: Deve ser usado somente em casos de emergência ou em locais de pouca importância . 2.2.3 - Traço misto Vantagem : O traço misto proporciona uma maior precisão na determinação da quantidade de cimento, mas os agregados continuam sendo determinados por meio de volumes. Quando utilizar: A NBR 12655(1996) permite utilizar esse tipo de traço para concreto até a classe C25, desde que sejam tomados alguns cuidados na determinação dos volumes de agregados. Desvantagem: A imprecisão nas medidas dos volumes dos agregados pode levar a um maior gasto de cimento ou a um concreto com menor resistência que a necessária. Para algumas situações é necessário a existência de balanças com capacidade e precisão necessárias para a conversão de massa para volume de agregados. Onde é utilizado: É o traço usual na maioria das obras. 2.3 - Propriedades importantes dos materiais 2.3.1 -Massa específica Dá-se o nome de massa especifica de um material granular ou pulverulento (pó) à massa deste em relação ao volume das partículas sólidas (volume dos grãos, dos cheios ou volume real), sem contar os vazios, isto é, da unidade de volume deste material compactado. É designado normalmente pela letra “γ”.

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realvolumemassa

VM

R==γ

Normas: - NBR 9776– Agregados - Determinação da massa específica de agregados miúdos por meio do frasco Chapman - NBR 9937– Agregados - Determinação da absorção e da massa específica de agregado graúdo - NBR 6474 - Cimento Portland e outros materiais em pó - Determinação da massa específica - método de ensaio 2.3.2 - Massa unitária A massa unitária é definida como a massa pelo volume do material granular ou pulverulento (pó), considerando-se os vazios. Designa-se por “δ” e deve ser menor que “γ“do mesmo material , pois o volume é maior. É utilizado para transformações de medidas de materiais de volume para massa e vice-versa.

osecaparentevolumemassa

VMap

==δ

Normas: - NBR 7251– Agregado no estado solto - Determinação da massa unitária - Não existem normas específicas para a determinação da massa unitária da cal e do cimento 2.3.3 - Umidade Umidade é a relação entre a quantidade de água existente e a massa seca de material. Em termos de dosagem de concretos, os dados relativos à umidade dos agregados são indispensáveis para a correção das proporções da água de mistura e dos agregados adicionados, pois a quantidade de água transportada pelos mesmos para o concreto altera substancialmente a relação água/cimento.

materialdeasecmassaáguademassa

PPh

s

a ==

Normas: - NBR 9775 – Agregados – Determinação da umidade superficial em agregados miúdos por meio do frasco Chapman. 1987. 2.3.4 - Inchamento Dependendo do teor de umidade e da composição granulométrica do agregado, pode ocorrer um aumento considerável do volume aparente da areia, pois a tensão superficial da película de água presente ao redor dos grãos mantém as partículas afastadas uma das outras. Esse aumento de volume é considerado o inchamento do agregado miúdo (areia).

osecaparenteVolumeúmidoaparenteVolume

VVi

s

h ==

O inchamento está associado a uma determinada umidade, e através dos valores de cada par de teores de umidade/inchamento do agregado miúdo (h,i), traça-se uma curva de inchamento, de modo a representar graficamente o fenômeno. Com esta representação gráfica, duas novas determinações importantes são definidas: umidade crítica, definida como teor de umidade acima do qual o coeficiente de inchamento pode ser considerado constante e igual ao coeficiente de inchamento médio; e coeficiente de inchamento médio, valor médio entre o coeficiente de inchamento máximo e o correspondente à umidade crítica. Um exemplo desta representação gráfica é dado na figura a seguir.

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Norma: - NBR 6467/87 - Agregados - Determinação do inchamento de agregado miúdo

1,0000 1 2

1,200

1,100

3 4 5 6 7 8 9

1,300B

A

1110 12 13

Rel

ação

ent

re v

olum

es V

h/Vo

= in

cham

ento

Umidade (%)

Para este exemplo: Coeficiente de inchamento médio = 1,32 Umidade crítica = 3,2%

Figura - Gráfico do inchamento da areia

2.4 - Transformação do traço em massa seca para traço em volume seco Para passar o traço em massa seca para traço em volume seco basta transformar a massa de cada material para volume. Essa operação é feita utilizando a massa unitária dos materiais.

δ=⇒=δ

MVVM

apap

2.4.1 - Exemplo - concreto:

Traço de concreto em massa seca: Cimento : areia : brita : a/c

1 : 2,06 : 2,94 : 0,5 Para transformar a massa em volume basta dividir a massa do material pela sua massa

unitária: 5,0:94,2:06,2:1

britaareiacim δδδ

Admitindo que: δcim = 1,14 kg/dm3; δareia = 1, 40 kg/dm3

; δbrita = 1,50 kg/dm3

Têm-se que:

5,0:96,1:47,1:88,05,0:50,194,2:

40,106,2:

14,11

⇒

No entanto, o cimento sempre é representado por 1 (um), para que isso ocorra é necessário multiplicar todos os termos da proporção por 1,14, que é o valor de δcim. Assim chega-se a: 57,0:23,2:68,1:114,1x5,0:14,196,1:14,147,1:14,188,0 ⇒××× Portanto o traço em volume seco é: 57,0:23,2:68,1:1

Traço de concreto em massa seca: 1 : a : p : x

Traço de concreto em volume seco:

cimbrita

cim

areia

cim x:p:a:1 δδ

δδ

δ⋅

⋅⋅

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2.4.2 - Exemplo - argamassa:

Traço de argamassa em massa seca: Cimento:cal:areia 1: 1,5:8,5

Analogamente ao concreto, basta dividir a massa do material pela sua massa unitária

transformar a massa em volume : areiacalcim

5,8:5,1:1δδδ

Admitindo que: δcim = 1,14 kg/dm3; δcal = 0,85 kg/dm3 ; δareia = 1, 38 kg/dm3

; Têm-se que:

34,6:76,1:88,038,15,8:

85,05,1:

14,11

⇒

No entanto, na argamassa o cimento também é sempre representado por 1 (um), para que isso ocorra é necessário multiplicar todos os termos da proporção por 1,14, que é o valor de δcim. Assim chega-se a:

02,7:01,2:114,134,6:14,176,1:14,188,0 ⇒×××

Portanto o traço em volume seco é: 02,7:01,2:1

Traço de argamassa em massa seca: 1 : q : a

Traço de argamassa em volume seco:

areia

cim

cal

cim a:q:1δ

δ⋅δδ⋅

2.5 - Transformação do traço em volume seco para traço em volume úmido: Para passar o traço em volume seco para traço em volume úmido basta considerar o efeito da

umidade no volume da areia (inchamento). Essa operação é feita utilizando a curva de

inchamento, onde de acordo com a umidade da areia obtém-se o valor do inchamento.

Conhecendo-se o inchamento da areia têm-se:

iVVVVi sh

s

h ×=⇒=


Traço de concreto em volume seco: Cimento:areia:brita:a/c

57,0:23,2:68,1:1 Para considerar o inchamento basta multiplicar o volume seco da areia pelo valor do inchamento: 57,0:23,2:i68,1:1 × No entanto, deve-se descontar a água presente na areia da relação água/cimento: h = Pa/ Ps Ps = Vs . δareia Vs = a Pa = h . a . δareia a/c = x - h . a . δareia Admitindo que: i = 1,30, h = 3,0% e δareia = 1, 40 kg/dm3 têm-se:

5,0:23,2:18,2:140,168,1%0,357,0:23,2:30,168,1:1 ⇒××−×

Traço de concreto em volume seco: 1 : a : p: x

Traço de concreto em volume úmido: ( ) p:ia:1 ⋅ : (x - h. a .δareia)

14

2.5.2 - Exemplo - Argamassa:

Traço de argamassa em volume seco: Cimento:cal:areia 02,7:01,2:1

Para considerar o inchamento basta multiplicar o volume seco da areia pelo valor do inchamento: i02,7:01,2:1 × Admitindo que: i = 1,28 têm-se:

00,9:01,2:128,102,7:01,2:1 ⇒×

Traço de argamassa em volume seco: 1 : q : a

Traço de argamassa em volume úmido: ( )ia:q:1 ⋅

2.6 - Transformação do traço em massa seca para traço em volume úmido: Para transformar o traço em massa seca para traço em volume úmido deve-se utilizar os procedimentos dos itens 2.4 e 2.5. As fórmulas para fazer tal transformação estão apresentas a seguir:


Traço de concreto em volume úmido:

cimbrita

cim

areia

cim )] a h -(x[:p:ia:1 δδ

δδδ

⋅⋅⋅⋅⋅


Traço de argamassa em volume úmido:

areia

cim

cal

cim ia:q:1δ

⋅δ⋅δδ⋅

2.7 - Transformação do traço em volume úmido para traço em volume seco: Para passar o traço em volume úmido para traço em massa seca deve-se transformar a areia em volume úmido para volume seco. Essa operação é feita utilizando a fórmula do inchamento da areia:

iVV

VVi h

ss

h =⇒=


Traço de concreto em volume úmido: Cimento:areia: brita 1: 2,18 : 2,23:0,5

Para passar a areia de volume úmido para volume seco basta dividir o volume úmido pelo valor do inchamento:

5,0:23,2:i18,2:1

No entanto, deve-se acrescentar a água presente na areia da relação água/cimento: h = Pa/ Ps Ps = Vs . δareia Vs = Vh / i Pa = h . (a /i) . δareia a/c = x + h . (a/i) . δareia Admitindo que: i = 1,30, h = 3,0% e δareia = 1, 40 kg/dm3 têm-se:

57,0:23,2:68,1:1]4,1).3,1/18,2.(03,05,0[:23,2:30,118,2:1 ⇒+

Traço de concreto em volume úmido: 1 : a : p


)i

h . a(x :p:

ia:1 areia ⋅

+⋅ δ

15


Traço de argamassa em volume úmido: Cimento:cal:areia 1 : 2,0 : 9,0

Para passar a areia de volume úmido para volume seco basta dividir o volume úmido pelo

valor do inchamento:

i0,9:0,2:1

Admitindo que: i = 1,28 têm-se:

02,7:0,2:128,19:0,2:1 ⇒

Traço de argamassa em volume úmido: 1 : q : a


ia:q:1 ⋅

2.8 - Transformação do traço em volume seco para traço em massa seca: Para passar o traço em volume seco para traço em massa seca deve-se transformar os volumes secos de materiais para massa. Essa operação é feita utilizando a fórmula da massa unitária:

apap

VMVM

×δ=⇒=δ


Traço de concreto em volume seco: Cimento:areia: brita: a/c 1 : 1,68 : 2,23 : 0,57

Para transformar o volume em massa basta multiplicar o volume do material pela sua massa unitária: ( ) ( ) ( )britaareiacim 23,2:68,1:1 δ×δ×δ× : (0,57) Admitindo que: δcim = 1,14 kg/dm3; δareia = 1, 40 kg/dm3


Têm-se: ( ) ( ) ( ) )57,0(:35,3:35,2:14,1)57,0(:50,123,2:40,168,1:14,11 ⇒×××

No entanto, o cimento sempre é representado por 1 (um), para que isso ocorra é necessário dividir todos os termos da proporção por 1,14, que é o valor de δcim. Assim chega-se a:

50,0:94,2:06,2:114,157,0:

14,135,3:

14,135,2:

14,114,1

⇒


Traço de concreto em massa seca:

cimcim

brita

cim

areia x:p:a:1δδ

δδδ ⋅⋅


Traço de argamassa em volume seco: Cimento:cal:areia 1: 2,0:7,02

Para transformar o volume em massa basta multiplicar o volume do material pela sua massa unitária: ( ) ( ) ( )areiacalcim 02,7:0,2:1 δ×δ×δ× Admitindo que: δcim = 1,14 kg/dm3; δcal = 0,85 kg/dm3 ; δareia = 1, 38 kg/dm3

;

Têm-se: ( ) ( ) ( ) 69,9:70,1:14,138,102,7:85,00,2:14,11 ⇒×××

16

No entanto, o cimento sempre é representado por 1 (um), para que isso ocorra é necessário dividir todos os termos da proporção por 1,14, que é o valor de δcim. Assim chega-se a:

5,8:5,1:114,169,9:

14,170,1:

14,114,1

⇒


Traço de argamassa em massa seca:

cim

areia

cim

cal a:q:1δδ⋅

δδ⋅

2.9 - Transformação do traço em volume úmido para traço em massa seca: Para transformar o traço em volume úmido para traço em massa seca deve-se utilizar os procedimentos dos itens 2.7 e 2.8. As fórmulas para fazer tal transformação estão apresentas a seguir:

Traço de concreto em volume úmido: 1 : a : p: x


cim

areia

cim

brita

cim

areia ) . a/i .h (x:p:i

a:1δ

δδδ

δδ +⋅

⋅⋅



ia:q:1

cim

areia

cim

cal

⋅δδ⋅

δδ⋅

2.10 - Transformação do traço em massa seca para traço misto: Para passar o traço em massa seca para traço misto deve-se transformar a massa de cada material, com exceção do cimento, para volume. Essa operação é feita utilizando a massa unitária dos materiais. Pode-se também considerar tanto o volume seco quanto o volume úmido, levando-se em conta o inchamento da areia.

δ=⇒=δ

MVVM

apap

e iVVVVi sh

s

h ×=⇒=

No traço misto o cimento pode ser considerado em massa (kg) ou em sacos de cimento (50 kg) e os demais materiais são dados em volume. 2.10.1 - Exemplo: concreto

Traço de concreto em massa seca: Cimento:areia: brita: a/c

1 : 2,06 : 2,94 : 0,5 Transforma-se a massa da areia e da brita em volume dividindo-se a massa do material pela sua massa unitária, sendo que o valor do cimento continua sendo dado em massa:

5,0:94,2:06,2:1britaareia δδ

Admitindo que: δareia = 1, 40 kg/dm3


Têm-se que:

5,0:96,1:47,1:15,0:50,194,2:

40,106,2:1 ⇒

O que representa: 1kg de cimento : 1,47 dm3 de areia seca: 1,96 dm3 de brita : 0,5 dm3 de água

17

Para 1 saco de cimento têm-se: 50kg de cimento : 50.1,47 dm3 de areia seca : 50.1,96 dm3 de brita : 50. 0,5 dm3 de água

1 saco de cimento : 73,5 dm3 de areia seca: 98 dm3 de brita ; 25 dm3 de água

Para considerar o inchamento basta multiplicar o volume seco da areia pelo valor do inchamento.

( ) 96,1:i47,1:1 ⋅ No entanto, deve-se descontar a água presente na areia da relação água/cimento: h = Pa/ Ps Ps = a Pa = h . a a/c = x - h . a Admitindo que: i = 1,30, h = 3,0% e δareia = 1, 40 kg/dm3 têm-se:

( ) 44,0:96,1:91,1:1)06,2%35,0(:96,1:30,147,1:1 ⇒×−⋅ O que representa:

1kg de cimento : 1,91 dm3 de areia úmida: 1,96 dm3 de brita: 0,44 dm3 de água

Para 1 saco de cimento têm-se: 50kg de cimento : 50.1,91 dm3 de areia úmida: 50.1,96 dm3 de brita: 50. 0,44 dm3 de água

1 saco de cimento : 95,5 dm3 de areia úmida: 98 dm3 de brita: 22 dm3 de água


1 : a : p: x Traço misto “unitário” de concreto:

)ahx(:p:ia:1britaareia

⋅−⋅

δδ

Traço de concreto em massa seca: 1 : a : p: x

Traço misto de concreto:

)ahx(50:p50:ia50:sc1britaareia

⋅−⋅⋅⋅⋅

δδ

2.10.2 - Exemplo: argamassa

Traço de argamassa em massa seca: Cimento:cal: areia

1: 1,5:8,5 Transforma-se a massa da cal e da areia em volume dividindo-se a massa do material pela sua massa unitária, sendo que o valor do cimento continua sendo dado em massa:

areiacal

5,8:5,1:1δδ

Admitindo que: δcal = 0,85 kg/dm3 ; δareia = 1, 38 kg/dm3

Têm-se que:

16,6:76,1:138,15,8:

85,05,1:1 ⇒

O que representa: 1kg de cimento : 1,76 dm3 de cal: 6,16 dm3 de areia seca

Para 1 saco de cimento têm-se

50kg de cimento : 50.1,76 dm3 de cal: 50.6,16 dm3 de areia seca 1 saco de cimento : 88 dm3 de cal: 308 dm3 de areia seca

Para considerar o inchamento basta multiplicar o volume seco da areia pelo valor do inchamento

( )i16,6:76,1:1 ⋅

18

Admitindo-se i = 1,28, tem-se: ( ) 88,7:76,1:128,116,6:76,1:1 ⇒⋅

O que representa: 1kg de cimento : 1,76 dm3 de cal: 7,88 dm3 de areia úmida

Para 1 saco de cimento têm-se

50kg de cimento : 50.1,76 dm3 de cal: 50.7,88 dm3 de areia úmida

1 saco de cimento : 88 dm3 de cal: 394 dm3 de areia úmida


Traço misto “unitário” de argamassa:

areiacal

ia:q:1δ

⋅δ


Traço misto de argamassa:

areiacal

ia50:q50:sc1δ

⋅⋅δ

⋅

2.11 - Transformação do traço misto em traço em massa seca: Para a transformação do traço misto para traço em massa seca deve-se fazer o processo inverso do apresentado no item 2.10, o que resulta nas seguintes fórmulas:

Traço misto “unitário” de concreto: 1 : a : p: x


)i

hax(:p:i

a:1 areiabrita

areia ⋅⋅+⋅

⋅ δδ

δ

Traço de concreto misto: 1sc : a : p: x


50

)i

hax(:

50p:

i50a:1

areiabritaareia

⋅⋅+⋅

⋅⋅

δδδ


1 : q : a


ia:q:1 areia

calδ⋅

δ⋅

Traço misto de argamassa: :

1sc : q : a

Traço de argamassa em massa seca

i50a:

50q:1 areiacal

⋅δ⋅δ⋅

19

FÓRMULAS DE TRANSFORMAÇÃO DE TRAÇOS DE CONCRETO



cimbrita

cim

areia

cim x:p:a:1 δδ

δδ

δ⋅

⋅⋅


Traço de concreto em volume úmido: ( ) ) . a .h -(x :p:ia:1 areiaδ⋅


Traço de concreto em volume úmido:

cimbrita

cim

areia

cim )] a h -(x[:p:ia:1 δδ

δδδ

⋅⋅⋅⋅⋅



)i

h . a(x :p:

ia:1 areia ⋅

+⋅ δ



cimcim

brita

cim

areia x:p:a:1δδ

δδδ ⋅⋅



cim

areia

cim

brita

cim

areia ) . a/i .h (x:p:i

a:1δ

δδδ

δδ +⋅

⋅⋅


Traço misto “unitário” de concreto:

)ahx(:p:ia:1britaareia

⋅−⋅

δδ


Traço misto de concreto:

)ahx(50:p50:ia50:sc1britaareia

⋅−⋅⋅⋅⋅

δδ

Traço misto “unitário” de concreto: 1 : a : p: x


)i

hax(:p:i

a:1 areiabrita

areia ⋅⋅+⋅

⋅ δδ

δ

Traço misto de concreto: 1sc : a : p: x


⋅

⋅⋅+

⋅⋅

⋅i50

ha50x:

50p

:i50

a:1 areiabritaareia δδδ

20

FÓRMULAS DE TRANSFORMAÇÃO DE TRAÇOS DE ARGAMASSA



areia

cim

cal

cim a:q:1δ

δ⋅δδ⋅


Traço de argamassa em volume úmido: ( )ia:q:1 ⋅


Traço de argamassa em volume úmido:

areia

cim

cal

cim ia:q:1δ

⋅δ⋅δδ⋅



ia:q:1 ⋅



cim

areia

cim

cal a:q:1δδ⋅

δδ⋅



ia:q:1

cim

areia

cim

cal

⋅δδ⋅

δδ⋅



areiacal

ia:q:1δ

⋅δ


Traço misto de argamassa:

areiacal

ia50:q50:sc1δ

⋅⋅δ

⋅


1 : q : a


ia:q:1 areia

calδ⋅

δ⋅

Traço misto de argamassa: :

1sc : q : a

Traço de argamassa em massa seca

i50a:

50q:1 areiacal

⋅δ⋅δ⋅

21

2.12 - Definição do consumo teórico de materiais: 2.12.1 - Definição do consumo teórico de materiais para o concreto O volume do concreto é composto dos volumes reais de cimento, de areia, de brita, de água e de ar aprisionado. Dessa forma podemos escrever:

arágua)real(brita)real(areia)real(cimconc VVVVVV ++++=

Sabendo que a massa específica é dada por realvolume

massaVM

R==γ .

Têm-se que o volume real: específicamassa

massaMVR =γ

=

Reescrevendo a fórmula do volume do concreto temos:

arágua

água

brita

brita

areia

areia

cim

cimconc V

MMMMV +γ

+γ

+γ

+γ

=

No concreto a massa de água (Mágua) é uma relação com a massa de cimento:

cimento de massa água de massac/ax ==

O traço em massa seca do concreto é : 1 : a : p : x Considerando que para produzir Vconc= 1000 dm3 (1 m3) seja necessário Mcim =“C” kg têm-se:

arbritaareiacim

VxCpCaCC1000 +⋅+γ

⋅+

γ⋅

+γ

=

+

γ+

γ+

γ⋅=− xpa1CV1000

britaareiacimar

+

γ+

γ+

γ

−=

xpa1V1000

C

britaareiacim

ar

Daí têm-se que: - Consumo de cimento (kg) para produzir 1 m3 de concreto = C

- Consumo de areia seca (kg) para produzir 1 m3 de concreto = C.a - Consumo de brita (kg) para produzir 1 m3 de concreto = C.p - Consumo de água (kg) para produzir 1 m3 de concreto = C.x

2.12.2 - Definição do consumo teórico de materiais para a argamassa Pode-se utilizar o mesmo raciocínio do item anterior para obter a seguinte fórmula de consumo:

+

γ+

γ+

γ

−=

xaq1V1000

C

areiacalcim

ar

Daí têm-se que: - Consumo de cimento (kg) para produzir 1 m3 de argamassa = C

- Consumo de cal (kg) para produzir 1 m3 de argamassa = C.p - Consumo de areia seca (kg) para produzir 1 m3 de argamassa = C.a - Consumo de água (kg) para produzir 1 m3 de argamassa = C.x

22

2.12.3 - Exemplo do consumo teórico de materiais para o concreto Calcular o consumo de materiais por m³ de concreto sabendo-se que o traço em massa seca de concreto é: 1 : 2,06 : 2,94 : x = 0,47 Dados: γcim = 3,00 kg/dm3

; γareia = 2,60 kg/dm3 ; γbrita = 2,65 kg/dm3 ; teor de ar = 2% Vconc

RESOLUÇÃO: Var = 2%.Vconc ⇒ Var = 2%.1000 ⇒Var = 20 dm3

+

γ+

γ+

γ

−=

xpa1V1000

C

britaareiacim

ar ⇒

+++

−=

47,065,294,2

60,206,2

00,31

201000C ⇒C = 362 kg/m3

- Consumo de cimento (kg) para produzir 1 m3 de concreto ⇒ C= 362 kg/m3 - Consumo de areia seca (kg) para produzir 1 m3 de concreto ⇒ C.a =362.2,06 = 745,7 kg/m3 - Consumo de brita (kg) para produzir 1 m3 de concreto ⇒ C.p=362.2,94= 1064,3 kg/m3 - Consumo de água (kg) para produzir 1 m3 de concreto = C.x=362.0,47 = 170,1 kg/m3

2.13 - Definição do consumo real de materiais: 2.13.1 - Definição do consumo real de materiais para o concreto A massa do concreto é composta das massas de cimento, de areia, de brita, de água e de ar aprisionado (desprezível). Dessa forma podemos escrever:

águabritaareiacimconc MMMMM +++= O traço em massa seca do concreto é : 1 : a : p : x

Sabendo que a massa específica do concreto é dada por conc

concconc V

M=γ e considerando que

será produzido um volume de concreto (Vconc) de 1 m3 têm-se:

concconcconc

concconc

concconc M

1M

VM

=γ⇒=γ⇒=γ

Vale ressaltar que a massa específica do concreto (γconc) é determinada experimentalmente após a execução do concreto, devido a isso este consumo é dito como “real”. A massa de água (Mágua) existente no concreto é uma relação com a massa de cimento:

cimento de massa água de massac/ax ==

Considerando que para produzir Vconc= 1 m3 seja necessário Mcim =“C” kg têm-se:

xCpCaCCconc ⋅+⋅+⋅+=γ

( )xpa1Cconc +++⋅=γ

( )xpa1C conc

+++γ

=

Daí têm-se que: - Consumo de cimento (kg) para produzir 1 m3 de concreto = C

- Consumo de areia seca (kg) para produzir 1 m3 de concreto = C.a - Consumo de brita (kg) para produzir 1 m3 de concreto = C.p - Consumo de água (kg) para produzir 1 m3 de concreto = C.x

23

2.13.3 - Definição do consumo real de materiais para a argamassa Pode-se utilizar o mesmo raciocínio do item anterior para obter a seguinte fórmula de consumo:

( )xaq1C arg

+++

γ=

Daí têm-se que: - Consumo de cimento (kg) para produzir 1 m3 de argamassa = C

- Consumo de cal (kg) para produzir 1 m3 de argamassa = C.p - Consumo de areia seca (kg) para produzir 1 m3 de argamassa = C.a - Consumo de água (kg) para produzir 1 m3 de argamassa = C.x

2.13.3 - Exemplo do consumo teórico de materiais para o concreto Calcular o consumo de materiais por m³ de concreto sabendo-se que o traço em massa seca de concreto é: 1 : 2,06 : 2,94 : x = 0,47 Dados: γconc = 2375 kg/m3

RESOLUÇÃO:

( )xpa1C conc

+++γ

= ⇒ ( )47,094,206,212375C

+++= ⇒C = 367 kg/m3

- Consumo de cimento (kg) para produzir 1 m3 de concreto ⇒ C= 367 kg/m3 - Consumo de areia seca (kg) para produzir 1 m3 de concreto ⇒ C.a =367.2,06 = 756,0 kg/m3 - Consumo de brita (kg) para produzir 1 m3 de concreto ⇒ C.p=367.2,94= 1079 kg/m3 - Consumo de água (kg) para produzir 1 m3 de concreto = C.x=367.0,47 = 172,5 kg/m3

OBSERVAÇÂO: A diferença entre os consumos teórico e real é mínima, dependem apenas da precisão da determinação das massas específicas dos materiais e do volume de ar aprisionado

2.14 - Determinação do “traço de betoneira” para o concreto O “traço de betoneira” é a quantidade máxima de materiais que podem ser colocados na betoneira para a produção de um determinado traço de concreto. É indicado conhecer o consumo de materiais por m³ de concreto para a determinação das quantidades corretas. A quantidade de cimento é dada em massa através do número de sacos inteiros de cimento. Já a quantidade de areia, brita e água são determinadas em volume. No caso da areia e da brita utilizam-se padiolas para a determinação do volume de materiais. Deve-se conhecer as massas unitárias dos materiais para fazer a conversão de massas em volumes. Para a determinação do volume da areia deve-se considerar o efeito do inchamento. Também deve-se fazer a correção da quantidade de água a ser adicionada ao concreto devido a água presente na areia (umidade). As padiolas são dimensionadas para que o peso a ser transportado não seja excessivo para que dois trabalhadores a carreguem. Usualmente adotam-se padiolas com as seguintes bases: (30 x 40) cm, (35 x 45) cm, (30 x 30) cm, (40 x 40) cm, entre outras. A dimensão da base da padiola irá depender da abertura da betoneira. É recomendável que a altura da padiola seja inferior a 30 cm. A capacidade nominal da betoneira não é igual a capacidade de produção de mistura, no caso de betoneiras usuais a capacidade de produção é de cerca de 50% do volume nominal da betoneira. Por exemplo: para uma betoneira de capacidade nominal de 400 litros é recomendável considerar uma produção de apenas 200 litros de concreto ou argamassa.

24

Outra indicação é que a soma dos volumes individuais dos materiais constituintes do concreto deve ser menor ou igual a 80% do volume nominal da betoneira. 2.14.1 - Exemplo de “traço de betoneira” para concreto Determinar o traço de betoneira, dimensionando as padiolas de areia e brita considerando-se: - Traço de concreto em massa seca: 1:2,06:2,94: x = 0,47 - Consumo de cimento : C = 367 kg/m³ - Inchamento da areia : i = 1,30 - Umidade da areia: h= 3% -:Massas unitárias: δareia = 1, 40 kg/dm3


- Betoneira: capacidade nominal = 400 litros RESOLUÇÃO: Capacidade de produção = 0,5 x capacidade nominal da betoneira

Capacidade de produção = 0,5 x 400 = 200 litros = 0,2 m3 de concreto Quantidade de cimento para produzir 0,2 m³ de concreto: 0,2 . C ⇒ 0,2 . 367 = 73,4 kg Por facilidade de controle adota-se ⇒ 50 kg ⇒ 1 saco de cimento Transformando o traço em massa seca para traço de concreto misto “úmido”:

Traço de concreto em massa seca: 1 : a : p

Traço de concreto misto “úmido”:

britaareia

p50:ia50:sc1δ

⋅δ

⋅⋅

1 : 2,06 : 2,94 50,1

94,250:40,1

30,106,250:sc1 ⋅⋅⋅

0,98:6,95:sc1

1 saco de cimento : 95,6 dm³ de areia úmida : 98,0 dm³ de brita Quantidade de água total = 50 . x ⇒ 50 . 0,47 ⇒ 23,5 kg de água = 23,5 litros de água

Quantidade de água presente na areia : asecareia

água

MM

h =

Utilizando o traço em massa seca têm-se : Mareia seca = a .50 ⇒ Mareia seca = 2,06 . 50 = 103 kg

asecareia

água

MM

h = ⇒103

M03,0 água= ⇒ Mágua = 3,1 kg

Água a ser adicionada = água total - água presente na areia = 23,5 -3,1 = 20,4 litros de água Resumindo, na betoneira serão colocados: - 1 saco de cimento = 50 kg - 95,6 dm³ de areia úmida - 98,0 dm³ de brita - 20,4 litros de água Adotam-se padiolas com base de 40cm x 40cm (4dm x 4dm) para medição dos volumes de areia e brita.

25

Determinação das padiolas referentes a areia: Vpadiola = 4 dm . 4dm . h Vareia = Vpadiola . nº padiolas ⇒ Vareia = 4dm . 4dm . h . nº padiolas ⇒ 95,6 dm³ = 16 . h . nº padiolas ⇒ h . nº padiolas = 5,98 dm Deve-se encontrar uma altura de padiola inferior a 30 cm que forneça um número inteiro de padiolas. Se h = 30 cm = 3 dm ⇒ 3 . nº padiolas = 5,98 dm ⇒ nº padiolas = 1,99 Portanto deve-se utilizar 2 padiolas, agora falta determinar a altura exata da padiola: h . nº padiolas = 5,98 dm ⇒ h . 2 = 5,98 dm ⇒h = 2,99 dm = 29,9 cm Verificando: Vareia = 4dm . 4dm . h . nº padiolas ⇒ Vareia = 4 . 4 . 2,99 . 2 ⇒ Vareia = 95,7 dm³ ≈ 95,6 dm³ Determinação das padiolas referentes a brita: Vpadiola = 4 dm . 4dm . h Vbrita = Vpadiola . nº padiolas ⇒ Vbrita = 4dm . 4dm . h . nº padiolas ⇒ 98,0 dm³ = 16 . h . nº padiolas ⇒ h . nº padiolas = 6,13 dm Deve-se encontrar uma altura de padiola inferior a 30 cm que forneça um número inteiro de padiolas. Se h = 30 cm = 3 dm ⇒ 3 . nº padiolas = 6,13 dm ⇒ nº padiolas = 2,04 Como valor está muito próximo de um número inteiro pode-se utilizar 2 padiolas, agora falta determinar a altura exata da padiola: h . nº padiolas = 6,13 dm ⇒ h . 2 = 6,13 dm ⇒h = 3,06 dm = 30,6 cm Verificando: Vbrita = 4dm . 4dm . h . nº padiolas ⇒ Vareia = 4 . 4 . 3,06 . 2 ⇒ Vbrita = 97,9 dm³ ≈ 98,0 dm³ Como a diferença entre as padiolas de areia e brita é pequena existe a possibilidade de se adotar uma padiola única para os dois materiais. Por exemplo : padiola de 40 cm x 40 cm x 30 cm. Dessa forma o traço final de betoneira seria:

- 1 saco de cimento = 50 kg - 2 padiola de areia = 2 x 4 x 4 x 3 = 96 dm³ de areia úmida - 2 padiola de brita = 2 x 4 x 4 x 3 = 96 dm³ de brita - 20,4 litros de água

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3 – PROPRIEDADES DO CONCRETO 3.1 – Propriedades do concreto fresco 3.1.1 - Generalidades Entende-se com concreto fresco, o concreto no estado plástico, antes do endurecimento. Ainda que suas propriedades no estado fresco sejam de maior interesse para a aplicação, sabe-se que elas estão relacionadas e têm grande implicação nas propriedades do concreto endurecido. Algumas propriedades do concreto endurecido dependem fundamentalmente de suas características enquanto no estado fresco. São propriedades do concreto fresco:

- a integridade da massa do concreto (oposto de segregação); - o poder de retenção de água do concreto (oposto de exsudação); - a consistência; - a trabalhabilidade; - a textura; - a massa específica do concreto;

As propriedades do concreto fresco são muitas vezes englobadas sob o termo trabalhabilidade, medindo-se normalmente essa propriedade pela medida da consistência. 3.1.2 – Segregação A segregação pode ser definida como sendo a separação dos componentes de uma mistura heterogênea de modo que sua distribuição não seja mais uniforme. Dentre as causas principais da segregação do concreto fresco destacam-se as diferenças dos tamanhos das partículas e das massas específicas dos materiais constituintes da mistura. Tal problema pode ser evitado empregando-se uma granulometria adequada e tomando-se cuidado durante o manuseio do material. Existem dois tipos de segregação: no primeiro, as partículas de agregados tendem a se separar da argamassa do concreto e é uma característica de misturas secas; enquanto que no segundo tipo, que ocorre principalmente em misturas com excesso de água, observa-se a separação da pasta de cimento da mistura. 3.1.3 – Exsudação Entende-se por exsudação a tendência da água de amassamento de vir à superfície do concreto recém lançado e adensado, porém antes de ocorrer a sua pega (momento em que a sedimentação é cessada). Assim, como a água é o componente mais leve da mistura de concreto, a exsudação é considerada uma forma de sedimentação, pois os sólidos em suspensão (agregados) tendem a se sedimentar sob a ação da força da gravidade. É motivada pela maior ou menor impossibilidade que os materiais apresentam de manter a água após a mistura dispersa na massa. Como conseqüência, a parte superior do concreto torna-se excessivamente úmida, tendendo a produzir um concreto poroso e menos resistente. A água ao subir à superfície pode carregar partículas mais finas de cimento, formando a chamada “nata”. Essa nata impede a ligação de novas camadas de material e deve ser removida cuidadosamente. Outro efeito nocivo consiste na acumulação de água em filmes sobre a armadura, diminuindo a aderência.

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A exsudação pode ser controlada pelo proporcionamento adequado do concreto, evitando o uso de água além do necessário. O uso de misturas ricas, cimentos muito finos e agregados naturais de areia, podem atenuar os efeitos da exsudação. 3.1.4 – Consistência A ação física mais nítida que interfere na trabalhabilidade é a consistência que, por sua vez, é afetada pela mobilidade da massa e pela coesão das partículas dos componentes. A consistência é um índice mobilidade ou fluidez do concreto, ou seja o grau de umidade do concreto intimamente relacionado ao grau de plasticidade. A consistência não deve ser confundida com trabalhabilidade. 3.1.5 – Trabalhabilidade Algumas definições de trabalhabilidade estão apresentadas abaixo: “Trabalhabilidade é a propriedade do concreto fresco que identifica sua maior ou menor aptidão para ser empregado com determinada finalidade, sem perda de sua homogeneidade” (Petrucci) “É o conjunto de propriedades que englobam facilidades de colocação e resistência à segregação.” (Troxell e Davis) “É a facilidade com que um dado conjunto de materiais pode ser misturado para formar o concreto e, posteriormente, ser transportado e colocado com um mínimo de perda de homogeneidade.” (Blanks, Vidal, Price e Russel). A trabalhabilidade do concreto é composta de pelo menos dois componentes internos principais:

- Consistência que descreve a facilidade da mobilidade de massa de concreto; - Coesão, que descreve a resistência a segregação e a exsudação;

Apesar de ser a mais importante característica do concreto fresco, a trabalhabilidade é de difícil conceituação, pois envolve uma série de outras propriedades, além de depender das qualidades dos materiais constituintes do concreto, das condições de mistura, transporte, lançamento e adensamento do material, bem como das dimensões, forma e armaduras das peças a moldar.

3.1.6 – Fatores internos que influenciam na trabalhabilidade Teor de água / materiais secos: Este é o principal fator que influi na consistência do concreto fresco. Para uma mesma granulometria e consumo de cimento, o acréscimo gradual de água vai tornando a mistura mais plástica. Quando a quantidade de água excede um certo limite, a pasta torna-se tão fluida que se segrega da mistura. Neste estado, os grãos de agregado passam a atritar-se diretamente uns sobre os outros, o que resulta em perda da fluidez e conseqüentemente da trabalhabilidade. Proporção entre cimento e agregados (traço): para um concreto usual, para o mesmo consumo de água, o decréscimo considerável na quantidade de cimento tende a produzir misturas ásperas, com acabamento precário. Por outro lado, concretos com alta quantidade de cimento apresentam excelente coesão, mas tendem a serem viscosos. Proporção entre agregado miúdo e graúdo: Com o aumento da proporção de brita, a superfície total dos grãos diminui, o que contribui para um melhor envolvimento dos grãos pela pasta e uma redução do atrito interno da mistura; conseqüentemente o concreto fica mais

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plástico como ilustra a figura b. Se a quantidade de brita aumentar excessivamente, a falta de argamassa criará vazios na mistura permitindo o atrito direto das britas, resultando em grande perda da plasticidade com dificuldades para o adensamento (figura c).

Forma dos grãos dos agregados: as formas esféricas e cúbicas exigem menos água para uma mesma consistência e, portanto devem ser preferidas. Aditivos: os aditivos incorporados de ar melhoram a consistência tornando o concreto mais fluido, melhorando a coesão. Já os aditivos redutores de água como plastificantes e superplatificantes aumentam o abatimento. 3.1.7 – Fatores externos que influenciam na trabalhabilidade -Tipo (manual ou mecanizada) e tempo de mistura; -Tempo, temperatura e umidade relativa do ar: A condição ambiente pode reduzir a quantidade de água do concreto afetando assim o abatimento com o tempo - perda de abatimento. As misturas de concreto fresco enrijecem com o tempo. Isto não deve ser confundido com a pega do cimento, pois resulta da absorção de parte da água pelo agregado e da evaporação de outra parte, principalmente se o concreto é exposto ao sol, vento, temperaturas elevadas e baixa umidade relativa do ar. -Tipo de transporte (vertical ou horizontal): em guinchos ou vagonetes, bombas, calhas etc; -Tipo de lançamento, de pequena ou grande altura; -Tipo de adensamento (manual, vibratório); - Dimensões e armadura da peça a executar. Por tudo isso não se tem um método de ensaio que leve em consideração tantos efeitos sobre a trabalhabilidade. 3.1.8 – Determinação da consistência Os diferentes aparelhos e métodos idealizados para verificar a influência dos fatores de trabalhabilidade não conseguem por em evidência todos os fatores que a influenciam. Comumente são os fatores internos que são medidos para serem relacionados como medidas de trabalhabilidade, pois os fatores externos são levados em consideração quando realizados os procedimentos de uma dosagem racional criteriosa e então determinando o traço com sua consistência desejada. Os métodos mais difundidos de ensaios para medição do índice de consistência são o ensaio de abatimento do tronco de cone de Abrams (NRB7223), o ensaio Vebe, e o ensaio de fator de compactação. Estes dois últimos ensaios são mais indicados para medir consistência de concreto de consistência seca.

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Ensaio de abatimento do tronco de cone de Abrams: o método de ensaio do abatimento do tronco de cone (slump test) descreve a consistência do concreto medida pela deformação da massa do concreto pelo seu peso próprio. A consistência do concreto tem como função principal verificar e garantir as proporções dos materiais dosados (traço), eventuais mudanças no traço como aumento na relação água/cimento, troca de agregados podem ser facilmente verificadas neste ensaio.

Ficar em pé sobre as duas abas do molde para mantê-lo firme no chão. Encher o molde em 3 camadas de mesmo volume compactando-as com 25 golpes bem distribuídos,com a haste.

Preencher o segundo terço do volume, fazendo a haste penetrar, mas não atravessar a primeira camada, costurando as duas camadas em golpes bem distribuídos.

Preencher o último terço do volume com excesso de concreto e, adensá-lo com golpes bem distribuídos, costurando as duas camadas.

Rasar o concreto do topo do tronco de cone e limpar bem o excesso de concreto sobre a base, deixando-a livre.

Retirar os pés das abas mantendo pressionado o cone para baixo, com o auxílio das mãos sobre as alças laterais. Retirar o molde verticalmente lenta e continuamente. Toda a operação do ensaio deve ser realizada num período máximo de 2,5 min.

Colocar o tronco de cone cuidadosamente, sem choques, sobre a placa de ferro da base, na posição invertida. Apoiar uma régua no fundo do tronco de cone e com o auxílio de uma escala medir o abatimento do concreto. Caso ocorra o desmoronamento ou a parte superior do tronco de cone fique muito fora de nível, a operação completa deve ser repetida, agora com um novo concreto fresco.

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Ensaio Vebe: utilizado em misturas mais secas - consiste na análise, em mesa vibratória, do tempo necessário para um concreto na forma tronco-cônica, se transformar na forma cilíndrica.

Ensaio de fator de compactação: desenvolvido na Inglaterra, consiste na utilização de dois reservatórios tronco-cônicos colocados um sobre o outro e de uma forma cilíndrica colocada abaixo destes reservatórios. O reservatório superior, é preenchido com concreto e nivelado sem compactação. Por gravidade, o concreto acaba compactado no cilindro de volume conhecido, onde é obtida a massa específica e comparada com a obtida no ensaio Vebe.

Para concretos dosados em central (usinados) a consistência do concreto medida no ensaio de abatimento (Slump test) deve ser feita sempre no instante de recebimento do concreto (descarregamento do caminhão betoneira) como forma de verificar a conformidade do concreto recebido com o concreto pedido. A consistência do concreto tem como função principal verificar e garantir as proporções dos materiais dosados (traço), eventuais mudanças no traço como aumento na relação água/cimento, troca de agregados podem ser facilmente verificadas neste ensaio. O abatimento é medido em milímetros com as tolerâncias admitidas pela NBR 7212 apresentadas na tabela ao lado.

Abatimento (mm) Tolerância (mm) De 10 a 90 ± 10 De 100 a 150 ± 20 Acima de 160 ± 30

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Alguns valores usuais de abatimento estão apresentados na tabela abaixo.

3.1.9 – Massa específica A massa específica do concreto fresco é definida como a massa de unidade de volume do concreto fresco adensado de acordo com a NBR 9833/87 – Concreto fresco - Determinação da massa específica e do teor de ar pelo método gravimétrico, considerando-se o volume de ar incorporado ou aprisionado. Por sua vez, o teor de ar é definido como o “volume de ar aprisionado ou incorporado ao concreto, expresso em porcentagem do volume total de concreto fresco adensado” (NBR 9833/87). O método de ensaio para determinação das características acima é descrito pela mesma norma, NBR 9833/87, e consiste no preenchimento de um recipiente cilíndrico padronizado e de volume conhecido com o concreto fresco. A mistura é adensada por processo manual ou vibratório, escolhido de acordo com a consistência do concreto, medida pelo abatimento do tronco de cone conforme NBR NM 67/98. O cálculo da massa específica é realizado da seguinte maneira:

massa específica (γconc) → é determinada dividindo-se a massa de concreto fresco no recipiente pelo seu volume. É expressa em [kg/dm3], com aproximação de 0,001 kg/dm3;

3.2 – Propriedades do concreto endurecido 3.2.1 - Generalidades O concreto é considerado como um sólido a partir do seu início de pega. É sensível às modificações das condições ambientes, físicas, químicas, mecânicas, com reações lentas geralmente observadas nas suas características. Essas características, em conjunto com suas propriedades, são responsáveis pela qualificação do concreto. Dessa maneira, o conhecimento acerca das propriedades, de suas possibilidades e limitações e dos fatores condicionantes do concreto é o fator principal que permite a escolha do material adequado a ser empregado em suas obras.

As propriedades do concreto endurecido de maior importância são: resistências aos esforços mecânicos; permeabilidade e absorção; deformabilidade e durabilidade.

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3.2.2 - Resistência Resistência é a capacidade do material de resistir à tensão sem ruptura. No projeto estrutural é a propriedade geralmente especificada. A resistência à compressão do concreto é muitas vezes maior que os outros tipos de resistência, e a maioria das peças são projetadas levando em conta essa vantagem. É a propriedade fundamental do concreto. Tem como ser facilmente determinada por meio de ensaios, servindo como indicação geral da qualidade do concreto. A determinação da resistência à compressão é feita por meio de ensaios com corpos-de-prova cilíndricos de concreto de acordo com os métodos estabelecidos nas normas brasileiras NBR 5738/94 – Moldagem e cura de corpos-de-prova cilíndricos ou prismáticos de concreto e NBR 5739/94 – Concreto - Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos. Os fatores que influenciam na resistência são: Relação água/cimento: quanto menor for esta relação, maior será a resistência do concreto. Porém, deve-se lembrar que há uma quantidade de água mínima necessária para reagir com o cimento e dar trabalhabilidade ao concreto. Características dos agregados: de acordo com a característica dos agregados pode ser necessária uma maior quantidade de água para se ter a trabalhabilidade desejada. Também devido aos agregados pode-se ter uma maior tendência de segregação e exsudação. Desse modo, a resistência do concreto pode ter seu valor reduzido. Por outro lado, a definição de bons agregados pode levar a concretos com resistências maiores sem o aumento do consumo de cimento. Proporções dos materiais: quanto maior a relação entre a quantidade de agregados (miúdos e graúdos) e a quantidade de cimento, para uma mesma consistência, menor será a resistência do concreto. A proporção entre os agregados miúdo e graúdo também interfere nas características do concreto endurecido. Tipos de cimento: de acordo com o tipo de cimento escolhido pode se obter uma maior ou menor resistência, um ganho mais rápido ou mais lento de resistência. Aditivos: influência sobre a velocidade de desenvolvimento da resistência e na resistência final. Tipos de aditivos: plastificantes ou redutores de água, retardadores, aceleradores, incorporadores de ar, entre outros. Condições de cura: quanto maior o período de cura úmida, maior a resistência. Em geral, maior temperatura inicial implica em maiores resistências nas primeiras idades, porém uma menor resistência final. A temperatura tem efeito acelerador sobre as reações de hidratação. Idade do concreto: quanto maior a idade do concreto, maior será sua resistência. 3.2.3 - Permeabilidade e porosidade A permeabilidade é definida como a facilidade que um fluido pode escoar através de um sólido, influenciada pela quantidade e continuidade dos poros. Um material pode ser poroso, mas se estes poros não estão interligados, o material não será permeável. A impermeabilidade completa só é conseguida com aditivos ou pinturas especiais. Quanto maior a porosidade menor será a resistência e durabilidade do concreto. Tanto a pasta de cimento como o agregado contém poros, além do que, o concreto como um todo, contém vazios causados por defeitos de compactação ou exsudação, que podem ocupar de 1 a 10% do volume do concreto.

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3.2.3 - Deformabilidade As deformações no concreto ocorrem como um resultado da resposta do material à carga externa e ao meio ambiente. Podem levar à fissuração dada a baixa resistência à tração do concreto. As deformações causadas pelas ação de cargas externas são: Deformações imediatas : aparecem logo após o carregamento da estrutura. Dependem apenas da intensidade e velocidade do carregamento. Deformações lentas (fluência): é o aumento de deformação, com o tempo, sob ação de uma carga constante. Fluência é inversamente proporcional à resistência do concreto, isto é, quanto menor a resistência do concreto maior será o efeito da fluência. Ela é diretamente proporcional às tensões aplicadas, assim quanto maior a intensidade do carregamento maior será o seu efeito. As deformações causadas pelas variações ambientais são: Retração por secagem: deformação de retração associada com a perda de umidade. Pode ser dividida em três tipos. Retração Plástica - ocorre antes do início de pega e é resultante do assentamento dos materiais que compõem o concreto, redução de volume do sistema cimento e água e evaporação da água pela superfície. Retração hidráulica - ocorre após a pega do concreto, decorrente da movimentação de água na pasta de cimento endurecida. Retração Autógena - Decorrente da hidratação contínua do cimento. Variações de umidade: deformação associada a expansão e contração pela absorção e perda de água. Variações de temperatura: deformação associada ao aumento de volume com o aumento da temperatura e diminuição com a queda de temperatura. Importante no caso de condições climáticas extremas e estruturas de grande porte. A combinação de calor produzido pela hidratação do cimento com relativa dificuldade de dissipação, em grandes massas, resultam um grande aumento na temperatura do concreto. Consequentemente, o resfriamento à temperatura ambiente frequentemente faz com que o concreto fissure. Para materiais de baixa resistência à tração, a contração por resfriamento é mais importante que a expansão. 4 – DOSAGEM DE CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND 4.1 – Generalidades 4.1.1 - Conceito A dosagem é um conjunto de procedimentos adotados para a determinação da composição do concreto (traço), expressa pelas proporções relativas (massa ou volume) dos materiais constituintes para atender as condições específicas do projeto. 4.1.2 - Objetivo Encontrar a mistura mais econômica para a obtenção de um concreto com características capazes de atender às condições de serviço, utilizando os materiais disponíveis.

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4.1.3 - Materiais que compõe o concreto

- Cimento Portland - Agregado miúdo (areia) - Agregado graúdo (brita) - Água - Em algumas situações pode-se utilizar adições e aditivos

4.2 – Princípios para definir o traço 4.2.1 - Custo O custo do concreto é constituído pelos custos de material e pessoal. Uma das maneiras de reduzir o custo de material é reduzir o consumo de cimento. Outra solução é melhorar o empacotamento dos materiais, isto é, diminuir a quantidade de vazios da mistura entre agregados graúdos e míudos. Para reduzir o custo de pessoal pode-se empregar um concreto de melhor trabalhabilidade que facilite o processo de concretagem, dimuindo o tempo total de serviço. Outra estrátegia é uma melhor organização de canteiro visando otimizar as atividades relacionadas com o concreto. 4.2.2 - Processos de fabricação, transporte, lançamento e adensamento De acordo com o processo de fabricação, transporte, lançamento e adensamento do concreto existe uma trabalhabilidade adequada. A trabalhabilidade pode ser entendida como a facilidade com a qual o concreto pode ser manipulado sem segregação nociva. O concreto não deve ser uma fluidez superior à necessária para o lançamento, adensamento e acabamento do concreto, pois há um aumento na tendência de segregação dos agregados. No caso de ser necessário um concreto com elevada fluidez deve-se utilizar aditivos redutores de água e retardadores de pega. A coesão é um fator importante para garantir a trabalhabilidade do concreto, pois facilita o adensamento, o acabamento e limita a segregação. No caso de não se atingir uma coesão satisfatória podem ser tomadas algumas medidas, tais como:

- aumentar a proporção areia/agregado graúdo; - substituir parte da areia grossa por areia fina; - aumentar a relação cimento/agregado (para uma mesma relação água/cimento).

4.2.3 - Resistência característica do concreto à compressão (fck) A resistência característica do concreto à compressão é definida pelo engenheiro responsável pelo projeto estrutural, com base na segurança em relação ao carregamento ao qual a estrutura estará submetida e na sua durabilidade no meio onde será construída, isto de acordo com a NBR 6118/2003.

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4.2.4 - Dimensões das peças e espaçamentos das armaduras A dimensão máxima do agregado graúdo será limitada pelas dimensões das peças e espaçamentos das armaduras. A não obediência a este aspecto pode levar a falhas na concretagem. 4.2.5 - Características dos materiais As características dos materiais têm grande influência no processo de dosagem do concreto, portanto é necessário fazer os ensaios de caracterização dos diferentes materiais empregados. As características de maior influência dos agregados na dosagem dos materiais são: - Granulometria; - Módulo de finura; - Massa unitária; - Massa específica; - Inchamento, coeficiente de inchamento e umidade crítica (agregado miúdo); - natureza dos agregados. No caso do cimento é necessário conhecer o tipo e classe de cimento a ser empregada. Já para a utilização de aditivos é interessante verificar a massa específica, o aspecto e o desempenho. 4.3 – Princípios teóricos da dosagem 4.3.1 - Conceitos fundamentais - A relação água/cimento é o parâmetro mais importante do concreto estrutural; - Definida uma relação água/cimento e definidos certos materiais, a resistência e a durabilidade do concreto passa a ser únicas; - O concreto é mais econômico (barato) quanto maior a dimensão máxima característica do agregado graúdo e menor o abatimento do tronco de cone (consistência mais seca). 4.3.2 - Leis de comportamento a) “Lei de Abrams” - Indica que quanto maior a relação água/cimento menor será a resistência do concreto.

c/a2

1cj k

kf = ,

onde fcj - resistência à compressão axial, à idade j, em MPa; k1 e k2 - constantes que dependem exclusivamente dos materiais; b) “Lei de Lyse” - Indica que quanto maior a relação água cimento maior será a quantidade de agregado para uma mesma consistência.

cakkm 43 ⋅+=

onde m - relação agregados secos / cimento em massa, em kg/kg; k3 e k4 - constantes que dependem exclusivamente dos materiais;

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c) “Lei de Molinari” - Indica que quanto maior a quantidade de agregado, para uma mesma consistência, menor será o consumo de cimento.

)mkk(1000C

65 ⋅+=

onde C- Consumo de cimento por m3, em kg/m3; k5 e k6 - constantes que dependem exclusivamente dos materiais; c) “Teor de argamassa seca” - é a relação entre a massa seca de argamassa e a massa total seca de concreto.

pam)m1()a1(

+=++

=α

onde α- teor de argamassa seca, deve ser constante para uma determinada situação, em kg/kg. De acordo com essas leis de comportamento é possível montar um diagrama de dosagem com os modelos de comportamento. O diagrama de dosagem correlaciona a resistência à compressão, relação água/cimento, traço e consumo de cimento.

- “Lei de Abrams”

- “Lei de Lyse”

c/a2

1cj k

kf =

cakkm 43 ⋅+=

- “Lei de Molinari”

)mkk(1000C

65 ⋅+=

4.4 – Dosagem racional e experimental Existem numerosos procedimentos de proporcionamento de concreto são utilizados, tais como: Método da ABCP, Método do IPT, Método do ITERS, Método do ACI, Método do INT e o Método de Helene & Terzian. Aqui neste trabalho será tratado apenas o Método de Helene & Terzian. Vale ressaltar que o estudo de dosagem deve ser realizado com os mesmos materiais e condições semelhantes àquelas da obra. 4.4.1 - Estudo experimental - Método Helene & Terzian

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A fase experimental parte do princípio que são necessários três pontos para poder montar o diagrama de dosagem. O início do estudo experimental parte da avaliação preliminar, com mistura em betoneira do traço 1:5,0 (cimento: agregados secos totais, em massa). Baseado nas informações obtidas desta mistura, confeccionam-se mais duas, com os traços definidos em 1:3,5 (traço chamado de rico) e em 1:6,5 (traço chamado de pobre).

4.4.2 - Determinação do teor ideal de argamassa para o traço 1:5,0 (Traço médio) É uma das fases mais importantes do estudo da dosagem, pois indica a adequabilidade do concreto a sua aplicação na forma. A falta de argamassa na mistura acarreta porosidade do concreto ou falhas de concretagem. O excesso proporciona um concreto de melhor aparência, mas aumenta o custo por m³, além de aumentar o risco de fissuração por origem térmica e por retração de secagem. O objetivo dessa etapa experimental é determinar o teor ideal de argamassa na mistura do concreto (mínimo possível). Para tal objetivo determina-se a proporção adequada de argamassa por tentativas e observações práticas. A tabela a seguir auxilia nesse processo de tentativas. Vale ressaltar que a tabela foi construída considerando uma quantidade fixa de agregado graúdo igual a 30 kg.

Qtde. de areia (kg)

Qtde. de Cimento (kg)

Qtde. de água (kg) Teor de

argamassa (%)

Traço Unitário (1:a:p) Massa

Total Acréscimo na mistura

Massa Total

Acréscimo na mistura

Massa Total


Relação a/c

Final

35 1:1,10:3,90 8,46 7,69 3,85 0,5 37 1:1,22:3,78 9,68 1,22 7,94 0,25 3,97 0,12 0,5 39 1:1,34:3,66 10,99 1,31 8,20 0,26 4,10 0,13 0,5 41 1:1,46:3,54 12,36 1,37 8,47 0,27 4,24 0,14 0,5 43 1:1,58:3,42 13,86 1,50 8,77 0,30 4,39 0,15 0,5 45 1:1,70:3,30 15,45 1,59 9,09 0,32 4,55 0,16 0,5 47 1:1,82:3,18 17,17 1,72 9,43 0,34 4,72 0,17 0,5 49 1:1,94:3,06 19,02 1,85 9,80 0,37 4,90 0,18 0,5 51 1:2,06:2,94 21,02 2,00 10,20 0,40 5,10 0,20 0,5 53 1:2,18:2,82 23,19 2,17 10,64 0,44 5,32 0,22 0,5 55 1:2,30:2,70 25,55 2,36 11,11 0,47 5,56 0,24 0,5 57 1:2,42:2,58 28,14 2,59 11,63 0,52 5,82 0,26 0,5 59 1:2,54:2,46 30,98 2,84 12,20 0,57 6,10 0,28 0,5

Seqüência de atividades: 1- Imprimar a betoneira com traço 1:2:3 e a/c = 0,65 (≥ 6 kg)

2- Após misturar os materiais verificar se é possível efetuar o abatimento do tronco de cone – coesão e plasticidade adequada

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3- Realizar os acréscimos sucessivos de argamassa na mistura

4- Verificação do teor ideal de argamassa

5- Concreto com teor ideal de argamassa

6- Realizar uma nova mistura com o traço 1:5,0, com o teor de argamassa definitivo e determinar as características do concreto fresco: - relação água/cimento para a consistência desejada - massa específica do concreto fresco (γconc) - abatimento do tronco de cone

- consumo de cimento por m³ de concreto

( )xpa1C conc

+++γ

=

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4.4.3 - Obtenção dos traços auxiliares O objetivo desta etapa é produzir mais dois traços auxiliares, para possibilitar a montagem do diagrama de dosagem. Os dois traços apresentam uma variação de uma unidade e meia no teor total de agregados: 1:3,5 (traço chamado rico) e 1:6,5 (traço chamado pobre). Ressalta-se que os dois novos traços devem manter fixo o teor de argamassa (α) e o abatimento do tronco de cone, determinados no traço 1:5,0. a) Obtenção do traço mais rico (em teor de cimento) Traço adotado: 1:3,5 (1:m)

ar + pr = 3,5

α=++

+

rr

r

pa1a1 → 1)5,31(ar −+⋅α=

rr a5,3p −=

Onde α = teor de argamassa do traço 1:5,0 ar e pr = são as quantidades de areia e pedra do traço rico

a) Obtenção do traço mais pobre (em teor de cimento) Traço adotado: 1:6,5 (1:m)

ap + pp = 6,5

α=++

+

pp

p

pa1a1

→ 1)5,61(ap −+⋅α=

pp a5,6p −=

Onde α = teor de argamassa do traço 1:5,0 ap e pp = são as quantidades de areia e pedra do traço pobre

4.4.4 - Exemplo: Estudo de dosagem Determinação do teor ideal de argamassa para o traço 1:5 (1:m)

Qtde. de areia (kg)

Qtde. de Cimento (kg)

Qtde. de água (kg) Teor de

argamassa (%)

Traço Unitário (1:a:p) Massa

Total Acréscimo na mistura

Massa Total


Massa Total


Relação a/c

Final

35 1:1,10:3,90 8,46 7,69 3,85 0,50 37 1:1,22:3,78 9,68 1,22 7,94 0,25 3,97 0,12 0,50 39 1:1,34:3,66 10,99 1,31 8,20 0,26 4,10 0,13 0,50 41 1:1,46:3,54 12,36 1,37 8,47 0,27 4,24 0,14 0,50 43 1:1,58:3,42 13,86 1,50 8,77 0,30 4,39 0,15 0,50 45 1:1,70:3,30 15,45 1,59 9,09 0,32 4,55 0,16 0,50 47 1:1,82:3,18 17,17 1,72 9,43 0,34 4,72 0,17 0,50 49 1:1,94:3,06 19,02 1,85 9,80 0,37 4,90 0,18 0,50 50 1:2,00:3,00 20,00 0,95 10,00 0,20 5,50 0,60 0,55

Resultados:

Traço: 1:2:3 - x = 0,55 - α = 50 % - Abatimento = 6 cm - γconc = 2300 kg/m³ - fc7 = 25,06 MPa (média de 3 corpos-de-prova)

( ) ( )3conc m/kg1,351C

55,03212300C

xpa1C =→

+++=→

+++γ

=

40

Traço rico 1:3,5 (1:m)

ar + pr = 3,5

α=++

+

rr

r

pa1a1 → 1)5,31(ar −+⋅α= = 0,5 . (4,5) -1 = 1,25

rr a5,3p −= = 3,5 - 1,25 = 2,25

Traço rico: 1:1,25:2,25 - x = 0,43 (determinado experimentalmente)

- α = 50 % - Abatimento = 6 cm - γconc = 2320 kg/m³ - fc7 = 36,77 MPa (média de 3 corpos-de-prova)

( ) ( )3conc m/kg6,470C

43,025,225,112320C

xpa1C =→

+++=→

+++γ

=

Traço pobre 1:6,5 (1:m)

ap + pp = 6,5

α=++

+

pp

p

pa1a1

→ 1)5,61(ap −+⋅α= = 0,5. (7,5)-1 = 2,75

pp a5,6p −= = 6,5-2,75 = 3,75

Traço pobre: 1:2,75:3,75 - x = 0,71 (determinado experimentalmente)

- α = 50 % - Abatimento = 6 cm - γconc = 2310 kg/m³ - fc7 = 18,56 MPa (média de 3 corpos-de-prova)

( ) ( )3conc m/kg4,281C

71,075,375,212310C

xpa1C =→

+++=→

+++γ

=

Com os dados acima é possível construir o seguinte diagrama de dosagem

7 dias

Abatimento de 6 cm

41

Através do diagrama é pode-se determinar o traço para uma resistência desejada. Será feito o exemplo de um traço para obter um concreto com resistência média de 30 MPa aos 7 dias com abatimento de 6 cm. 1º Passo - Para a resistência de 30 MPa encontra-se a relação a/c = 0,49 2º Passo - Com a relação a/c encontra-se o valor de m = 4,2 3º Passo - Com o valor de m encontra-se o consumo de cimento C = 405 kg/m³ 4º Passo:

m= a + p = 4,2

α=++

+pa1

a1 → 1)2,41(a −+⋅α= = 0,5. (5,2)-1 = 1,60 a2,4p −= = 4,2-1,6 = 2,60

Resposta: traço: 1:1,60:2,60 : x = 0,49 , abatimento de 6 cm e C = 405 kg/m³ 5 - CONCRETO - PREPARO, CONTROLE E RECEBIMENTO (NBR 12655) 5.1 – Generalidades A NBR 12655 fixa as condições exigíveis para o preparo, controle e recebimento de concreto simples, armado ou protendido. De acordo com a norma as etapas de execução do concreto são:

- Caracterização dos materiais; - Estudo de dosagem do concreto; - Ajuste e comprovação do traço de concreto; - Preparo do concreto

Para o concreto destinado às estruturas, são previstas as seguintes modalidades de preparo do concreto:

- Concreto preparado pelo executante da obra; - Concreto preparado por empresas de serviços de concretagem - onde a central deve assumir a responsabilidade pelo serviço e cumprir as prescrições relativas às etapas de execução do concreto.

A aceitação do concreto consiste de duas etapas:

- A aceitação do concreto fresco: efetuada durante a descarga da betoneira; - A aceitação definitiva do concreto: atendimento a todos os requisitos especificados para o concreto endurecido.

5.2 - Responsabilidades pela composição e propriedades do concreto O concreto para fins estruturais deve ter definidas todas as características e propriedades de maneira explícita, antes do início das operações de concretagem. O proprietário da obra ou o responsável técnico deve garantir o cumprimento da NBR 12655. 5.2.1 - Profissional responsável pelo projeto estrutural A este profissional estão incumbidas as seguintes responsabilidades:

- Definição do fck e seu registro em todos os desenhos; - Especificação, quando necessário, de valores de fck para etapas construtivas (desforma, protensão, manuseio de pré-moldados); - Especificação de requisitos correspondente à durabilidade da estrutura (relação água/cimento, cobrimento, módulo de elasticidade, etc).

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5.2.2 - Profissional responsável pela execução da obra Ao responsável pela execução da estrutura de concreto cabem as seguintes responsabilidades:

- Escolha da modalidade de preparo do concreto; - Quando concreto preparado em obra, deve ser responsável pelas etapas de execução e pela definição da condição de preparo; - Escolha do tipo de concreto, consistência, dimensão máxima dos agregados e demais propriedades; - Aceitação do concreto; - Cuidados requeridos pelo processo construtivo.

5.2.3 - Responsável pelo recebimento do concreto: O responsável pelo recebimento do concreto é o proprietário da obra ou responsável técnico pela obra, designado pelo proprietário. 5.3 - Requisitos 5.3.1 - Medida dos materiais e do concreto A base de medição do concreto é o metro cúbico de concreto no estado fresco adensado; A medida em volume dos agregados só é permitida até a classe C25, com cuidados que serão apresentados posteriormente. 5.3.2 - Mistura Os componentes de concreto devem ser misturados até formar uma massa homogênea. Esta operação de mistura pode ser executada em:

- Central de concreto; - Caminhão betoneira; - Betoneira estacionária (tempo mínimo de 60s).

5.4 - Estudo de dosagem de concreto 5.4.1 - Dosagem racional e experimental: O traço de concretos de classe C15 ou superior deve ser definido por dosagem racional e experimental, com a devida antecedência em relação ao início da concretagem. Deve-se utilizar no estudo de dosagem os mesmos materiais e condições semelhantes à obra a ser executada. O cálculo da dosagem do concreto deve ser refeito cada vez que for prevista a mudança de materiais (marca, tipo ou classe de cimento, procedência e qualidade dos agregados, etc) 5.4.2 - Dosagem empírica: O traço de concreto pode ser estabelecido empiricamente apenas para o concreto da classe C10 (não estrutural), com consumo mínimo de 300 kg de cimento por m3.

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5.4.3 - Cálculo da resistência de dosagem A resistência de dosagem deve levar em conta a variabilidade durante a construção. Esta variabilidade é medida pelo desvio padrão e é levada em conta no cálculo da resistência de dosagem pela seguinte equação:

fcj = fck + 1,65. Sd Onde: fcj – Resistência média à compressão do concreto prevista para a idade de j dias (MPa) Sd – Desvio-padrão da dosagem (MPa), não podendo ser inferior a 2 MPa

5.4.4 - Condições de preparo do concreto e concreto com desvio-padrão desconhecido No caso de desvio-padrão desconhecido (Sd) a norma permite a adoção dos seguintes valores de acordo com a condição de preparo do concreto: Condição A

- aplicável às classes C10 até C80 - 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. - Considerar Sd = 4,0 MPa.

Condição B

- aplicável às classes C10 até C25: o cimento é medido em massa, a água de amassamento é medida em volume mediante dispositivo dosador e os agregados medidos em massa combinada com volume. No caso de massa combinada com volume, entende-se que o cimento seja sempre medido em massa e que o canteiro deve dispor de meios para medir a umidade da areia e efetuar as correções necessárias, além de balanças com capacidade e precisão aferidas, de modo a permitir a rápida e prática conversão de massa para volume de agregados, sempre que for necessário ou quando o responsável técnico pela obra exigir - aplicável às classes C10 até C20 - 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 atavés da curva de inchamento, estabelecida especificamente para o material utilizado. O volume de água de amassamento é corrigido em função da medição da umidade dos agregados. - Considerar Sd = 5,5 MPa.

Condição C

- aplicável apenas aos concretos de classe C10 e C15 - 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. - Nesta condição, exige-se,para os concretos de classe C15, consumo mínimo de 350 kg de cimento por metro cúbico. - Considerar Sd = 7,0 MPa.

5.4.5 - Ajuste e comprovação do traço Antes do início da concretagem, deve-se preparar uma amassada de concreto na obra, para comprovação e eventual ajuste do traço definido no estudo de dosagem. Para concreto de classe até C10 deve-se comprovar a consistência, já para classes superiores à C10 deve-se verificar também a resistência à compressão.

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5.5 - Ensaios de controle de aceitação 5.5.1 - Concreto fresco O ensaio para verificação do concreto fresco é o do abatimento do tronco de cone (Slump), que deverá ser feito na seguinte freqüência:

a) Concreto executado na obra: - na primeira amassada - alteração da umidade dos agregados - ao reiniciar a fabricação do concreto após uma interrupção da jornada de concretagem durante, pelo menos, 2 horas; -na troca dos operadores da betoneira; - cada vez que forem moldados corpos-de-prova.

b) Concreto preparado por empresas - a cada betonada ( no caso de caminhão-betoneira)

5.5.2 - Concreto endurecido Para a verificação do concreto endurecido realiza-se o ensaio de resistência à compressão de lotes. O lote será constituído de uma amostra formada por, no mínimo, seis exemplares, representativa de uma parte da obra, que será analisada estatisticamente. Cada exemplar será constituído de dois corpos-de-prova da mesma amassada, para cada idade de rompimento, moldados no mesmo ato. Toma-se como resistência do exemplar o maior dos dois valores obtidos em cada ensaio. Frequência de moldagem é função do grupo do concreto e da formação dos Lotes:

- Grupo I (C10 até C50) - mínimo de seis exemplares - Grupo II (C55 até C80) - mínimo de doze exemplares

Valores para a formação de lotes de concreto

(*) Este período deve estar compreendido no prazo total máximo de sete dias, que inclui

eventuais interrupções para tratamento de juntas. Para o controle da resistência do concreto considera-se dois tipos de controle - o controle estatístico por amostragem parcial e o controle estatístico por amostragem total.

a) Controle Estatístico do Concreto por Amostragem Parcial Para este tipo de controle são retirados exemplares de algumas betonadas de concreto. São utilizadas duas fórmulas diferentes de acordo com a quantidade de exemplares.

a.1 - quando o número de exemplares (n) está compreendido entre 6 e 20, o valor estimado da resistência característica à compressão (fck), na idade especificada, é dada por:

45

m1m21

ckest f1m

fff2f −

−+++

⋅= −L

Onde: - m = "n/2" exemplares. Despreza-se o valor mais alto de "n" se este número for ímpar. - f1<f2<....<fm....<fn são as resistências dos exemplares. Portanto são consideradas em ordem crescente. - Não se deve tomar para fckest valor menor que ψ6.f1

Valores de ψ6

Número de exemplares (n) Condição de preparo 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 1,02 B ou C 0,75 0,80 0,84 0,87 0,89 0,91 0,93 0,96 0,98 1,00 1,02

Nota: Os valores entre 2 e 5 são empregados para os casos excepcionais

a.2 - quando o número de exemplares (n) for maior que 20, o valor estimado da resistência característica à compressão (fck), na idade especificada, é dada por:

fckest = fcm -1,65.Sd Onde: fcm - resistência média do concreto à compressão para a idade do ensaio. Sd - desvio padrão dos resultados

b) Controle do Concreto por Amostragem Total Neste caso todo o concreto (100%) foi amostrado. Por exemplo, no caso de concreto dosado em central em que se moldaram corpos-de-prova em todos os caminhões betoneiras chegados na obra.

b.1 - Para n < 20 → fckesp = f1 b.2 - Para n > 20 → fckesp = fi onde i = 0,05n, quando o valor de i for fracionário adota-se o inteiro imediatamente superior. Por exemplo: 30 exemplares, i= 0,05x30 =1,5 adota-se 2, assim teremos que fckesp = f2

c) Casos Excepcionais No caso de lotes com volumes inferiores a 10 m3, com número de exemplares entre 2 e 5, não correspondendo ao controle total, é permitido adotar: fckest = ψ6.f1

5.5.3 - Aceitação da estrutura A estrutura será aceita automaticamente quando todos os lotes possuírem o fckest ≥ fckesp. Caso algum lote não possuir o fckest maior que o fckesp, deve-se:

a) fazer uma revisão no projeto estrutural b) realizar ensinos não destrutivos; c) realizar ensaios especiais; d) prova de carga; Se em nenhum desses casos o lote for aceito a estrutura será rejeitada.

5.6 - Exemplos (Retirado da apostila: Sichieri et al. (2003)- Materiais de Construção Parte I - Disciplina SAP 402 – Materiais de Construção Civil - EESC/USP)

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5.6.1 -Concluir sobre a aceitação do concreto nos seguintes casos: a) lote de uma estrutura cujos resultados de ensaios, realizados aos 28 dias e obtidos em

corpos-de-prova de controle, com dimensões de 150 mm x 300 mm, estão representados na tabela abaixo:

Resistência à compressão axial [MPa]

Corpo-de-prova Exemplar

CP1 CP2 1 20,4 19,7 2 23,5 22,0 3 21,5 21,4 4 21,4 20,8 5 23,3 23,1 6 17,9 17,9 7 21,0 19,3 8 22,9 24,1

Dados: fck = 18 MPa; concreto produzido com controle de acordo com a condição A.

b) lote de uma estrutura cujos exemplares representativos apresentam as seguintes resistências aos 28 dias para ensaios realizados em corpos-de-prova de controle com dimensões de 150 mm x 300 mm: 38,5 – 36,8 – 34,8 – 39,6 – 37,1 – 36,5 – 37,9 – 41,2 – 37,9 – 42,4 – 38,5 – 48,6 – 46,2 – 33,7 – 34,0 – 32,5 – 44,2 – 38,2 – 38,9 – 40,0 [MPa].

Dado: fck = 30 MPa. RESOLUÇÃO:

a) Considerando a maior resistência entre as duas determinadas para cada corpo-de-prova, tem-se as seguintes resistências para os exemplares: 20,4 – 23,5 – 21,5 – 21,4 – 23,3 – 17,9 – 21,0 – 24,1 [MPa] → 8 exemplares (n = 8).

Para concretos com números de exemplares variando entre 6 e 20, o valor de fckest é dado por:

m1m21

ckest f1m

fff2f −

−+++

⋅= −L

onde m é igual à metade do número de exemplares n (para a determinação de m, despreza-se o valor mais alto de n se este for ímpar); f1 ≤ f2 ... ≤ fm ... ≤ fn são as resistências dos exemplares. Assim, colocando as resistências em ordem crescente tem-se: 17,9 – 20,4 – 21,0 – 21,4 – 21,5 – 23,3 – 23,5 – 24,1. Como n = 8, m = 4. Para a análise da aceitação do lote, considera-se, então, as quatro primeiras resistências. Dessa maneira, o fck,est será:

=−++

∗= 4,213

0,214,209,172,estckf

18,1 MPa

Porém, fckest ≥ ψ6*f1. Para o caso em questão, o valor de ψ6 é igual a 0,95 (condição A - tabela

ψ6). Assim, =∗≥ 9,1795,0,estckf 17,0 MPa. Portanto, fck,est adotado é igual a 18,1 MPa. Como fck,est é maior que o fck de projeto, conclui-se que há aceitação automática do lote de concreto e questão.

b) Como o controle deste lote é feito a partir de 20 exemplares, o valor de fckest é dado por: fckest = fcm -1,65.Sd

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onde fcm corresponde à resistência à compressão média do concreto para a idade do ensaio e Sn ao desvio-padrão dos resultados, considerando-se n-1 exemplares. Para o lote em questão, fcm = 38,9 MPa e Sd = 4,1 MPa. Assim, fckest = 38,9 -1,65.4,1 = 32,1 MPa. Como fck,est é maior que o fck de projeto, conclui-se que há aceitação automática do lote de concreto e questão. 5.6.2 - Durante a concretagem de uma estrutura forma retiradas amostras de cada

amassada do concreto misturado na própria obra. As resistências aos 28 dias dos exemplares representativos de um lote, verificadas em corpos-de-prova de controle, com dimensões de 150 mm x 300 mm, forma: 19,0 – 20,9 – 24,9 – 28,3 – 22,2 – 20,3 – 21,2 – 26,5 – 22,5 – 26,9 – 19,0 – 19,0 – 22,1 – 22,3 – 20,1 – 23,9 – 23,9 – 26,1 – 21,5 – 20,0 – 26,1 – 28,3 MPa. Concluir sobre a aceitação do concreto deste lote. Dado: fck = 20 MPa.

RESOLUÇÃO: Como forma retiradas amostras de cada amassada do concreto, trata-se de um controle por amostragem total (100%). Como n = 22, o fck,est é dado por:

fckest = fi, para n ≥ 20, onde i = 0,05n.

Na presente análise, i = 0,05*22 = 1,1. Como adota-se o inteiro imediatamente superior, i = 2, o que implica num fck,est = f2. Assim, colocando as resistências determinadas em ordem crescente, tem-se: 19,0 – 19,0 – 19,0 – 20,0 – 20,0 – 20,3 – 20,9 – 21,2 – 21,5 – 22,1 – 22,2 – 22,3 – 22,5 – 23,9 – 24,9 – 26,1 – 26,1 – 26,5 – 26,9 – 28,3 – 28,3. Sendo fck,est = f2 = 19,0 MPa < fck = 20 MPa, conclui-se que não há aceitação automática deste lote de concreto. 5.6.3 - Concluir sobre a aceitação de um lote de concreto de uma estrutura, sendo

conhecidos: - fck = 15 MPa; - volume do lote = 6 m3; - resistências aos 28 dias dos exemplares, verificadas em corpos-de-prova de controle, com dimensões de 150 mm x 300 mm: 17,8 – 19,5 – 17,0 – 16,5 – 18,2 MPa; - concreto usinado.

RESOLUÇÃO: Como o lote a ser analisado é composto por apenas 6 m3 de concreto e o número de exemplares é igual a 5, trata-se de um caso excepcional previsto pela NBR 12655/96. Pela norma, lotes com volume inferiores a 10 m3 de concreto, com número de exemplares compreendido entre 2 e 5 e sem controle total, o fckest = ψ6.f1. Colocando as resistência determinadas pelos exemplares em ordem crescente, tem-se: 16,5 – 17,0 – 17,8 – 18,2 – 19,5. Assim, fck,est = 0,91*16,5 = 15 MPa. Como o fck,est é igual ao fck de projeto, conclui-se que há aceitação automática deste lote de concreto.

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6 - Argamassas 6.1 - Definição Argamassa é uma mistura de aglomerantes e agregados com água, possuindo capacidade de aderência e endurecimento. Geralmente as argamassas utilizadas em obras são compostas de areia natural lavada, e os aglomerantes são em geral o cimento Portland e a cal hidratada. Sua denominação é função do aglomerante utilizado (argamassa de cal, de cimento ou mista de cal e cimento). As argamassas são empregadas para assentamento de tijolos, blocos, azulejos, etc. Servem ainda para revestimento das paredes, tetos e pisos, e nos reparos de peças de concreto.

6.2 - Tipos de aglomerantes A destinação da argamassa determina o tipo de aglomerante ou a mistura de tipos diferentes de aglomerantes. Exemplos:

Argamassa de Cimento

• Alvenaria de alicerce • Chapisco • Revestimentos impermeáveis • Pisos Cimentados

Argamassa de Cal

• Reboco • Emboço • Argamassa de assentamento de alvenaria de vedação

Argamassa Mista

• Assentamento de cerâmica • Emboço • Argamassa de assentamento de alvenaria de vedação

6.3 - Traços Definido o tipo de argamassa a ser utilizada, o próximo passo é adotar o traço, que é a indicação das proporções de todos os componentes da argamassa. O traço em massa é mais preciso na determinação das quantidades e do custo. No entanto, é impraticável no canteiro de obras. O traço mais utilizado é o traço em volume. Maiores detalhes rever item 2 da apostila.

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6.4 - Propriedades das argamassas Para que as argamassas possam cumprir suas funções, elas precisam apresentar um conjunto de propriedades específicas, tanto no estado fresco como no estado endurecido.

Estado Fresco Estado Endurecido

Massa específica e teor de ar Aderência

Trabalhabilidade Capacidade de absorver deformações

Retenção de água Resistência mecânica

Aderência inicial Permeabilidade

Retração na secagem Durabilidade

6.4.1 - Massa específica e teor de ar A massa específica diz respeito à relação entre a massa e o volume e pode ser específica (não considera os vazios) ou unitária (considera os vazios). O teor de ar é a quantidade de ar existente em um certo volume de argamassa. Quanto menor a massa específica maior será o teor de ar o que leva a uma melhor trabalhabilidade da argamassa. 6.4.2- Trabalhabilidade É uma propriedade de avaliação qualitativa. Por exemplo, uma argamassa de assentamento para alvenaria é considerada trabalhável quando:

− Deixa penetrar facilmente a colher de pedreiro, sem ser fluida; − Mantém-se coesa ao ser transportada, mas não adere à colher ao ser lançada; − Distribui-se facilmente e preenche todas as reentrâncias da base; − Não endurece rapidamente quando aplicada.

As características dos materiais constituintes e o seu proporcionamento (traço) interferem na trabalhabilidade da argamassa. A presença de cal e aditivos incorporadores de ar, por exemplo, melhoram a trabalhabilidade até um certo limite. A medida da trabalhabilidade é feita indiretamente, através de uma correlação com a consistência da argamassa. Esta consistência pode ser medida com ensaios da mesa de fluidez (flow table).

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6.4.3- Retenção de água A retenção de água é a capacidade da argamassa não perder água quando em contato com superfície que apresente sucção elevada ou pela evaporação. A rápida perda de água compromete a aderência, a capacidade de absorver deformações, a resistência mecânica, e, com isso, a durabilidade e a estanqueidade do revestimento e da vedação ficam comprometidos. Os fatores que influenciam a retenção de água são as características e proporcionamento (traço) dos materiais constituintes da argamassa. A presença da cal, materiais finos e de aditivos podem melhorar essa propriedade. A seguir apresenta-se alguns ensaios para quantificar a retenção de água:

6.4.4- Aderência inicial A aderência inicial é a propriedade relacionada ao fenômeno mecânico que ocorre em superfícies porosas, pela ancoragem da argamassa na base , através da entrada da pasta nos poros, reentrâncias e saliências, seguido do endurecimento progressivo da pasta. É uma propriedade que depende das características da base (porosidade, rugosidade, condições de limpeza); da superfície de contato efetivo entre a argamassa e a base; das demais propriedades no estado fresco. Para se obter uma adequada aderência inicial, a argamassa deve apresentar trabalhabilidade e retenção de água adequadas à sucção da base e às condições de exposição. Deve também ser comprimida após a aplicação, para promover o maior contato com a base. A base deve estar limpa, com rugosidade adequada e sem oleosidade.

Caso estas condições não ocorram, pode haver, por exemplo, a perda de aderência em razão da entrada rápida da pasta nos poros da base. Isso acontece devido à sucção da base ser maior que a retenção de água da argamassa, causando descontinuidade sobre a base.

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6.4.5- Retração na secagem A retração na secagem ocorre devido à evaporação da água de amassamento da argamassa e, também, pelas reações de hidratação e carbonatação dos aglomerantes, podendo ocasionar fissuras.As fissuras podem ser prejudiciais ou não (microfissuras). Fatores que influenciam a retração:

− Alto teor de cimento; − Espessura das camadas; − Tempo para sarrafeamento.

6.4.6- Aderência A aderência é a propriedade do revestimento de manter-se fixo ao substrato, através de resistência às tensões normais e tangenciais que surgem na interface base-argamassa. Depende:

− Propriedades no estado fresco − Execução do revestimento − Natureza e características da base e de sua limpeza final.

É medida através do ensaio de arrancamento por tração.

A NBR 13749 estabelece limites da resistência de aderência à tração de acordo com o local de aplicação e o tipo de acabamento:

Local Acabamento Rest. Arrancamento(MPa)

Pintura ou base para reboco 0,20 Interna

Cerâmica ou laminado 0,30

Pintura ou base para reboco 0,30 Parede

Externa Cerâmica 0,30

Teto --------- 0,20

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6.4.7- Capacidade de absorver deformações (C.A.D.) É a capacidade de suportar tensões sem se romper, sem apresentar fissuras prejudiciais e sem perder a aderência. As deformações podem ser de grande ou pequena amplitude. A argamassa de revestimento deve ser capaz de absorver as de pequena amplitude, que ocorrem em conseqüência da ação da umidade ou da temperatura. A capacidade de absorver deformações depende :

− do módulo de deformação da argamassa – quanto menor for o módulo de deformação (menor teor de cimento) maior a capacidade de absorver deformações;

− da espessura das camadas - espessuras maiores contribuem para melhorar essa propriedade, entretanto, deve-se tomar cuidado para não ter espessuras excessivas que poderão comprometer a aderência;

6.4.8- Resistência mecânica Resistência mecânica é a capacidade da argamassa de suportar ações mecânicas de diferentes naturezas (abrasão superficial, impacto, contração termoigroscópica). Depende do consumo e da natureza dos aglomerantes e agregados. A resistência mecânica aumenta com a redução da proporção de agregado na argamassa. Já o aumento da relação água/cimento leva a uma diminuição da resistência. 6.4.9- Permeabilidade A permeabilidade é a propriedade relacionada à passagem de água pela camada de argamassa, que é um material poroso e permite a percolação da água tanto no estado líquido como no de vapor. A argamassa deve ser estanque a água, impedindo sua percolação, mas deve ser permeável ao vapor para favorecer a secagem de umidade de infiltração ou decorrente da ação direta do vapor de água, principalmente nos banheiros. 6.4.10- Durabilidade A durabilidade é uma propriedade do período de uso do revestimento, resultante das propriedades do revestimento no estado endurecido e que reflete o desempenho do revestimento diante das ações do meio externo ao longo do tempo. Alguns fatores prejudicam a durabilidade do revestimento, tais como: a fissuração; a espessura excessiva; a cultura e proliferação de microorganismos; a qualidade das argamassas; a falta de manutenção.

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6.5 - Funções e propriedades das argamassas

6.6 - Influência da cal e do cimento nas propriedades das argamassas

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6.7 - Influência da areia nas propriedades das argamassas

6.8 Traços típicos de argamassas

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