Arquivo Sobre Tecnologia Do Concreto

Transcript

Programa da disciplina: Tecnologia do Concreto 1. Materiais e componentes do concreto 2. Aditivo para o concreto 3. Ensaios de laboratório 4. Propriedades do concreto fresco 5. Propriedades do concreto endurecido 6. Princípios sobre dosagem de concreto em centrais 7. Prática sobre dosagem 8. Controle de qualidade em concreto Materiais e componentes do concreto. Cimento 50 kg Portland CIMENTO PORTLAND Def.: Produto constituído por silicatos aluminatos de cálcio, sem cal livre, que, depois de hidratados, funcionam como uma cola que ligam as partículas de agregados entre si. Seu nome decorre de sua semelhança com as rochas encontradas na ilha de Portland (UK). 1. HISTÓRICO - MUNDO - Século XVIII * 1756 John Smeaton - Farol de Eddystone (UK) Material resistente a agressividade do mar, usou calcários impuros (c/ argila) - Século XVIX * Até 1830 - cimentos similares foram obtidos (6x) L.J. Vicat - Observou que misturas calcário + argila resultam em cimento * 1824 patente do cimento para Joseph Aspdin * 1885 Frederick Ransone - Forno horizontal rotativo proporcionando um material homogêneo - Século XX * 1905 Thomas A. Edson - 1ª forno longo de cimento - BRASIL - Século XVIX * 1885 - 1ª tentativa de fabricar cimento: - Engº Louis F. A.da Nóbrega - Paraíba (3 meses) - Com. Antônio P. Rodovalho - São Paulo (21 anos) - Século XX e XXI * Restrições impostas pela 1ª guerra Mundial * 1925 Fábrica do Espirito Santo * 1926 Fábrica de Perus em São Paulo * 2004: Produção 34,4 milhões de Ton. (8º Mundial) Cons. per capita: 188kg/hab (EUA: 373 kg/hab ; média européia: 461kg/hab) * Atualmente: 10 Grupos responsáveis por 57 fábricas 2. OBTENÇÃO CALCÁRIO (70%) + ARGILA (20%) CIMENTO PORTLAND CLINQUER (silicatos de cálcio hidráulicos) GIPSITA (2 a 3%) (sulfato de cálcio) MOAGEM Retarda o endurecimento pela baixa solubilidade dos aluminatos anidros em soluções supersaturadas de gesso. 3.FUNÇÕES DOS COMPONENTES CALCÁRIO e ARGILA: Formam o clinquer. (1t de clinquer ⇒ 1,5 à 1,8 t de matéria-prima) ÀLCALIS (variando de 12,5 a 14,0): Proteção da armadura (pH > 11,50) GESSO (≤ 5%): Retardar o tempo de pega, inibindo suas reações químicas. 4.COMPONENTES DO CIMENTO: OXIDOS PRINCIPAIS: CaO- Oxido de cálcio (cal-C) (60 a 70%)- Calcário SiO2- Oxido de silício (sílica-S) (17 a 25%)- Argila Al2O3-Oxido de alumínio (alumina-A) (3 a 8%)- Argila Fe2O3-Oxido de ferro-(F) (2 a 5%)- Argila Reações: Fe2O3 + Al2O3 + CaO ⇒ C4AF (até acabar o Fe) Al2O3 + CaO ⇒ C3S (até esgotar a alumina) Componentes observados no clinquer, resultantes dos oxidos principais: çC3S -Silicato tricálcio -Endurecimento rápido, alto calor de hidratação e alta resistência inicial, contribui para resistência inicial do concreto (especialmente até final do 1º mês)- (45-60%). çC2S -Silicato dicálcico - Endurecimento lento, baixo calor de hidratação e contribui para resistência principalmente a partir do final do 1º mês - (15-30%) çC3A - Aluminato tricálcico-Reação rapidíssima, altíssimo calor de hidratação, resistência muito baixa à ataque por sulfatos, contribui para resistência inicial (especialmente no 1º dia)- (6-12%).- É sensível ao ataque de sulfatos. çC4AF -Ferro Aluminato tretracálcico - Reação muito rápida, alto calor de hidratação, resistência desprezível, não contribuindo para resistência. (6-8%) Resumo dos componentes formados na produção do cimento: Elementos Óxido de cálcio (CaO) Óxido de sílica (SiO2) Óxido de alumínio (Al2O3) Óxido de ferro (Fe2O3) Quantidade (%) 63 20 6 3 Quant. Fórmula (Nomenclatura) (%) 3CaO.SiO2 54,1 (C3S) 2CaO.SiO2 16,6 (C2S) 3CaO.Al2O3 10,8 (C3A) Ferroaluminato 4CaO.Al2O3.Fe2O3 9,1 tetracálcico C4AF Compostos formados Silicato tricálcico Silicato dicálcico Aluminato tricálcico Comportamento dos componentes do cimento: C3S C2S C3A 7 28 90 180 IDADE (DIAS) 360 C4AF 720 5. CLASSES DE CIMENTO - Resistência mínima em MPa 25 1 DIA 3 DIA 8 7 DIA 15 28 DIA 25 91 DIA 32 CLASSE 32 40 10 15(12*) 20 25(23*) 32 40 40 48 ARI 14 24 34 - * Limite para CP-III - 40 - Resistente a sulfatos: Teor de C3A < 8 % Teor de adições carbonáticas < 5% 6. TIPOS DE CIMENTO NORMA SIGLA / TIPO / CLASSE CARACTERÍSTICAS CPI - Comum - 25,32,40 NBR 5732/91 CPE - c/ adição - 25,32,40 Uso: praticamente universal, podendo ter de 1 a 5% de material pozolânico, escórias de alto forno e material carbonáticos. Não recebe adição NBR CPII-E - c/ escória- 25,32,40 Uso: semelhante ao cimento portland comum 11578/91 CPII-Z - c/ pozol. - 25,32,40 (CPI), diferenciando-se pela maior proporção de adições que recebe CPII-F - c/ filer - 25,32,40 NBR CPIII - Cimento Portland Uso: meios sulfatados, marinho, industriais e 5735/91 de alto forno - 25,32,40 concreto- massa ou estruturas cujas dimensões facilitem o surgimento de fissuras de origem térmicas. Nas 1as idades tem resistência menor que cimento comum. CPIV - Cimento Portland NBR 5736/91 Pozolânico - 25,32 Uso: em concreto-massa e em concretos sujeitos a lixiviação sob ação de água agressiva, devido a menor permeabilidade. Nas 1as idades tem resistência menor que cimento comum o que inverte-se após 90 dias. CPV-ARI - Cimento de NBR 5733/91 Alta resistência Inicial Uso: altas resistências em baixas idades. Não deve ser usado em concreto massa ou elementos de grandes dimensões, devido ao alto calor de hidratação MRS/ARS- Moderada e alta NBR 5737/86 resistência a sulfatos -25,32 Uso: em estruturas sujeitas ao ataque de sulfatos. NBR CPB- CP B-Estrutural-25, 32, 40 Uso: Estrutural. Produzido com argila 12989/93 CP B-40-ARI (Comercial) caulinítica (Caulim) e baixos teores de ferro e manganês. Uso: Acabamento. CP B–Não-estrutural Refratário, cor escura, alta resistência inicial e Cimento Aluminoso alto calor de hidratação e resistência à ataque químico 7. HIDRATAÇÃO DO CIMENTO Compostos anidros mais solúveis Transfor. CLINQUER + H20 GEL GRÃO DE CIMENTO compostos hidratados menos solúveis ¶Perde água, responsável pelas 1as resistências. ·Produz retração ¶Responsável pelas características físicas e mecânicas, depende da quantidade de água. ·União dos agregados. ýHidratação dos compostos químicos através da hidrólise. ýProcesso demorado e se dar de fora para dentro. ýQuanto menor o grão de cimento mais rápida é a hidratação. ýO processo é um fenômeno físico-químico que não depende do ar. Reações de hidratação dos componentes na formação da pasta de cimento 50-60% 20-25% •2C3S + 6H → C3S2H3 + 3Ca(OH)2 •2C2S + 4H → C3S2H3 + Ca(OH)2 15-20% •C3A + Gesso → C2AS3H32 (sulfonato de Cálcio-etringita) Etringita → forma-se cristais de monosulfato hidratado Ordem de formação dos produtos de hidratação Etringita; Ca(OH)2; CSH Como aumentar a resistência da pasta: a) ↑Teor de silicatos (C2S gera menos Ca(OH)2) b) Eliminar ao máximo os cristais de Ca(OH)2 c) Diminuir consumo de água d) Diminuir ou eliminar C3A e C4AF Zona de transição Zona de transição Agregado Pasta de cimento u Área menos resistente do concreto – Presença de vazios (acúmulo de água por exudação) – Alta concentração de Ca(OH)2 t Planos de clivagem orientados t Baixas forças de atração de Van der Waals – Presença de microfissuras u Influencia diretamente no módulo de elasticidade e na durabilidade do concreto 8. ADIÇÕES Definições: Cimentantes: Reagem com a água. Pozolanas: material silicoso ou sílico-aluminoso, com poder aglomerante quando na presença de umidade e em temperaturas próximas à ambiente, reagindo com o Ca(OH)2 produzido na hidratação do cimento (NBR 12653, 1992). As 1as a serem usadas foram das cinzas do vulcão da cidade de Puzilis- Itália Objetivo: Alterar ou obter certas propriedades do cimento ou do concreto. Vantagens: • Eliminação ou retardamento da RAA. •↑ Resistência ao ataque de águas naturais (sulfatos). •↓ Calor de hidratação.(exceto pozolanas de alta reatividade) •↑ Resistência à tração •↓ Permeabilidade • Melhora a reologia do concreto, no seu estado fresco. Origem: naturais ou artificiais. Classificação: Composição química Classificação e mineralógica Cimentante: - Escória granulada de alto forno. Na maior parte, silicatos vítreos contendo principalmente cálcio, magnésio, alumínio e sílica. Podem estar presentes, em pequena quantidade, compostos cristalinos do grupo melilita e merinita. Na maior parte, silicatos vítreos contendo principalmente cálcio, magnésio, alumínio e álcalis. A - Cinza volante com alto pouca quantidade de matéria teor de cálcio (CaO>10%). cristalina presente consiste em geral de quartzo e C3A; podem estar presentes cal livre e periclásio (MgO); CS e C4A3S podem estar presentes em carvões de elevado teor de enxofre. O carbono não queimado em geral é menor que 2%. Cimentante e pozolânico: Pozolanas Comuns: a-Cinza volante de baixo teor de cálcio (CaO< 10%) b- Materiais naturais Característica das partículas O material não processado tem a dimensão da areia e contém de 10 à 15% de umidade. Antes do uso, deve ser seco e moído até partículas menores do que 45µm, (comumente cerca de 500 m2/kg de finura Blaine). As partículas têm textura rugosa. Pó com 10-15% de partículas maiores do que 45µm, (comumente 300 – 400 m2/kg de finura Blaine). Muitas partículas são esferas sólidas menores do que 20 µm de diâmetro. A superfície das partículas é geralmente lisa, mas não tão limpas quanto as cinzas volantes de baixo teor de cálcio. Na maior parte silicatos vítreos contendo alumínio, ferro e álcalis. A pouca quantidade de matéria cristalina presente consiste em geral de quartzo, mulita, silimanita, hematita e magnetita. 15-30% de partículas > 45µm, (comumente 250 – 350 m2/kg de finura Blaine). A maior parte das partículas são esferas sólidas com 20 µm de diâmetro médio. Podem estar presentes cenosferas e plerosferas. As pozolanas naturais contêm quartzo, feldspato e mica além de vidro de aluminossilicato. As partículas são moídas abaixo de 45 µm, na maior parte, e têm textura rugosa. Sílica na forma amorfa Esferas sólidas de diâmetro médio de 0,1µm. Sesp ≈ 20.000 m2/kg. Altamente pozolânicas: a- Sílica ativa b- Cinza de casca de arroz produzida por combustão Sílica na forma amorfa controlada. C- Metacaulim Outras: Escória granulada de alto forno resfriada lentamente, cinza de grelha, escória, cinza de casca de arroz queimada em campo Aluminossilicato na forma amorfa Consiste essencialmente de silicatos cristalinos e somente uma pequena quantidade de material não cristalino Partículas < 45µm. Altamente celulares, Sesp. de até 60.000 m2/kg. Partículas com tamanho médio de 1,5µm. Sesp ≈ 16.800 m2/kg. Os materiais devem ser moídos a um pó muito fino para desenvolver uma certa atividade pozolânica. As partículas moídas têm textura rugosa Princípios da ação pozolânica: Ação Química: Reação hidratação: C3S;C2S + H20 → CSH + Ca(OH)2 Reação pozolânica:Ca(OH)2+ SiO2 + H20 → CSH - Consumo de Ca(OH)2 com uso do MCAR: 2,00 Ca(OH)2(%) Ca(OH)2(%) 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Idades (dias) 1,50 1 dia 14 dias 28 dias 1,00 0,50 0,00 0 10 20 Teores de Substituição (%) 0 10 20 Teores de Substituição (%) - Medição do pH das misturas com MCAR: 13,50 13,00 13,00 Idade s 114diadias 12,50 12,50 28 dias 12,00 12,00 pH pH 13,50 0 10 20 Teores de Substituição (%) 0 10 20 Teores de Substituição (%) - Medição do pH das misturas com sílica ativa (a/c:0,40): 14,00 13,61 pH 13,50 13,00 13,3 13,13 13,36 12,50 12,63 12,00 0 5 10 15 20 Teor de substituição (%) (Hadahl e Justnes, 1993) Ação Física: a) Aumento da densidade - Efeito microfiler b) Pontos de nucleação para os produtos de hidratação diminuindo os cristais de Ca(OH)2 c) Densificação da zona de transição. Forma de algumas adições minerais: Sílica ativa: Cinza de casca de arroz : Metacaulim de alta reatividade: Benefícios do emprego de adições: •Tecnológicos: •Econômicos: •Ecológicos: Características das Adições: a) Químicas •Grande quantidade de SiO2 (>80% para pozolanas e <50% para cimentantes). •A Argila calcinada apresenta proporções semelhantes de SiO2 e Al2O3. b) Mineralógicas • Estrutura amorfa. c) Físicas •Elevada finura. 9. PROPRIEDADES FÍSICAS DO CIMENTO PORTLAND, EM SUA CONDIÇÃO NATURAL (EM PÓ). A) FINURA - Governa a velocidade de hidratação - Resíduo na peneira 200: Classe: 25/32 (Máx.:15%) e 40 (Máx.:10%) - O aumento da finura do cimento produz: VANTAGENS DESVANTAGENS üMaior resistências Maior calor de hidratação üMenor segregação üMenor exsudação Maior retração üMenor permeabilidade üMaior coesão Mais sensível ao fissuramento AVALIADO PELA: NBR-5732- Cimento portland comum- fixar condições de recebimento. NBR-11579 - Cimento portland- Determinação por Meio da peneira nº200. B) PERDA AO FOGO E RESÍDUO INSOLÚVEL ëDetermina até onde ocorreu a carbonatação e hidratação devido a exposição do cimento ao ar, o envelhecimento do cimento. ëDetecta a adição de substâncias estranhas, inertes, que sejam insolúveis no ácido clorídrico. AVALIADO PELA: NBR-5743- Cimento portland - Determinação de perda ao fogo. C) RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO ëFornece informações sobre o comportamento mecânico. ëÉ verificada no com idade de 3, 7, 28 (Fixa a classe do cimento) e 91 dias, usando corpos-de-prova padronizados (1:3; f a/c: 0,48). AVALIADO PELA: NBR-7215 - Cimento portland- determinação da resistência a compressão D) TEMPOS DE PEGA PEGA x ENDURECIMENTO fenômenos físico-químicos iniciais ligados com a hidratação do cimento Fenômenos que resultam na rigidez da pasta 4Aceleram : cloreto de cálcio, cloreto de sódio, etc... 4Retardam:gesso, carbonato de cálcio, açúcar, etc.. AVALIADO PELA: NBR-5732- Cimento portland- Determinação dos tempos de carga. - Uso do aparelho de vicat: Início da pega: agulha padrão penetra 39 mm em um recipiente padrão de 40 mm. Fim de pega: Agulha deixa de penetrar æInício da pega: Limite do manuseio (mínimo: 1h) æFim de pega:Início do desenvolvimento da resistência mecânica (máximo: 10h) 10.CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DO CIMENTO. ESTÃO LIGADAS DIRETAMENTE AO PROCESSO DE ENDURECIMENTO POR HIDRATAÇÃO B) ESTABILIDADE 4Expansões volumétricas após endurecem. do concreto TEMPERATURA >1900ºC NA FABRICAÇÃO DO CLINQUER RESULTA NA SUPERCALCINAÇÃO DA CAL HIDRATAÇÃO DA CAL APÓS ENDURECIMENTO ¶MAIS TENSÕES INTERNAS (MICROFISSURAÇÃO) ·MAIS DESAGREGAÇÃO AUMENTO DE VOLUME C) CALOR DE HIDRATAÇÃO HIDRATAÇÃO DO CIMENTO - Depende: LIBERAÇÃO DE CALOR TRINCAS DE CONTRAÇÃO MAIOR EM OBRAS DE GRANDES VOLUMES C3A - Aluminato tricálcico C4AF - Ferro Aluminato tretracálcico C) REAÇÃO ALCALI-AGREGADO Alcali do cimento Sílica ativa finamente presente no Agregado Grande expansão de volume Fissuramento (diminuição da durabilidade) D) RESISTÊNCIA A AGENTES AGRESSIVOS Água com substâncias químicas Produtos de hidratação - Prejuízo das características mecânicas - Aumento de volume, fissurando Cimento Portland : mais facilmente atacável . Cimento pozolânico : capaz de resistir. AGREGADOS 1. FUNÇÃO ECONÔMICA: Diminuição do custo, material inerte. TÉCNICA: Diminuir consumo de cimento Ocupam de 75 à 80% do volume de concreto 2. CLASSIFICAÇÃO ÊQuanto a função: -Isolante acústico com baixa resistência. Vermiculita e isopor -Para peças estruturais Seixo, brita e areia -Isolante térmico e acústico com alta resistência. Argila expandida ËQuanto as dimensões: - Agregado Graúdo (50% do Vconcreto): Dmax:> 4,80 mm - Agregado Miúdo: 4,80 mm < Dmax > 0,075 mm ÊQuanto ao peso unitário: -Leve, γ < 1 kg/dm³, Ex: Vermiculita e isopor -Normal, 1< γ < 2 kg/dm³, Ex: Seixo e areia -Pesado, γ > 2 kg/dm³, Ex: Barita ËQuanto a forma: - Esférica: Menor atrito, maior plasticidade. - Cúbica: Trabalháveis, porém, menos plásticas. - Lamelar: Atravessa grãos não lamelar, uso proibido em algumas situações. ÌQuanto a origem: - Naturais: Areia, seixo. - Artificiais:Argila expandida, escória de alto forno 3. OBTENÇÃO: 3.1 ARTIFICIAIS: - Trituração ou britagem, ex: brita, pedrisco, etc... - Fabricação, ex: caco cerâmico, argila expandida, etc... 3.2 NATURAIS: Aluviais: Ação da água JAZIDAS Residuais: Próximo a rocha mãe, boa granulometria. Eólicas: Ação do vento (dunas), material fino, alta pureza. 4.TERMINOLOGIA 4.1 ROCHA-VIVA (OU ROCHA): P Forma o substratum consolidado da terra. P Mantém inalterado seus elementos mineralógicos. P Altas resistências a penetração e mecânicas. 4.2 BLOCO: P Pedaço isolado de rocha viva, com diâmetro médio > 1 m. 4.3 MATACÃO: P Pedaço de rocha viva, com diâmetro variando de 1m a 25 cm. 4.4 PEDRA: P Pedaço de rocha, com diâmetro variando de 25 a 7,5 cm. 4.5 PEDRA BRITADA OU BRITA: PTipos: Granito e basalto (Igneas) e gnaisse (silicosas metamóficas) P Origem: britagem, com diâmetro variando de 64 a 4,8 mm. P Resistência: Basalto > granito, gnaisses > seixo P Módulo de elasticidade: Comportamento parecido a resist. Tipo Vantagem Granito resistência e dureza (desgastes/choques ) Basalto resistência e dureza (excessiva) Desvantagem Dureza lamelares PTamanho definido por peneiramento. PTerminologia comercial (% retida > 95%): Nº Diâmetro mínimo (mm) 0 4,8 1 9,5 2 19,0 3 25,0 4 50,0 5 76,0 Diâmetro máximo (mm) 9,5 19,0 25,0 50,0 76,0 100,0 4.6 BRITA CORRIDA: P Origem: britagem, sem graduação definida (s/ peneiramento). 4.7 PEDRISCO: PDenominado de areia artificial. POrigem: britagem, com diâmetro variando de 4,80 a 0,15 mm. P A classificação granulométrica é semelhante a da areia: Grosso (4,8-2,4 mm); Médio (2,4-0,6 mm); Fino (0,4-0,15 mm) 4.8 FILER: P Origem: britagem e de decantação, com Dmax < 0,05 mm. P Usado para aumentar a densidade. P Grãos da mesma ordem de grandeza dos grãos de cimento. 4.9 PÓ DE PEDRA: P Formado por pedrisco + filer (0 a 4,8 mm). P Sem graduação definida (Depende da pedreira). 5.PRODUTOS NATURAIS 5.1 AREIA Origem Quartzosos (rochas metamórficas). Características Obtenção típicas da região Rios, curvão, etc... Ourém, Bragança, Sta Bárbara, Sto Antônio do Tauá, etc... Classificação Faixas Granulom. maior presença de (Belém, grãos entre 0,15 e 0,6 mm ) Agregado Miúdo Belém: Muito fina Grossa: 2,4 a 4,8 mm Média: 0,6 a 2,4 mm Fina: 0,15 a 0,6 mm 5.2 SEIXO ROLADO 5.2.1 Generalidades: ¶ Forma Arredondada - Movimento dos rios; · Maior trabalhabilidade; ¸ Menor Aderência; ¹ Possibilidade de reação Álcalis-agregado 5.2.2 Características do seixo usado em Belém: ¶ % média de areia maior de 15% em peso; · Grãos na faixa de 2,00 mm à 75 mm; ¸ Diâmetros maiores de 25 mm são raros; ¹ Diâmetros de 19 mm e 25 mm são predominantes; º Excesso de grãos na faixa de 9,5 à 19 mm. Valores de algumas propriedades dos agregados usados na região: Areia Seixo Brita Munit (kg/dm³) (h:4%) 1,38 a 1,61 1,36 a 1,54 1,4 a 1,5 Mesp (kg/dm³) 2,59 a 2,67 2,57 a 2,68 2,5 a 3,0 Desgaste (abr. L. A)(<50%)* --35% a 62% 30% Resistência ao esmagamento --28% a 45% 15% Mat. pulverulentos (>3%) 1 a 15% <1% <1% Argilas e torrões (>3%) 0 a 2,5% -----Impurezas orgânicas** < 330 ppm ----Inchamento 1,42 a 1,60 ----Módulo de finura Areia: Dmax:1,2 , Seixo: Dmax:32 ≈ 1,55 7,40 --Areia: Dmax:2,4 , Seixo: Dmax:25 ≈ 2,00 7,0 6a7 Areia: Dmax:4,8 , Seixo: Dmax:19 2,70 6--Teor de umidade 4 a 10% 1% --- * Em média tem-se uma abrasão de 50%; ** Algumas areias apresentam um índice de impurezas orgânicas Maior que especificado em norma (2 de 6 amostras); 5.2.3 Estudo comparativo entre: Forma dos grãos Índice de vazios % areia requerida % de água Trabalhabilidade Aderência BRITA Angular Maior Maior Maior Menor Elevada SEIXO Redonda Menor Menor Menor Maior Baixa Concretos com mesmo fator a/c: Brita X Seixo Trabalhabilidade Resistência 6. ÍNDICES DE QUALIDADE: èResistência mecânica: -Compressão: >> concreto convencional -Tração: de 10 a 15 MPa -Abrasão L. A.: Verifica desgaste superficial -Ao Choque: Proteção das margens de rios. è Esmagamento: -Submetido a compressão, os grãos podem se fraturar, alterando a distribuição granulométrica. è Friabilidade - Desagregação decorrente da ação, mesmo que moderada, de uma tensão. - Menor quantidade de grãos friáveis: Maior a qualidade do agregado è Forma dos grãos: - Tem influência no que se refere a compacidade trabalhabilidade e ao ângulo de atrito interno. èImpurezas: -Nos agregados podem ser classificadas em: 1. Coloidais: Não são elimináveis 2. Não Coloidais: São retiradas por lavagem. As que mais ocorrem são: Materiais orgânicos: Retarda o endurecimento e diminui a Resistência. Materiais pulverulentos: Passa na peneira 200, requer mais água e prejudica a aderência. NÃO COLOIDAIS Materiais carbonosos: Materiais friáveis: Afeta trabalhabilidade Fraturam sob causa manchas pequena tensão. Argila: Prejudica aderência e baixa tensão de ruptura 7. PROPRIEDADES FÍSICAS: ÆMassa específica: -Não inclui vazios. -Agregado miúdo: Frasco de Chapman -Agregado graúdo: NBR 9937 ÆMassa unitária: -Inclui vazios. -Transforma de peso para volume -Ensaio: Uso de caixa (influenciado pela compacidade). ÆPorosidade: - Do agregado: P: Vvazios/Vagregado - Do material dos grãos: NBR 9937 Æ Teor de umidade: -Massa de água absorvida pelo agregado. -É dado pela diferença de peso entre a amostra seca e úmida, em % peso da amostra seca. - Teores de umidade na faixa de 4% a 9%, podendo chegar a 12% nas estações mais chuvosas. - Nas condições ambientais de Belém, a Hmed = 6,5% - Hsat ≈ 25% Æ Maleabilidade - Deformação fácil e extensa sob baixa tensão - Ex: Argila ÆGranulometria: -Fornece: Módulo de finura Dmax : < 5% -convencional < 3%- aparente Menor diâmetro dos grãos Maior superfície específica Maior necessidade de gel e água Æ Compacidade - Do agregado: C: Vtotal dos grãos/Vagregado Índice de vazios - Do agregado: i: Vtotal de vazios/Vtotal de grãos Æ Coesão - Resistência ao cisalhamento - Agregado Graúdo: desprezível - Agregado Miúdo: Somente quando úmidos Análise granulométrica - Estuda tamanho dos grãos. - Resultado: 1. Dmax: <5% acumulada (igual ou imediatamente inferior). 2. Módulo de finura: ∑ % acumulada exceto 100 peneiras 25/50 3. Curva granulométrica. - Série normal: 0,15; 0,30; 0,60; 1,20; 2,40; 4,80; 9,50;19,0; 38,0 e 76,0 mm. ( - EXEMPLO: 1000 Kg de areia Peneiras (mm) 4,80 2,40 1,20 0,60 0,30 0,15 FUNDO TOTAL Peso retido (kg) 14,0 37,0 57,5 259,0 415,0 141,0 76,5 1000,0 Porcentagem. retida. 1,40 3,70 5,75 25,9 41,5 14,1 7,65 0 Porcentagem acumulada 1,0 5,0 11,0 37,0 78,0 92,0 100,0 100,0 - Dmax: 2,4 mm - Curva granulométrica: % Acumuladas - Módulo de finura:1+5+11+37+78+92: 2,24 100 ) Æ Inchamento: - Somente em agregado miúdo. - Película de água em volta dos grãos. - Coeficiente de inchamento: Vtu / Vagr. quando seco - Inchamento máximo: Areia saturada. - Inchamento praticamente constante entre 3% e 10% de umidade. - É considerado em dosagem por volume. * (Delisle et al, 1989) 7. CORRELAÇÃO DOS AGREGADOS COM AS PROPRIEDADES DO CONCRETO. ÜResistências mecânicas: -Compressão: Sem restrição, exceto CAR. -Tração e choque: Não necessitam ser levadas em consideração. -Abrasão: Em concretos que sofreram forte atrito. ÜFragilidade: - Depende do agregado em questão e do seu emprego. ÜImpurezas: - Retarda endurecimento, diminui a resistência e a aderência, etc... ÜForma dos grãos - Altera a trabalhabilidade ÜReatividade potencial - O agregado deve ser inerte, evitando reação com o álcalis do cimento. Álcalis Umidade RAA Agregado Reativo ÜDistribuição granulométrica: -Com muitos finos: Maior consumo de água para mesma trabalhabilidade. -Sem finos: maior exsudação e permeabilidade (requer um aumento no teor de cimento). -Distribuição granulométrica ideal: Média ÜTeor de umidade: -É considerado apenas para agregado miúdo. •Absorção de água: - Varia em função da porosidade do material dos grãos (poros e capilares): •Aderência: - Grãos com superfície rugosa apresentam maior aderência entre o agregado e a pasta. 8. PROPRIEDADES DO CONCRETO LIGADAS AO AGREGADO. Resistência à compressão: Depende do fator a/c que depende da distribuição granulométrica. Trabalhabilidade: É influenciado pela forma e distribuição granulométrica. PROPRIEDADES Retração: pode ter influência. Permeabilidade: Aumenta com uma distribuição granulométrica descontínua. Durabilidade: Deve ser inerte, não reagindo com o alcalis do cimento. ÁGUA 1. QUALIDADE A presença de pequenas quantidades de açúcar e de citratos não tornam a água imprópria para beber, mas podem torná-la insatisfatória para concreto 2. PARÂMETROS NECESSÁRIOS NA ÁGUA PARA USO EM CONCRETOS u u u u u u pH ................................................................... 5,0 - 8,0 Sólidos Totais ............................................... ≤ 5000 mg/ℓ Sulfatos ......................................................... ≤ 600 mg/ℓ Cloretos ......................................................... ≤ 1000 mg/ℓ Açúcar ........................................................... ≤ 5 mg/ℓ Matéria Orgânica ........................................... 3 mg/ℓ ADITIVOS 1. OBJETIVO Reforçar ou introduzir certas características 2. UTILIZAÇÃO ÊEm pequenas quantidades (< 5%). ËPode ou não ser lançado diretamente na betoneira 3. FUNÇÕES BÁSICAS DOS ADITIVOS CONCRETO FRESCO C.ENDURECIDO Consistência apropriada Homogeneidade Coesão Tempo de pega Exsudação Resistência mecânica Impermeabilidade Durabilidade Elasticidade 4. FATORES IMPORTANTES PARA O USO DOS ADITIVOS M Custo M Mão-de-obra M Efeitos colaterais 5. CLASSIFICAÇÃO DOS ADITIVOS Baseada na ação e no efeito AÇÃO, Dividi-se em: ãQuímica: Atua no processo de hidratação, modificando a solubilidade dos compostos de cimento. ãFísico: Atua nas forças de Vander Waals, de natureza tensoativa, modificando a tensão superficial da fase líquida e entre elas na interface(água-ar) e (água-sólida), diminui a coesão. ãFísico-químico: Ambos EFEITO: äMelhorar trabalhabilidade Incorporador de ar, dispersantes e plastificantes redutores äModificar resistência mecânica Plastificantes redutores äModificar resistência em condições especiais de exposição. Incorporador de ar. äModificadores de tempo de pega e endurecemento. Aceleradores e retardadores äimpermeabilizantes Repelente a absorção capilar e redutor de permeabilidade äExpansores Geradores de gás, estabilizadores de volume e geradores de espuma äAdesivos, Anticorrosivo, etc... Nomenclatura (NBR 11768): Tipo P → Plastificante Tipo R → Retardador Tipo A → Acelerador Tipo PR → Plastificante retardador Tipo PA → Plastificante acelerador Tipo IAR → Incorporador de ar Tipo SP → Superplastificante Tipo SPR → Superplastificante retardador Tipo SPA → Superplastificante acelerador 6. TIPOS DE ADITIVOS A. INCORPORADOR DE AR â Produto tensoativo âIncorpora bolhas de ar elásticas (25 a 250 microns). âSão diferentes das bolhas provocadas pela mistura, que são maiores e sem granulometria definida. â Forma de ação de um incorporador de ar típico: Ar + + + -+ Cimento + + + - - + + + -+ Cimento + + + - Ar - - + + + -+ Cimento + + + - ãNO CONCRETO FRESCO: tdiminui a tensão superficial da água, agindo como: Fluído: Maior trabalhabilidade, menor consumo de água. Inerte: Coeficiente de forma, elásticas, menor atrito, menor % de vazios acidentais e irregulares. Resultando: Facilidade de lançamento, maior coesão e menor exsudação ãNO CONCRETO ENDURECIDO: tObstrui os poros capilares⇒ aumento da durabilidade. tMenor consumo de água ⇒ aumento da resistência. ã DESVANTAGENS: tAlta porcentagem de ar incorporado, causa diminuição sensível da resistência mecânica. ã APLICAÇÃO: tConcreto expostos a agentes agressivos. ã Fatores que influenciam na ação do aditivo. Dosagem e natureza do aditivo Cimento ¬Volume de ar incorporado ­Dimensão e distribuição das bolhas. ®Estabilidade e resistência da membrana. Natureza, finura e dosagem Fator A/C Dimensão das bolhas Mistura Modo, energia, tempo, tipo de betoneira, volume de concreto Lançamento Tempo, compactação B.PLASTIFICANTES REDUTORES DE ÁGUA DISPERSANTES +Objetivo: Melhorar plasticidade +Atuação: Age no cimento por dispersão física (repulsão). +Propriedades no concreto fresco: Melhor trabalhabilidade com menor volume de água, maior plasticidade, menor segregação, melhor condição para bombeamento e vibração e menor consumo de cimento (menor calor de hidratação) +Propriedades do concreto endurecido: Maior resistência mecânica e densidade, e menor retração. +Desvantagens: Superdosagens produz retardamento da pega, a trabalhabilidade diminui a grandes distâncias e produção de espumas por alguns aditivos. +Aplicação: Sem restrição (CAR/CAD, bombeado, de difícil aplicação, aparente, etc... +Efeito no concreto: Tipos de concreto Concreto de referência Consumo de cimento (kg/m3) 300 Relação Abatimento a/c (mm) 0,62 50 Resistência à compressão (MPa) 7 dias 28 dias 25 37 Objetivo de uma dada dosagem de aditivo Aumento de fluidez 300 0,62 100 26 Aumento de 300 0,56 50 34 resistência Redução do consumo 270 0,62 50 25,5 de cimento 38 46 37,5 C. RETARDADORES DE PEGA +Objetivo: Retardar tempo de pega +Atuação: No cimento, retardando a formação do gel de 3 horas (Máximo) a 1hora (Mínimo). +Vantagens: Aumenta o tempo de pega, evitando juntas frias em altas temperaturas, proporcionando resistências homogêneas em grandes volumes e dissipação do calor de hidratação. +Desvantagens: Superdosagem pode causar grande retardamento da pega, até mesmo, impedi-lá e necessidade de mistura cuidadosa visando homogeneidade. +Aplicação: Grandes obras (concretagens demoradas), obras onde a dissipação de calor de hidratação causa problema e concreto transportado à longas distâncias. D. ACELERADOR DE PEGA +Objetivo: Diminui o tempo de início de pega, podendo ter algum efeito sobre o endurecimento. +Atuação: Combina quimicamente com o cimento durante a hidratação. Apressando a hidratação ou endurecimento +Fatores que influenciam no efeito Quantidade de aditivo, temperatura do ambiente e do concreto. +Desvantagens ¶Cloreto de cálcio Cloreto de sódio CORROSÃO Cloreto de cálcio ïProibido no Concreto Protendido ËResistências finais inferiores ao mesmo concreto sem aditivo ÌFacilitam atividade de agregados reativos ÍDiminuem resistências a sulfatos ÎAlto calor de hidratação +Aplicação Selamento de vazamentos de água, visto que se obtém resistências de até 50 % em 24 ou 36 horas, pré-moldados, etc... E. IMPERMEABILIZANTES +Objetivo: Diminuir a permeabilidade +Atuação: Diminuir a porosidade provocada pelo elevado fator água/cimento é maior pelas falhas Porosidade Porosidade entre pasta e o da pasta do concreto agregado. < ( ) +Os impermeabilizantes dividi-se em: Para Concretos: ¶PLASTIFICANTES ·INCORPORADORES DE AR Para argamassas: ¶ADITIVOS À ABSORÇÃO CAPILAR: Estearatos + Ca(OH)2 Ação repulsiva com relação a água ·REDUTORES DE PERMEABILIDADE: ØCom uso de pó de ferro (muito fino) NÃO USADO EM CONCRETO: Por não cumprirem perfeitamente sua função e por baixar muito a resistências pela alta e descontrolada incorporação de ar. F. EXPANSORES +Objetivo: Aumentar volume de argamassas e pastas. +Atuação: Na hidratação do cimento, gerando gás ou aumentando o volume. +Geradores de gás: Pó de alumínio + Ca(OH)2 Pequenas bolhas de hidrogênio Fatores que afetam o efeito do aditivo Altas temperaturas, produzem reação rápida eliminando o efeito. Baixas temperaturas,produzem reação lenta endurecendo antes de gerar o gás. +Estabilizadores de volume: Aditivo Cimento em hidratação Aumento de volume G. SUPERFLUIDIFICANTES +Objetivo: Aumentar plasticidade +Atuação: Age na hidratação do cimento, tornando mutualmente repulsivas os grãos de cimento. +Efeito na dosagem do concreto: Menor fator a/c (20 a 30%) Menor consumo de cimento Maior porcentagem de agregado para substituir o volume de cimento e água retirada. +Propriedades no concreto fresco Maior trabalhabilidade com menor consumo de água. Menor segregação +Propriedades do concreto endurecido Maior resistência mecânica (50 a 100%) e durabilidade. +Desvantagens: Efeito dura em torno de 40 minutos. +Aplicação: Semelhante ao plastificante. +Efeito no concreto: Tipos de concreto Consumo de cimento (kg/m3) Concreto de referência 360 Mantendo a mesma 360 consistência + 2% de superplastificante em massa de cimento Mantendo a mesma 360 relação a/c, sem superplastificante e com menor abatimento Relação Abatimento a/c (mm) 0,60 0,45 225 225 0,45 30 Resistência à compressão (MPa) 7 dias 28 dias 32 45 43 55 37 52 ENSAIOS NO CONCRETO 1. OBJETIVO Conhecer e verificar qualidades e determinar grandezas 2. TIPOS Direto: Na própria obra Ensaios não destrutivos Indireto:Laboratório Ensaios não destrutivos Ensaios destrutivos 3. ENSAIOS DIRETOS 3.1 ENSAIOS NÃO DESTRUTÍVEIS A. SLUMP TEST 7Objetivo: Fixa o modo pelo qual se determina a consistência de concretos plásticos e coesivos, pelo abatimento do tronco de cone. 7Elementos:Molde, Haste de aço (barra de 16mm), Placa de aço 7Amostragem: Colhida após a retirada de algum concreto da betonada. 7Modo de execução: Fixa-lo, com auxílio dos pés, em local firme e na horizontal. Acerta o concreto com o nível da forma. Encher o molde em três camadas iguais, Cada uma com 25 golpes Desmoldagem. Medir a diferença. NÃO É INDICADO PARA CONCRETOS MUITO FLUÍDO OU MUITO SECO A. ESCLEROMETRIA 7Objetivo: Método da dureza superficial para avaliação da resistência. Baseia-se no fato de haver uma reflexão (ou ricochete) que será diretamente proporcional a resistência dessa superfície. 7Norma: NBR 7584 (1995) 7Métodos de medida: Escl. Schmidt:Tem por base a dureza Shore ( RECUO DE UMA MASSA CHOCANTE) Escl. Gaede:Tem por base a dureza Brinell (MEDIÇÃO DE PONTO DEVIDO IMPACTO) 7Elementos que afetam o teste: ¬Rugosidade da superfície ­Tamanho, forma e rigidez da amostra ®Condições de umidade superficial e internas do concreto. ¯Tipo de agregado graúdo °Tipo da forma ±Carbonatação ²Elementos sob carga - aumento de 15% (Cánovas) ³Correção devido a posição do aparelho (melhor: horizontal) 7Funcionamento do aparelho: Massa do martelo que pulsionada por uma mola se choca através de uma haste com a superfície de ensaio. O aparelho mede a energia remanescente (recuo do martelo). 7Índice esclerométrico: Valor obtido através do impacto sobre a área de ensaio, fornecido diretamente, em porcentagem, pelo aparelho. 7Modo de execução: ¶Aferição do aparelho (Obtenção o valor de K -coeficiente de correção do IE). ·Escolher local limpo e plano evitando zonas segregadas e carbonatadas (Superfície lisa- disco de carborundum). ¸Definir nº de pontos (5, 9, 16 por Área) Área de 5000 a 40000 mm² - Distância entre pontos: 30 mm ¹Determinação da M1(=IE) (média dos “n” valores iniciais), e desprezando valores espúrios (±10% de M1). ºDeterminar M2 (=IE) (dureza do concreto) »Obter o IE efetivo através do uso de K ¼Correlacionar o IE efetivo com a resistência á compressão, com base na posição do aparelho na ocasião da medição. Média do IE efetivo > 40 30-40 20-30 < 20 Qualidade da cobertura de concreto Boa - Superfície dura Satisfatória Ruim Fissuras/concreto solto junto a superfície CEB Buletin nº 192 7Limitações de aplicação: ¬Apenas complementa outros métodos ­Deve ser utilizado mais para a verificação da homogeneidade ®Correlação com a resistência à compressão é bastante limitada, somente válida para os mesmos materiais e obras com as mesmas condições. ¯Em obras novas pode ser correlacionado com outras partes da estrutura de resistência conhecida. Martelo Windsor: Estima a resistência do concreto pela profundidade de penetração de um pino de metal impelido por disparo de uma carga padronizada de explosivo. A profundidade de penetração é inversamente proporcional à resistência do concreto e à dureza do agregado (dureza do agregado- escala Mohs). Esta sendo implementado o seu emprego, por proporcionar resultados mais confiáveis que o esclerômetro, baixo custo, e fornecer a resistência de uma camada mais profunda do concreto. B. EXTRAÇÃO DE C.P. 7Objetivo: Extrair C.P. com broca diamantada, perpendicularmente a superfície de concreto. 7Aplicação: Quando ainda persistem dúvidas quanto ao ensaios esclerometricos. (custo alto) 7Norma: NBR 7680 (1981) 7Elementos que afetam o teste: Dimensões do Corpo-de-Prova. Condições de contorno Microfissuras originarias pela extração Microfissuras pelo corte do agregado graúdo 7Informações fornecidas pelo CP: Resistência a compressão simples. Resistência a compressão diametral. Módulo de deformação do concreto. Diagrama tensão - deformação OBS: Result. do CPextraído< CPmoldado (1.10 ou 1.15) 7Tamanho máximo do lote (Imposições visando um concreto com as mesmas características) Volume total de concreto < 100 m³ Área de concretagem < 500 m² Tempo de concretagem < 15 dias Máximo um pavimento. 7Tamanho da amostra: n =6 para φ ≥ 10 cm (10 e 15 cm). n =10 para φ< 10 cm (7,5 cm) 7Modo de execução: ¶Extração do CP - Diâmetro do CP’s: Mínimo 3 φ do agregado - Distância entre CP’s: Mínimo 1 φ do CP - Idade: maior que 14 dias ou resistência maior que 5 MPa. - Pilares, cortinas e paredes- Evitar: * Concrete Society - últimos 20% de h * Cánovas - últimos 30 cm (para h ≥ 2 m) * NBR 7680 últimos 50 cm (quando impossível aumentar em 10% da Fc - Direção de extração: Cocretagem vertical e extração horizontal: redução de 5 a 8% (Cánovas) ·Ruptura dos corpos-de-prova - Superfície paralelas - acerto com disco - capeamento - Condições de umidade: * Em função das condições de serviço * Úmido: redução de 15 a 20% na Fc ¸Executar correlação em função da posição de extração, da idade, do tipo de cimento e das dimensões do corpo de prova. Relação h/d 2,00 Fator de 1,00 correção 1,75 0,97 1,50 0,93 1,25 0,89 1,00 0,83 0,75 0,70 0,50 0,50 NBR 7680 ¹Acha-se o fckest como sendo o menor dos dois valores: fckest:: 0,85 x Média dos resultados obtidos fckest :: 0,89 x Menor valor obtido 7Aceitação da estrutura fck est ≥ fck proj. 7Limitações do ensaio: ¶ Não fornecem resultados absolutos - ás vezes há necessidade de confrontar com outros métodos não destrutivos. C. GAMAGRAFIA 7Objetivo: Efetuar a observação visual em chapas radiográficas (raio X do concreto). 7 Aplicação: Verificar as boas ou más condições internas. Fissura e cavidade interna Amassamento ou quebra da bainha. Falta de aderência entre bainha e concreto. Corrosão da armadura e cabo de protenção Diâmetro e posição da armadura Qualidade da junta de concretagem Inclusão de corpos estranhos no concreto Localização de eletrodutos no concreto Reconstituição de plantas de ferragem Determinação dos pontos onde serão tirados os CP Verificação da boa panetração de resinas 7Modo de execução: ¶Coloca-se de um lado a fonte de radiação e do outro uma chapa radiográfica. ·A radiação atravessa a peça e imprimi na chapa sensível as características do concreto (ex: mancha clara = armadura, escura = vazio). D. ULTRASOM 7Objetivo: Avaliar as características do concreto através do ultra-som. Este ensaio ganhou difusão graças ao aparecimento de aparelhos portáteis de medição (pundit) 7 Aplicação: Verificar homogenidade do concreto. Falhas de concretagem internas (ninhos). Determinação de fissuras e outros defeitos. 7Modo de execução: ¶Escolha de local limpo, plano e isento de sujeira. ·Colocação dos transdutores na peça de concreto. ¸Com o tempo de propagação e a menor distância obtida, determinar a velocidade de propagação. ¹Fazer a correlação da velocidade de propagação com a resistência a compressão. (Mais vazios = menor velocidade) 7Fatores que influenciam na velocidade: Possível existência de armadura. Tipo de adensamento do concreto Idade e densidade do concreto. Tipo de agregado. Fator água/cimento. . E. PROVA DE CARGA 7Objetivo: Chegar as condições para qual a estrutura tenha sido calculada, construída ou reforçada. É um dos ensaios mais convincentes. 7Medições possíveis: Deformações verticais: Deflectômetros mecânicos Rotações em peças estruturais: Clinômetro Deformações específicas: Elongâmetro F. PROFUNDIDADE DE CARBONATAÇÃO 7Objetivo: Verificar a integridade da armadura que depende da integridade da alcalinidade do concreto. 7Modo de execução: ¶Jogar a solução de fenolftaleina no concreto,composta de: 1- 999 gramas de líquido (30% Água destilada e 70% de álcool etílico (PA). 2- 1 grama de fenolftaleina. ·Verificar coloração do concreto. Vermelho: Não houve redução de PH. Sem coloração: Região carbonatada. 3. ENSAIOS INDIRETOS 3.1 ENSAIOS NÃO DESTRUTÍVEIS Pode-se realizar em laboratório praticamente todos os ensaios não destrutíveis realizados na obra. Os ensaios realizados geralmente apenas em laboratório, limitam-se ao concreto fresco. A. ENSAIO VEBE 7Objetivo: tem a mesma finalidade do “slump test”. 7Elementos: Mesa vibratória, recipiente cilíndrico, tronco de cone e disco de vidro ou plástico. 7Modo de execução: ¶Tronco de cone é colocado no recipiente ·Preenchimento do tronco de cone ¸Remoção do tronco de cone. ¹Posicionar disco no topo do tronco de cone de concreto. ºLigar mesa vibratória. »Medir tempo para o concreto passar da forma tronco-cônica para cilíndrica. 3.2 ENSAIOS DESTRUTÍVEIS A. ENSAIO À COMPRESSÃO SIMPLES 7Objetivo: Determinar a resistência à compressão simples através de ensaios padronizados de CP cilíndricos. 7Elementos: Formas (10x20 e 15 x30), haste de aço (barra de 16mm), gola metálica e colher de pedreiro 7Amostragem: Colhida do meio da betonada. 7Modo de execução: ¬Moldagem: 4 camadas com 30 golpes (15 x 30). 2 camadas com 15 golpes (10 x 20). ­Desmoldagem de 12 a 24 horas (correto). ®Cura: em local úmido ¯Rompimento: Uso de capeamento 7Observações: ¶Quando ensaiar CP com dimensões fora de norma, usar formula para correção: Fcor= Fens x 0,81 . 0,56 + 0,697 d . 0,0515d2h · Dias para rompimento (1,3,7,14,28, 60, 90) B. RESISTÊNCIA À TRAÇÃO (ENSAIO BRASILEIRO) 7Objetivo: Determinação da resistência à tração através de ensaios de fendilhamento de CP cilíndricos 7Expressão que dá a resistência à tração: Fct= 0,85 x 2F ¶dh 0,55 x F Onde: F - Carga de compressão transversal dh F F F F + - d,h - Diâmetro e altura do CP. 0,85- fator de conversão que relaciona resist. a tração com a resist. a compressão diametral C. RESISTÊNCIA À TRAÇÃO NA FLEXÃO 7Objetivo: Determinação da resistência à tração na flexão através de corpos de prova de 15x15x75 cm (pode ter outras dimensões desde mantenha a proporção entre dimensões). 7Expressão que dá a resistência: PL x h 6 2 bh³ 12 Ftf= MY I P/2 L/3 P/2 L/3 M :PL 6 Flexão pura L/3 PL bh² Onde: P - Carga de ruptura L - Comprimento (cm) b,h- = Largura, base (cm) D. MÓDULO DE ELASTICIDADE 7Objetivo: Determinar o módulo de elasticidade do concreto por meio de ensaios padronizados de CP cilíndricos. 7Elementos: Formas (10x20 e 15 x30), haste de aço (barra de 16mm), gola metálica e colher de pedreiro 7Amostragem: Colhida do meio da betonada. 7Modo de execução: ¬Moldagem: 4 camadas com 30 golpes (15 x 30). 2 camadas com 15 golpes (10 x 20). ­Desmoldagem de 12 a 24 horas (correto). ®Cura: em local úmido ¯Rompimento: Uso de capeamento 7Formas de obtenção dos valores: ¬Strain gages ­ Extensometros ­ LVDT ¯ Ultrason PROPRIEDADE DO CONCRETO FRESCO A. TRABALHABILIDADE 7Definição: Maior ou menor aptidão de ser empregado para determinado fim, sem perda de sua homogenidade. água no concreto Baixa Trabalhabilidade Vazios no concreto Boa dosagem Diminuição da resistência Dificuldade de Adensamento 4Característica fundamental, visando um bom lançamento e adensamento, que possibilita o aumento da compactação e densidade do concreto. 4Fatores que afetam a trabalhabilidade: INTERNOS EXTERNOS f a/c Tipo de mistura relação cimento/agr. Tipo de transporte granulometria Tipo de lançamento forma do agregado Tipo de vibração aditivo Dimensões e ferro O mesmo concreto pode ser trabalhável num caso e não ser no outro. 4As características do concreto fresco relacionadas com a trabalhabilidade são: COESÃO CONSISTÊNCIA A1.CONSISTÊNCIA 7Definição: Maior ou menor facilidade de escoar sob ação de esforços. 7Depende: Da quantidade de água. Mistura mais mole Maior quantidade de água Mistura mais plástica Mistura mais trabalhável PLASTICIDADE x TRABALHABILIDADE O concreto tem muita água e grandes deformações, fácil de trabalhar, mas não oferece resistência final boa Qualidade que determina o quanto de trabalho necessário para seu lançamento e adensamento 7Demanda de água: Consistência desejada depende da área superficial total das partículas de material sólido. Areias mais finas Maior teor de cimento Maior demanda de água 7Forma de avaliação: ”Slump test”. 7Para um dado abatimento, o consumo de água geralmente decresce com: ¶ Aumento da dimensão máxima do agregado graúdo. ·Redução das partículas angulares e de superfície áspera nos agregados. ¸ Aumento do teor de ar incorporado no concreto. Consistência Abatimento Tipos de obra e condições (mm) de adensamento Extremamente seca Pré-fabricação. 0 Condições especiais (terra úmida) Muito seca 0 Grande massa. Pavimentação Vibração muito enérgica. Seca 0 a 20 Estrutura de CA ou CP. Vibração enérgica. 20 a 50 Estrutura correntes. Rija vibração normal 50 a 120 Estrutura correntes. Plástica (média) Adensamento manual. 120 a 200 Estrutura correntes sem Úmida grande responsabilidade, Adensamento manual. Fluída 200 a 250 Concreto inadequado para qualquer uso A2.COESÃO 7Definição: Propriedade pelo qual os concretos se mantém misturados. Esta propriedade ainda não é mensurável. 7Formas de avaliação da coesão : ¶Agregados não tendem a ser mostrar limpos ou “lavados” ·As bordas da mistura se mostram convexas ¸Não se observa nenhuma tendência de separação de água ou pasta. 7Fatores que influenciam a coesão: Maior Teor de finos Maior coesão Maior teor de Aditivo redutor de água Proporção de água 7Formas de melhorar a coesão : ¶Aumento da proporção areia/agregado graúdo ·Substituição de parte da areia grossa por areia fina. ¸Aumento da relação pasta/agregado (para o mesmo fator água/cimento). Um concreto muito plástico pode apresentar desagregação quando lançado, havendo separação do agregado graúdo e da argamassa B.EXSUDAÇÃO, RETRAÇÃO PLÁSTICA falta de finos Ocorre quando o Não consegue concreto ainda reter água está no estado plástico. Acumulo de água na superfície Retração plástica 7Outras consequências da exsudação: Menor aderência e resistência do concreto. 7Formas de evitar : ¶EXSUDAÇÃO: Maior teor de finos ou ar incorporado. ·RETRAÇÃO PLÁSTICA: Melhor condição de cura PROPRIEDADE DO CONCRETO ENDURECIDO A.RESISTÊNCIA MECÂNICA 7Característica mais importante. 7Fatores que a influenciam: ¶Tipo de cimento ·Relação água/cimento ¸Idade Idade em dias 3 7 21 28 Resistência relativa 50% 70% 92% 100% ¹Temperatura: Velocidade das reações de hidratação ºRelação agregado/cimento: Em concretos convencionais, o agregado é mais resistente que a pasta, logo a maior proporção de agregado maior a resistência do concreto. »Tamanho máximo do agregado: Maiores agregados tendem a proporcionar concretos com menores resistências. ¼Simultaneidade de diversos fatores. 7Resistência à compressão: 10 x resistência à tração. 7Resiste mal ao cizalhamento 7Resistência a abrasão é uma característica importante, onde a diminuição do desgaste depende dos seguintes fatores: ûAgregado mais duros e maior tamanho do grão. ûQualidade da pasta de cimento. ûAcabamento superficial do concreto B. MÓDULO DE DEFORMAÇÃO 7É a medida de deformidade do concreto. 7O módulo de deformação aumenta com a evolução da hidratação. 7O módulo de deformação do agregado tem uma influência sobre o módulo de deformação do concreto. 7Aumenta, um pouco, com o aumento da resistência. 7Não há uma correlação muito definida entre módulo de deformação e resistência. Tensão Agregado Concreto Pasta de cimento Deformação Zona de transição do concreto C.RETRAÇÃO 7Diminuição de volume devido a perda de água contida nos poros, que origina uma tensão capilar. 7Ocorre devido à: ¬Perda de água capilar - retração hidráulica ou secagem. ­Redução de volume dos produtos de hidratação - Retração autógena, muito pequena (1/10 da retração hidráulica) 7Fatores que influenciam na retração: ¶Quantidade de pasta ·Perda de água por secagem 7Tende a ser mais intensa nas primeiras idades e na superfície do concreto. 7Causas que podem aumentar a perda de água no concreto: Baixa umidade relativa do ar Temperatura elevada Vento. D.FLUÊNCIA 7Deformação lenta apresentada pelo concreto quando submetido a um carregamento permanente, não desaparece com a retirada da carga. 7Como na retração, é um fenômeno que ocorre na pasta. 7Fatores que influenciam na fluência: ¶Quantidade de pasta: Aumenta com o aumento da pasta. ·Idade do carregamento: Em pequenas idades a deformação por fluência é maior. ¸Relação tensão/resistência: Quanto maior a relação maior a deformação por fluência. ¹Perda de umidade do concreto 7Pode ser benéfica ao concreto: aliviando tensões Sem fissuramento relaxação de tensões E.PERMEABILIDADE 7O concreto é necessariamente um material poroso. 7Esta relacionada com a porosidade da pasta tem influência na durabilidade 7A porosidade depende principalmente: ¶Fator água/cimento: ·Grau de hidratação da pasta: Os produtos da hidratação ocupam um volume maior que o cimento. 7Passagem da água pelo concreto ABSORÇÃO: Atravessando, mesmo não estando sob pressão, pelos capilares. PERMEABILIDADE:É forçada, sob pressão, a passar através das fissuras ou dos capilares. 7Idades a partir das quais concretos com diferentes f a/c se tornam impermeáveis: Fator A/C Idade em dias 0,4 0,5 0,6 0,7 >0,7 3 7 28 360 nunca F.CARBONATAÇÃO 7Processo da carbonatação: Ca(OH)2 Carbonato de cálcio CO2 7Resultado da carbonatação ¶Menor proteção da armadura: O pH cai de 13 para menos de 10 (aproximadamente 8,5) ·Concreto mais compacto: Dificulta a penetração da umidade e do próprio ar. 7É um fenômeno lento e depende da permeabilidade do concreto. 7Influência do f a/c sobre a penetração da carbonatação (tempo em anos): Fator A/C 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 Tempo p/ 10mm 75 25 12 7 6 5 Tempo p/ 20mm 330 100 50 30 25 20 G.DURABILIDADE AO ATAQUE DE SULFATOS 7É definida em função das condições a que o concreto deverá ser submetido. 7Elementos que asseguram uma boa durabilidade: ¶Baixa permeabilidade. ·Tipo de cimento. 7Atuação de águas sulfatadas no concreto: Águas sulfatadas Fissuramento C 3A Sulfato de cálcio Sulfo-aluminato de cálcio Solução: Cimento com baixa proporção de aluminato H.COLMATAÇÃO 7Fechamento de microfissuras por partículas de cimento ainda não hidratação. É como se fosse a cicatrização de uma ferida. 7É mais intenso em concretos novos, em que há bastante cimento não hidratados. I.CONDUTIBILIDADE ELÉTRICA 7É variável com a composição e umidade. 7É um mau condutor de eletricidade, não chegando, porém, a ser um isolante. J.ADESÃO 7Depende do grau de irregularidades e da porosidade presente no concreto. 7De uma maneira geral não existe problema de adesão superficial em superfícies limpas de concreto. 7Concreto com forma de madeira bruta tem mais facilidade de adesão superficial que os feitos com forma metálicas, compensado e plásticas. 7Geralmente, devido a retração, a união do concreto novo com o velho é fraca. 7A menor dilatação do material cerâmico em relação ao concreto prejudica a adesão entre esses dois materiais. Princípios sobre dosagem de concreto em centrais. 1. DEFINIÇÃO Conjunto de instalações e equipamentos necessários para assegurar a qualidade exigida na produção do concreto. Estas instalações devem atender a NBR 7212-Concreto dosado em central. Abrange os serviços de administração, vendas, faturamento, cobrança, programação, controle de qualidade, assessoria técnica, treinamento e aperfeiçoamento profissional. 2. APLICAÇÃO Usado em grandes obras ou nas grandes cidades devido ao pequeno espaço dos canteiros. 3.PROCESSOS E SISTEMAS Recebimento dos materiais Estocagem Proporcionalmente (Mistura). 4. DISPOSIÇÃO DOS EQUIPAMENTOS áCentrais verticais Simplicidade dos acionamentos Motorização elétrica mínima Menores áreas ocupadas Alto investimento inicial Falta de mobilidade do equipamentos Instalações definitivas ou semi-permanentes áCentrais horizontais Acionamento motorizado em maior quantidade. Grande uso de correias transportadoras. Estruturalmente mais simples. Pequenas obras de fundação. Tem maior mobilidade. Investimento inicial menor que as verticais. áCentrais mistas Podem apresentar melhor eficiência. 5.CONTROLE - Manual: Presença de um operador. - Automático: Uso do computador. 6.MISTURA Totalmente ou em parte produzido nas centrais. Temos três tipos de Mistura: Totalmente na central (Central-mixed) òBetoneiras de grande capacidade òSilos metálicos com balança òCarregamento periódico. òTransporte: caminhão Parte na central e parte no caminhão (Truckmixers) ò1ª mistura nas instalações fixas (30 seg.) ò2ª mistura no caminhão betoneira. ®Totalmente misturado no caminhão (transitmixed) òCentral não possui betoneiras fixas òNeste caso, central apenas dosadora 7. COMO PEDIR O CONCRETO Nos concretos totalmente misturados nos caminhões, temos três formas distintas de fornecimento: 1ª modalidade: O Comprador assume a responsabilidade de proporcionar a mistura (fixa o traço) e deve fornecer ao fabricante todas as características do concreto: Consumo de cimento Diâmetro máximo do agregado Fator a/c Trabalhabilidade Tipo e quantidade de aditivo. 2ª modalidade: O Comprador indica a resistência, a trabalhabilidade e o diâmetro máximo do agregado, cabendo ao fabricante a seleção e proporcionalmente dos materiais. 3ª modalidade: O Comprador requer ao fabricante que o concreto tenha um consumo mínimo de cimento, bem como uma resistência especificada. 8. ENTREGA DO CONCRETO "Unidade de entrega (m³) "Volume mínimo de entrega do concreto (1/5 da capacidade do equipamento, nem menor que 1 m³ "Pedidos em volumes múltiplos de 0,5 m³. 9.ATRIBUIÇÕES DO COMPRADOR. ¬Contratação dos serviços de concretagem. ­Emissão dos pedidos de entrega de concreto ®Recebimento dos concretos fresco. ¯Verificação da concordância das característ. do concreto pedido e do concreto entregue. °Aceitação final do concreto. 10. ADIÇÃO SUPLEMENTAR DE ÁGUA Apenas em duas situações: HQuando a mistura for feita parte no caminhão e parte na betoneira. HAntes da descarga, visando corrigir o slump, devido à evaporação, desde que: ¬Abatimento igual ou superior a 10 mm. ­Não deve aumentar em mais de 25 mm. ®O Slump final não deve ser maior que o especificado. 11. CONTROLE DE QUALIDADE 1ª modalidade: Controle feito pelo comprador normalmente na consistência, podendo ser feito pela resistência. 2ª e 3ª modalidade: O Controle da resistência deve ser feito pelo fabricante. O ensaio de abatimento deve ser feito em todos os caminhões. 12. AMOSTRAGEM. òDevem ser retirados exemplares do concreto, constituídos de no mínimo dois CP para cada idade de rompimento adotando-se o resultado maior dos valores de resistência obtida. òDeve-se ter pelo menos um exemplar para cada 50 m³ de concreto entregue, retirados aleatoriamente. òOs exemplares devem ser retirados entre 0,15 e 0,85 do volume transportado. 13. ACEITAÇÃO E REJEIÇÃO. Baseado no atendimento do concreto às exigências constantes do pedido. Podendo ser rejeitado se não atender a pelo menos uma das especificações do pedido. CONCRETO FRESCO: òVerificação da consistência pelo abatimento do tronco de cone. òAdmiti-se as seguintes tolerâncias para o abatimento (NBR 7212): Abatimento Tolerância De 10 a 90 mm + 10 mm De 100 a 150 mm + 20 mm Acima de 160 mm + 30 mm CONCRETO ENDURECIDO: òVerificação da resistência pela moldagem de CP’s. Podendo realizar outros ensaios desde que previamente acertados. 14.EQUIPAMENTOS áBOMBAS ØDiâmetro interno do tubo deverá ser igual a 3 vezes o diâmetro máximo do agregado. ØUso do misturador que é posto antes da bomba para evitar entupimento. ØNunca bombeia-se até o fim do material do misturador. ØInfluenciam no bombeamento: ÊNatureza, forma, textura superficial e absorção do agregado ËGranulometria ÌDosagem do cimento ÍFator água/cimento ºAr incorporado ÏTrabalhabilidade áCAMINHÕES-BETONEIRAS Ø Capacidade de 5 a 10 m³. ØFuncionando como betoneira, o volume de betonada não deve ser maior que 63% do volume total. ØFuncionando como agitador, o volume de betonada não deve ser maior que 80% do volume total. ØFuncionando como betoneira a velocidade varia de 12 a 16 RPM. ØFuncionando como agitador a velocidade varia de 2 a 4 RPM. ØTempo de mistura de 1 1/2 até 3 horas. ØÉ inaceitável a adição de água além da prevista pelo fator a/c. áCAMINHÕES PARA TRANSPORTE DE CONCRETO 15. VANTAGENS DAS CENTRAIS. ☺Controle através de ensaios de agregados e aglomerantes. ☺Dosagem por peso. ☺Uso de medidor de água de grande precisão, por parte dos caminhões. ☺Usar grandes quantidades de concreto em curto prazo. ☺Maior controle da qualidade do concreto pelo maior volume de ensaios. 16. DESVANTAGENS DOS CONCRETOS NÃO USINADOS. LNão realização de ensaios periódicos nos agregados e aglomerantes. LDosagem sem precisão nas quantidades. L Pouco controle da colocação de água. L Usar menores quantidades de concreto em um tempo maior de concretagem. LBaixo controle da qualidade do concreto, devido a poucos ensaios. Prática sobre dosagem 1. DEFINIÇÃO e OBJETIVO Definição:Determinação de proporções adequadas de agregado, aglomerante e de água, fazendo com que o concreto atenda as características especificadas. Objetivo: Estado Fresco Trabalhabilidade Estado Endurecido Resistência mecânica Durabilidade Menor custo possível 2. TIPOS NÃO EXPERIMENTAL: Feitos em bases arbitrarias, fixados quer pela experiência ou pela tradição (associativa). EXPERIMENTAL (OU RACIONAL): Ensaiados em laboratórios (dedutiva) 3.DESENVOLVIMENTO DE PESQUISAS SOBRE DOSAGEM qFULLER (1907) ØJunto com Thompson foram os pioneiros em defesa da importância de se utilizar materiais graduados para dosagem de concreto. ØCurva de referência para granulometria ideal, isto é, curvas ideais para o agregado total, visando a maior resistência dos concretos. ØO cimento não é considerado como agregado. ACI y: 100 ( d )1/2 y:% que passa na D peneira de abertura ‘d’ d: abertura d da peneira D:Dmax do agregado. % Belém y:98,3( d )0,37 Peneira % D Passa Acumul. 25 100 0 19 89 11 9,5 68,72 31,28 4,8 53,37 46,62 qABRAMS (Chicago, 1918) ØIntroduziu o termo módulo de finura do agregado (único índice). ØConcretos com mesmo módulo de finura tem mesma resistência. A variação na % de areia modifica o Mm, mudando fator a/c para uma mesma consistência (dosagens experiment.). ØEstudo de inúmeros traços e análise de mais de 5000 CP’s enunciando a seguinte lei “Dentro do campo dos concretos plásticos (de qualidade satisfatória- maior uso), a resistên. a esforços mecânicos, bem como as demais propriedades do concreto endurecido variam na relação inversa do fator a/c”. fck28: A . Ba/c A : Constante que depende do cimento B : Constante que depende da idade fck28: Em MPa. a/c: Fator a/c. Para o Cimento Portland comum CP 32 - 3 Dias ñ Fcj=3: 79,4 ñ a/c: 0,71 log 79,4 25,9 a/c Fcj=3 - 7 Dias ñ Fcj=7: 86,8 ñ a/c: 0,85 log 86,8 14,9 a/c Fcj=7 - 28 Dias ñ Fcj=28: 92,8 ñ a/c: 1,11 log 92,8 7,9 a/c Fcj=28 - 63 Dias ñ Fcj=63: 95,4 ñ a/c: 1,20 log 95,4 6,8 a/c Fcj=63 - 91 Dias ñ Fcj=91: 97,5 ñ a/c: 1,30 log 97,5 5,9 a/c Fcj=91 Para o Cimento Portland de alto forno CP- III 32 - 3 Dias ñ Fcj=3: 87,7 ñ a/c: 0,61 log 87,7 44,6 a/c Fcj=3 - 7 Dias ñ Fcj=7: 95,0 ñ a/c: 0,78 log 0,78 19,5 a/c Fcj=7 - 28 Dias ñ Fcj=28: 121,2 ñ a/c: 0,99 log 121,2 10,2 a/c Fcj=28 - 63 Dias ñ Fcj=63: 123,6 ñ a/c: 1,09 log 123,6 8,2 a/c Fcj=63 - 91 Dias ñ Fcj=91: 125,5 ñ a/c: 1,23 log 125,5 6,5 a/c Fcj=91 Para o Cimento Portland pozolânico CP- IV 32 - 3 Dias ñ Fcj=3: 107,4 ñ a/c: 0,59 log 107,4 49,7 a/c Fcj=3 - 7 Dias ñ Fcj=7: 97,4 ñ a/c: 0,74 log 97,4 22,6 a/c Fcj=7 - 28 Dias ñ Fcj=28: 99,7 ñ a/c: 0,95 log 99,7 11,4 a/c Fcj=28 - 63 Dias ñ Fcj=63: 101,7 ñ a/c: 1,06 log 101,7 8,73 a/c Fcj=63 - 91 Dias ñ Fcj=91: 103,4 ñ a/c: 1,22 log 103,4 6,6 a/c Fcj=91 Para o Cimento Portland comum CP 40 - Aumentar em 20% os resultados de Fcj do CP32 Para o Cimento Portland de alta resistência inicial CP V-ARI - Aumentar os resultados de Fcj do CP32 em 25% até 7 dias e em 20% até 91 dias qBOLOMET (1925) ØPropõe uma modificação a lei de Fuller chegando a novas curvas ideais de mistura de agregados e cimento. Nestas curvas o cimento é considerado agregado e aplica-se: ¬Para vários agregados. ­Para massas ou seções de concreto fortemente armada. a: função da consistência do concreto. a:10 - Seca-plástica. a:11 - Normal a:12 - Fluída d: abertura d da peneira D:Dmax do agregado. ØPara resistência ele propõe: C: consumo absoluto fck: k.( C . - 0,5) a de cimento a: água em peso k: variável (0,9 a 1,1) a caracter. do material y: a + (100 - a) d D qLYSE (1931) ØLei de Lyse: Existe uma relação entre a quantidade de água e de materiais secos (agregados + cimento) para concretos de mesma consistência. A%: a/c . ms (agregado + cimento) 4.A DOSAGEM DEPENDE: òExigências de projeto. Propriedades do concreto, características das peças òCaracterísticas agressivas do meio. Solo e atmosfera òCondições de concretagem. Nível de água, local da concretagem òEquipamentos destinados a concretagem. Transporte, lançamento e adensamento òPropriedades dos materiais disponíveis: Fatores de Para um boa Para uma boa composição Trabalhabilidade Resistência do concreto Finura da areia Fina Grossa Relação graúdo Diminuir Aumentar /areia Dosagem água Aumentar até Diminuir certo ponto Granulometria Contínua Levemente descontínua Dmax dos grãos Pequeno Grande 5.TRAÇO Maneira de exprimir a composição do concreto ou argamassa, podendo ser expresso de varias maneiras: ¬Por m³. ­Por Proporções: 1:a:p:x Peso ⇒ Cimento : areia : brita : relação a/c Volume ⇒ - Divide-se as proporções do traço (massa) pela Mespecífica. 1 δc : a δa : p δp : x 1 - A fim de deixar o traço em relação a unidade de cimento, tema p se que: ⋅δ : ⋅δ : x ⋅δ 1: δa c δp c c ®Mista: O cimento por peso e agregado por volume. 6.DOSAGEM EMPÍRICA Dosagem não experimental feita em canteiro-deobra por processo rudimentar e dispensa o controle para pequenas obras (não se justifica uma dosagem racional), desde que o concreto tenha as seguintes condições: ÊQuantidade mínima de cimento: 300 kg/m³ ËA quantidade de água deve ser a mínima possível. ¸Umidade h:4% ÍA areia deve ficar entre 30 e 50% objetivando uma melhor trabalhabilidade. Agregado % de areia no agregado total Graúdo Fina Média Grossa Seixo 30 35 40 Brita 40 45 50 ºÍndice dos materiais Material Cimento Areia seca Seixo Brita Munit 1,43 1,60 1,50 1,30 Mesp 3,10 2,65 2,65 2,65 »Quant. de água (H: teor de água/mistura seca). Para: Agregado Adensamento (Dmax:25mm) Manual Vibração Dmax :19 mm: +0,5% Seixo 8% 7% Dmax :38 mm: -0,5% Brita 9% 8% Areia artificial: +1,0% ÐCálculo do traço 1000 - 0,32- H m: C 100 0,38 + H 100 7.DOSAGEM RACIONAL 7.1 ELEMENTOS NECESSÁRIOS PARA DOSAGEM RACIONAL. 3Resistência característica de projeto (fck). 3Elementos estruturais em que o concreto será aplicado. 3Espaçamento entre as barras de aço (mm). - Crítico. - Predominante. 3Dimensão máxima característica do agrgraúdo (mm). Dmax: < 1/5 menor dimensão em planta em forma. < 1,2 da distância entre as barras (plano vertical) < 2,0 da distância entre as barras (plano horizontal) < 1/3 da espessura da laje. < 0,25 do diâmetro da tubulação de bombeamento. Concretos correntes ⇒ brita 2 (25mm), brita 1 (19 mm) Armação densa, peças delgadas e casos especiais ⇒ brita 0 3Abatimento Adotado (mm). 3Cimento: marca, tipo e classe 3Relação água/cimento (durabilidade/resistência) 3Aditivos: marca, tipo e proporção. 3Idade de ruptura do corpo de prova (dias). 3Estimativa da perda de argamassa no sistema de lançamento e transporte do concreto. 3fcj- Resistência característica de dosagem (MPa). Densidade de probabilidade fcj= fck + 1,65 Sd 1,65 95% 5% 0 fck fcj Resistência à compressão 3Desvio padrão de dosagem. Diminui com aumento do controle (MPa). Sd=4,00 MPa (rigoroso) ⇒ Havendo assistência de profissional especializado, dosagem em peso, medidor de água, determinação do teor de água dos agregados e garantia de homogeneidade dos materiais. Sd=5,50 MPa (razoável) ⇒ Havendo assistência de profissional especializado, cimento em peso e agregados em volume, medidor de água, determinação do teor de água dos agregados: Sd=7,00 MPa (regular) ⇒ Cimento em peso e agregados em volume, medidor de água e teor de água dos agregados for simplesmente estimado: 3Traço (1:m)- 1ª mistura experimental em laboratório. Verificação do resultado do traço 7.2 MÉTODOS DE DOSAGEM RACIONAL. A) MÉTODO BRASILEIRO. HA proporção dos agregados varia em função da qualidade da areia. HUso de curvas ideais proporcionadas pela lei de FULLER (adaptada para Belém). HAdota a lei de Lyse, isto é, a relação água/mistura seca. HRelaciona o consumo de água com o Dmax, abatimento e a forma do agregado. H PROCEDIMENTO DE DOSAGEM ¬Determinação do fcj. ­Determinação do fator a/c. *Concreto com incorporador de ar ** Com cimento RS pode-se aumentar a a/c em 0,05 Menor dos dois Equações de abrams (CP-II 32) a/c: 1,11 log 92,8 fcj=28 dias ®Escolha do abatimento. ¯Escolha do Dmax. do agregado. Determinado pela granulometria °Fator água/mistura seca (A%)(agreg.+cimento). ±Proporção Agregado/cimento (1:m). ms: a/c A% ²Determinação da porcentagem de cimento %C: 100 m+1 ³Determinação da porcentagem de seixo Obtido nas curvas ideais de granulometria ´Determinação da porcentagem de areia %a: 100 - %C - %s µDeterminação das proporções dos agregados a : %a x ms s : %s x ms 11 Traço em peso 1:a:s:a/c 3Consumo de cimento C: 1000 1 + a + b + a/c mes mes mes 3Consumo dos materiais/m³ C:C x 1; A: C x a; S: C x s; Água: C x f a/c 3Det. do pesos dos materiais p/ betoneira 250L Regra de três simples 3Determinação dos volumes dos materiais. VA: A/Munit.areia VS: S/Munit.seixo 3Ajuste na consumo devido a umidade A x (umidade + 1): Areia final ( A´ ) Água - (Afinal - A): Água final ( AG´ ) 3Para 1 sc de cimento (uso de valores sem correção de umidade) proporção em peso x 50 kg/Munit 3Correções nos volumes de água devido a umidade e da areia devido ao inchamento Vh20- (Vagmh -Vam1) Vam x coeficiente de inchamento 3Det. das padiolas (boca: 35x45 cm). ADOÇÃO DE ADITIVOS (REDUTOR DE ÁGUA, SUPERFLUIDIFICANTE) 3Det. da nova quantidade de água Aad: Va (1- Valor a ser reduzido) 3Det. do novo consumo de cimento Cad: Aad a/c 3Ajuste no valor de m mad: (1000 - Cad - Aad) Mesp.med Mesp Areiaad: mad x % de areia inicial Seixoad: mad - Areiaad 3Correção para massa especifica do agregado 3Proporção em massa Divisão dos componentes pela massa de cimento B)MÉTODO DA ACI/ABCP. HValores de resistência à compressão do concreto em função da a/c e da resistência do cimento, e ficam na faixa entre 10 e 40 MPa. HA trabalhabilidade adequada para a moldagem in loco deve ser de semi-plástica à fluída. HA a/c é fixada em função da resistência e da durabilidade. HO consumo de água é obtido em função do abatimento. HO proporcionamento entre agregado graúdo e miúdo é feito determinando o teor ótimo do agregado graúdo. Este é o ponto chave do método, que vai influênciar na trabalhabilidade e custo final. HO consumo de areia fica em função do teor de pasta e agregado graúdo. HAdota-se o critério do volume absoluto para a determinação do volume de agregado miúdo. HO consumo do cimento varia de 200 a 400kg/m³. HO método fornece baixo teor de areia para misturas plásticas, que além do benefício econômico, facilita o operador identificar se a mistura estiver pouco argamassada. 3Vantagens: - O método de dosagem é fácil - Fornece o menor teor de areia para misturas plásticas, proporcionando como vantagem a economia e a facilidade de identificação de misturas inadequadas. 3Desvantagens: - Limita a resistência entre 10 e 40 MPa. - Não abrange todos os agregados. - O gráfico que fornece a relação a/c não especifica o tipo de cimento, citando apenas a resistência à compressão ao 28º dia. - Quando da não obtenção da fcj, é necessário nova dosagem para a correção da a/c. HPROCEDIMENTO DE DOSAGEM ÀDeterminação do fcj ÁEscolha do abatimento do tronco de cone. ÂEscolha da DMC do agregado graúdo. Determinado pela granulometria. ÃEstimativa de água e do teor de ar. ÄEscolha do fator a/c. ÅConsumo de cimento C = Quantidade de água Fator a/c ÆEstimativa do consumo do agregado graúdo. Cons/m³: valor da Tabela 4 x Munit. Usa-se esta tabela para os 1º valores, devido a falta de valores referentes aos materiais em questão. ÇEstimativa do consumo de agregado miúdo S Método do peso Mam : Mespconc - (Mag + Mcim + Mh20). SMétodo do volume absoluto (mais preciso) V: M/Mesp Vam= Vconc(1000) - (Vag + Vcim + Vh20 + Var) Mam =Vam x Mesp ÈAjuste devido a umidade Mam1 x (umidade + 1): Mam2 Mh20 - (Mam2 - Mam1): Mh20 ÉAjuste em misturas experimentais ABCP HFoi desenvolvido com base nos métodos do ACI e Portland cement Institute (PCI). HA adaptação focalizou o uso de agregados que obedecessem a NBR 7211. HÉ recomendado para concretos moldados “in loco”, consistência de semi-plástica a fluída. Não é aplicável para concretos com agregados leves. H PROCEDIMENTO DE DOSAGEM ¬Determinar fcj ­Determinar o valor do f a/c *Concreto com incorporador de ar ** Com cimento RS pode-se aumentar a a/c em 0,05 Menor dos dois Equações de abrams (CP-II 32) a/c: 1,11 log 92,8 fcj=28 dias ®Determinação do consumo de água. *Areias muito finas= podem geram aumentos de 10% no conságua *Seixo= valores podem ser reduzidos de 5 a 15% ¯Determinação do consumo de cimento. Ccimentp=Cágua/(a/c) °Determinação do consumo de agregado. (É O PONTO CHAVE DO MÉTODO) ±Determinação do consumo de agregado graúdo. Cagr.graúdo valor da Tabela x Munit ²Determinação do consumo de agregado miúdo. (através do método de volume absoluto) Vconc=Vágua + Vag.gr. + Vag. m. + Vcim ˆTraço em peso 1:ai:pi:xi ´Ajuste experimental C) MÉTODO DO IPT. HFoi desenvolvido pelo IPT/EPUSP. HDe grande utilização no Brasil, pela fácil. execução proporcionamento dos materiais. HA relação a/c é o fator mais importante. HDefinida a a/c e certos materiais, a resistência e a durabilidade passam a ser únicos. HO concreto é mais econômico com aumento do DMC e menor o abatimento do tronco de cone. H A lei de Abrams e Lyse são aceitas com “leis de comportamento”. HProporciona um diagrama de dosagem para cada conjunto de materiais, onde os parâmetros resistência à compressão, a/c, relação agregado seco/cimento e consumo de cimento por m³ são apresentados, no qual pode-se modelar o comportamento do concreto. 3Vantagens: - Fácil execução e pouca necessidade de ensaios de caracterização. - Baseia-se no teor ideal de argamassa, definido experimentalmente, evitando um concreto com falta ou excesso de argamassa. - O diagrama indica o modelo de comportamento do concreto executado com determinados materiais, para um mesmo abatimento, dentro da faixa de resistência. Desta forma não é necessário a repetição da dosagem para que se conheça o traço, consumo de cimento e a/c para concretos desta faixa de resistência. 3Desvantagens: - Não contempla traços (1:2; 1:8) extremos. Neste caso o método sugere aumentos (nos traços pobres) e diminuições (no traço rico) do teor de argamassa, o que não elimina a possibilidade de falta ou excesso. - O diagrama de dosagem é válido apenas para a faixa de resistência alcançada, não podendo ser extrapolado. HPROCEDIMENTO DE DOSAGEM ­Determinação do abatimento ®Escolha da a/c inicial para o traço principal (1:5) (recomendado a/c: 0,60;pode-se adotar outro valor) ¯Determinação do teor ideal de argamassa, através de avaliações visuais e empíricas. - Objetiva o teor mínimo para proporcionar um lançamento adequado e que não gere custo elevado ou manifestação patológica. - Inicia-se com o traço 1:5 e com um teor de argamassa pré-definido. -Uso das formulas:a=α(1+m)-1; p=m-a °Execução dos traços auxiliares (1:3,5 e 1:6,5) Adota-se o mesmo teor de argamassa do traço inicial. Estima-se a a/c através da formula (a/c=H(1+m)) com o mesmo valor de H do traço inicial. Nestes traços a água é colocada até a obtenção do abatimento especificado. ±Com valores (fc, a/c, conscim) constrói-se o diagrama de dosagem ¬Entrar no gráfico com o valor do fcj e obter características do traço. fc (MPa) 70 Cimento CP III RS 60 50 Idades 40 3 dias 7 dias 28 dias 30 20 10 a/c C(kg/m³) 600 500 400 300 3 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 4 m = 17,6267 * a/c - 3,5196 r² = 0,9988 5 6 Abatimento = 70 ± 10 mm 7 8 m(kg/kg) Controle de qualidade em concreto Corpo de Prova 1. OBJETIVO Confirmar ou não a eficácia dos cuidados com materiais, equipamentos e procedimentos envolvidos. Através do controle sabe-se se esta tudo correto ou se é necessário alguma providência. 2. APLICAÇÃO Pode ser aplicado em qualquer propriedade do concreto, sendo comum (exceto em casos especiais) a adoção na resistência à compressão, pois, praticamente, as principais propriedades do concreto estão relacionadas com um mesmo fator: RELAÇÃO ÁGUA/CIMENTO. 3. CONTROLE TECNOLÓGICO Adoção da NBR 12655 (ABNT, 2006): Concreto de cimento Portland - Preparo, controle e recebimento – Procedimento. 3.1. MODALIDADE DE PREPARO DO CONCRETO. A escolha é privativa do profissional responsável pela execução. àELABORADO PELO EXECUTANTE DA OBRA. O construtor é responsável pelo controle tecnológico, realizando ensaios previstos com pessoal qualificado em laboratório próprio ou de terceiros. àELABORADO POR EMPRESA DE SERVIÇO DE CONCRETAGEM. A central é responsável pelo controle tecnológico. àOUTRAS MODALIDADES DE PREPARO DE CONCRETO. A responsabilidade deve ser claramente estabelecida em contrato entre as partes (ex: mistura/transporte: central; dosagem:pessoa legalmente qualificada. 3.2. RESPONSABILIDADE PELA COMPOSIÇÃO E PROPRIEDADES DO CONCRETO. àCALCULISTA ¬Registrar: o fck em todos os desenhos e memórias que descrevem o projeto tecnicamente. ­Especificar: ¬O fcj para as etapas construtivas, como retirada de cimbramento, aplicação de protensão ou manuseio de pré-moldado. ­Requisitos de durabilidade da estrutura e elementos pré-moldados, durante a sua vida útil , inclusive da classe de agressividade adotada em projeto (tabela 1 e 2) ®Requisitos correspondentes as propriedades especiais do concreto, durante a fase construtiva e vida útil, tais como : módulo de deformação na idade de desforma e outras propriedades necessárias à estabilidade e a durabilidade. àPROFISSIONAL RESPONSÁVEL PELA EXECUÇÃO DA OBRA. ¬Seguintes responsabilidades: ®Escolha a modalidade de preparo de concreto; ®Escolha do tipo de concreto: consistência do concreto,dmax do agregado e demais propriedades do concreto ®Atendimento a todos os requisitos de projeto. ®Aceitação do concreto ®Cuidados requeridos pelo processo construtivo e pela retirada do escoramento. àPROFISSIONAL RESPONSÁVEL PELO CONTROLE DE RECEBIMENTO DO CONCRETO. 4O controle de recebimento do concreto é de responsabilidade do proprietário ou de seu proposto. 4O controle consiste em: ¬ Controle tecnológico dos materiais que compõem o concreto, conforme NBR 12654. ­Controle das condições de armazenamento, medida e mistura dos materiais que compõem o concreto. ®Atendimento das disposições da NBR 7212 Execução de concreto dosado em centrais Disponíveis as autoridades do orgão competente durante o tempo de construção e para que sejam arquivados e preservados de acordo com a legislação vigente. 3.3. REQUISITOS PARA O CONCRETO E MÉTODOS DE VERIFICAÇÃO. àPara os materiais componentes do concreto. Não devem conter substancias em teores que possam comprometer a durabilidade do concreto ou provocar corrosão. O controle dos materiais deve seguir a NBR 12654 àPara o concreto. A composição e a escolha dos materiais devem satisfazer as exigências desta norma, no estado fresco e endurecido. O cimento e os agregados devem atender as normas vigentes. Possibilita o uso de agregado recuperado (teores < 5%). Os aditivos devem atender a norma: - < 2 g/kg: misturado com água - > 3 dm³/m³: deve ser descontado a água do aditivo - 2 ou mais aditivos: verificar a compatibilidade 3.4. REQUISITOS E CONDIÇÕES DE DURABILIDADE DA CONSTRUÇÃO. -As estruturas devem ser projetadas e construídas para apresentar um uso conforme o projeto durante a sua vida útil. - A agressividade ambiental é classificada de acordo com a tabela 1. - Em condições especiais de exposição: devem atender a tabela 3 - Em condições sujeitas a sulfatos: usar cimento resistente a sulfato e atender a tabela 4. -Cloretos: O valor máximo da concentração de íons deve ser menor que o limite fixado na tabela 5 3.5. ARMAZENAMENTO DOS MATERIAIS. Cimento, agregado, água e aditivo 3.6. MEDIDAS DOS MATERIAIS COMPONENTES DO CONCRETO. VOLUME: Concreto produzido no próprio canteiro de obra. MASSA: Concretos com classe superior a C25. MASSA E VOLUME: Concretos com classe superior a C25, sendo o cimento em massa e o agregado em volume. 3.7. MISTURA Obra, central ou em caminhão-betoneira. 3.8. ESTUDO DE DOSAGEM DO CONCRETO. A) TIPOS: De forma empírica: Para concreto da classe C10, com consumo mínimo de 300 kg/m³ De forma racional e experimental: Para Concretos da classe C15 a C50 (grupo I). C55 a C80 (grupo II) B) CÁLCULO: fcj: fck + 1,65 sd C) CONDIÇÕES PARA O PREPARO DO CONCRETO Condição A: Aplicável as classes C10 até C80. Condição B: Aplicável as classes C10 até C25 - cimento em massa combinada com agregado em volume. Aplicável as classes C10 até C20 – cimento em massa com agregado em volume . Condição C: Aplicável as classes C10 até C15 C) AJUSTE E COMPROVAÇÃO DO TRAÇO Deve ser realizados para os concretos produzidos em obra, porém é desnecessário quando o concreto é fornecido pelas centrais. C10 verificar Consistência propriedades > C10 Consistência Resistência mecânica Disponíveis as autoridades do orgão competente durante o tempo de construção e para que sejam arquivados e preservados de Acordo com a legislação vigente. 3.9. ENSAIOS DE CONTROLE DURANTE A EXECUÇÃO DO CONCRETO. 4OBJETIVO: Comprovar se estão sendo usados as quantidades especificadas. Deve ser feita pelo menos uma vez por dia ou sempre que houver alteração no traço. 3.9.1. Ensaios de abatimento do tronco de cone ou espalhamento do tronco de cone. ¶Em betoneira estacionária, deve-se realizar o abatimento, quando: Primeira Amassada. Reinicio dos serviços, após 2 horas. Troca de operadores. Na moldagem de corpos-de-prova. ËEm betoneira móvel, deve-se realizar o ensaio a cada betonada. 3.9.2. Ensaios de resistência mecânica. 4Para a amostragem deste ensaio, deve-se dividir a estrutura em lotes, que atendam os limites da tabela 7. De cada lote deve ser retirada uma amostra, com número de exemplares de acordo com o tipo de controle. 4 AMOSTRAGEM: A amostragem deve ser coletada aleatoriamente durante a concretagem. Cada exemplar é constituído por dois corposde-prova de mesma amassada para cada idade de rompimento moldado no mesmo ato. Toma-se como resistência do exemplar o maior dos dois valores obtidos em cada amostra. 4 TIPOS DE CONTROLE DA RESISTÊNCIA DO CONCRETO: Tendo em vista a diversidade de condições construtivas e a importância relativa das diferentes estruturas de concreto, considera-se dois tipos de controle: A. Amostragem parcial. 4Neste tipo de controle, em que são retirados exemplares de alguma betonadas, as amostras devem ser constituídas de: 6 exemplares para concretos do grupo I (C-10 a C-50). 12 exemplares para concretos do grupo II (C-55 a C-80). 4Para concretos com número de exemplares (n) no intervalo 620, o valor estimado do fck, na idade especificada e não submetido ao controle total, é dado por: fckest: fcm - 1,65 Sn Onde: fcm: Resistência média do concreto á compressão para a idade do ensaio. Sn: Desvio padrão dos resultados para n-1. Sn : . ∑ (fi - fcm)² n-1 B. Amostragem total (100%).4Consiste no ensaio de exemplares de cada amassada de concreto e aplica-se a casos especiais, a critério dos responsáveis pela execução. Neste caso não há limitação para o número de exemplares do lote. 4Neste caso o valor do Fckest é dado por: fckest: f1 para n<20 fckest: fi para n >20 , Onde: i: 0,05n, adotando-se a parte inteira. Quando o valor de i for fracionado, adota-se o número inteiro imediatamente superior C. Casos excepcionais. 4Usados em lotes com volume < 10 m³ , onde o número de exemplares estar compreendido entre 2 e 5, e não estiver sendo realizado o controle total, permite-se adotar: fckest: ψn.f1 , onde: ψn:É dado pela tabela 8 da NBR 12655. 4 ACEITAÇÃO OU REJEIÇÃO DOS LOTES DE CONCRETO: fckest > fck à Lote aceito 4 RECEBIMENTO DO CONCRETO: O concreto deve ser recebido desde que atendidas TODAS as condições estabelecidas nesta norma. Em caso de existência de não-conformidade, devem ser obedecidos os critérios estabelecidos na NBR 6118.