Nbr 9776 E 7251

Transcript

Materiais de Construção Civil MCC 1. Aglomerantes ............................................................................................... 3 1.1 Cimento Portland.................................................................................... 3 1.1.1 Massa Específica Do Cimento (γ) Norma NBR 6474 ................... 3 1.1.2 Massa Unitária Do Cimento (d)...................................................... 4 1.1.3 Finura do Cimento ............................................................................... 5 1.1.3.1 Peneiramento NBR 11579 ............................................................ 5 1.1.3.2 Superfície Específica do Cimento NBR NM 76 ............................. 6 1.1.4 Tempo de Pega e Expansibilidade do Cimento................................... 8 1ª FASE: Determinação da Consistência 11580 ................................... 8 2ª FASE: Determinação dos Tempos de Início e Fim de Pega 11581 ... 8 Determinação Expansibilidade ( Estabilidade Volumétrica) NBR 11582 .. 9 1.1.5 Preparo de Argamassa Normal e Moldagem de Corpos de Prova NBR 7215 P/ Moldagem dos CP’s. .......................................................... 10 1.1.5.1 Quantidade de materiais ............................................................. 10 1.1.5.2 Procedimento para mistura mecânica......................................... 11 1.1.5.3 Procedimento para mistura manual ............................................ 11 Desvio Máximo Relativo (DMR) .......................................................... 13 1.2 CAL VIRGEM E CAL HIDRATADA ..................................................... 14 1.2.1 Ensaios com Cal ............................................................................... 14 Extinção .................................................................................................. 14 Finura da Cal .......................................................................................... 15 Pipocamento ........................................................................................... 15 2 AGREGADOS ............................................................................................. 16 2.1 Massa específica “γ” NBR 9776 ......................................................... 16 2.1.1 Agregado miúdo ............................................................................ 16 2.1.2 Agregado graúdo ........................................................................... 16 2.2 Massa unitária (d) NBR 7251 ............................................................... 18 2.3 DETERMINAÇÃO DA UMIDADE DA AREIA ....................................... 20 Métodos: ................................................................................................. 20 Umidímetro (Speedy) .............................................................................. 22 2.4 DETERMINAÇÃO DE CURVA DE INCHAMENTO DA AREIA NBR 6467 ........................................................................................................... 23 2.5 Substâncias Nocivas nos Agregados ................................................. 26 2.5.1 Torrões de argila NBR 7218 .................................................... 26 2.5.2 Teor de materiais pulverulentos..................................................... 27 2.5.3 Impurezas orgânicas na areia NBR NM 49.................................... 28 2.6 Composição Granulométrica dos Agregados NBR 7217 ..................... 29 2.6.1 Dimensão Máxima Característica (Diâmetro Máximo do agregado): ................................................................................................................ 29 2.6.2 Modulo de Finura: .......................................................................... 29 3 Concreto ..................................................................................................... 32 3.1 Mistura ................................................................................................. 32 3.1.2 Mistura Manual .............................................................................. 33 3.1.3 Mistura Mecânica ........................................................................... 33 3.2 Volume da Betoneira e da Betonada ................................................ 34 Velocidade ótima de mistura................................................................... 35 3.3 Consistência do Concreto Pelo Abatimento do Tronco de Cone NBR NM 67 “Slump Test” ................................................................................... 38 3.3.1 Lei de Inge Lyse ................................................................................ 39 _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 1 Materiais de Construção Civil MCC Determinação do consumo de cimento por m³ de concreto ................... 40 3.4 Porcentagem de Argamassa Seca (As) .............................................. 41 3.5 Dosagem Racional Experimental do Concreto ..................................... 43 4 Argamassas ............................................................................................ 51 Conceituação ............................................................................................. 51 4.2 Pastas ............................................................................................... 51 4.3 Argamassas ...................................................................................... 51 4.4 Vantagens da Aplicação do Agregado Miúdo (Inerte) à Pasta (Material Ativo)........................................................................................ 51 5 Propriedades Físicas e Mecânicas das Madeiras. ...................................... 54 5.1 Ensaios Físicos .................................................................................... 54 5.2 – Peso Específico Aparente (D)........................................................ 55 5.3 – Retratibilidade ................................................................................ 55 5.4 Ensaios Físicos e Mecânicos da Madeira ......................................... 58 6 Materiais Cerâmicos ................................................................................... 61 6.1 Dimensões NBR 6133 .......................................................................... 61 6.2 Absorção .............................................................................................. 61 7 Barras e Fios de Aço destinados a Armaduras para Concreto Armado NBR 7480 ............................................................................................................... 65 7.1 Barras de fios de Aço ........................................................................... 65 7.2 Bitola .................................................................................................... 65 7.3 Categorias e Classes ........................................................................ 65 7.4 Diagramas Tensão-deformação ....................................................... 66 7.5 Categorias ........................................................................................ 66 Tabela de Dosagem Racional Experimental .............................................. 70 Tabela de Ruptura dos Corpos de Prova da Dosagem Experimental ........ 71 _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 2 Materiais de Construção Civil MCC 1. Aglomerantes 1.1 Cimento Portland 1.1.1 Massa Específica Do Cimento (γγ) Norma NBR 6474 Equipamentos e materiais a serem utilizados no ensaio: Frasco de Lê Chatelier; Funil de Vidro; Espátula; Termômetro; 60 gramas de Cimento; 250ml de Querosene; Recipiente para o a pesagem do cimento; Balança de precisão de 0,01 grama; Recipiente com água. Ensaio Coloca-se no frasco de Le Chatelier 250ml de um líquido que não reaja com o cimento (xilol, querosene, ...), no caso será utilizado querosene. Em seguida coloca-se o frasco em uma vasilha com água para a equalização da temperatura, aguarda-se até que o atinja a temperatura da água e faz-se a 1ª leitura (Lo) na parte inferior do menisco. A seguir, com auxílio de uma espátula e um funil de vidro coloca-se no frasco, os 60g de cimento. Novamente o conjunto é colocado em uma vasilha com água, aguarda-se até atingir o equilíbrio de temperatura, e faz-se a 2ª leitura (Lf). Portanto o volume do cimento será = Lf – Lo γ= massa (g/cm³) Lf - Lo γ= massa (g/cm³) vol. grãos CIMENTO ______________ Tabela 1: Determinação de massa específica do cimento Massa de Lo Lf Volume de γ do cimento Determinações Cimento (g) (cm³) (cm³) cimento (cm³) (g/cm³) 1ª 2ª 3ª média FIGURA 1: LÊ CHATELIER _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 3 Materiais de Construção Civil MCC 1.1.2 Massa Unitária Do Cimento (d) Para execução deste ensaio corretamente deve-se usar um caixote de volume nunca inferior a 20litros, pesa-se o caixote vazio (P1), enche-se o caixote com o cimento, deixando o cimento cair sempre de uma altura aproximada de 10 cm (para uniformizar a compactação do cimento dentro do caixote), pesa-se o caixote cheio (P2). P2-P1 = massa de cimento contido no caixote d= d= P2 - P1 vol. caixote d= (kg/l) massa V. grãos + V. vazios (kg/l) d= massa vol. caixote (kg/l) massa (kg/l) V. Total Cimento: CPII E32 Tabela 2: Determinação da massa unitária do cimento Medições 1ª determinação 2ª determinação Volume do caixote V (l) Massa do caixote cheio. P2 (kg) Massa do caixote vazio. P1 (kg) Massa de cimento P2-P1 (kg) Massa unitária do cimento. (d)(kg/l) Média  d %V = 1 −  .100  γ _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 4 Materiais de Construção Civil MCC 1.1.3 Finura do Cimento 1.1.3.1 Peneiramento NBR 11579 Para execução deste ensaio, usa-se a peneira de malhas quadradas de 0,075mm de lado, também chamada peneira 200. Usa-se uma amostra de 50g de cimento. Coloca-se o cimento (50g) sobre a peneira (200) já munida de tampa e fundo e procede-se o peneiramento de acordo com a norma. Ao fim do peneiramento, calcula-se o índice de finura (IF). IF = massa do resíduo na peneira 200 x 100 Massa da amostra De acordo com a norma, o índice de finura ou resíduo na peneira ABNT 0,075mm (200) deverá ser: Cimento classe CPII-E-32------------------------------------- máximo 12% Cimento classe CPII-E-40------------------------------------- máximo 10% CIMENTO: CPII E32 Tabela 3: Determinação da finura do cimento (peneira 0,075mm ou peneira 200) Medições Massa da Cimento amostra classe (g) Massa de cim. retida na peneira 200 (g) Índice de Finura IF (%) Média 1ª determinação 2ª determinação _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 5 Materiais de Construção Civil MCC 1.1.3.2 Superfície Específica do Cimento NBR NM 76 Este método tem por objetivo fixar como deve ser feita a determinação da finura do cimento em termos de superfície específica em cm²/g através do permeabílimetro de Blaine. Consiste em se fazer passar uma certa quantidade de ar através de uma camada de cimento de porosidade conhecida (e = 0,50). O cimento a ser ensaiado é colocado na cápsula sobre um disco perfurado e recoberto com um papel filtro. Um êmbolo que se adapta à cápsula, limita o volume Vt. A quantidade “m” de cimento é adensada ao volume “Vt” e recoberto com um segundo papel filtro. O líquido manométrico está no traço 4, aspira-se o ar por meio de uma pêra até o líquido atingir o traço 1, fecha-se a torneira, que liga à pêra com o aparelho, quando o menisco do líquido atingir o 2º traço mede-se o tempo até que chegue ao 3º traço. De acordo com a norma a superfície específica pode ser: Cimento classe cm²/g. CPII-E-32 ---------------------------------- mínimo 2600 Cimento classe cm²/g. CPII-E-40 ---------------------------------- mínimo 2800 m = (1 – e ) * γ * Vt. e = porosidade da camada de cimento. η = viscosidade do ar na temperatura do ensaio. k1 = 440,19* k2 = 16,19* k3 = 802,01* k4 = 10,84* k5 = 2125,32* k6 = 2,876* S1 = K1 * Τ S2 = (k2 * Τ ) / S3 = (k3 * e³ * S4 = (k4 * e³ * S5 = (k5 * e³ * S6 = (k6 * e³ * γ = massa específica do cimento. Vt = volume da capsula. T = tempo gasto para o líquido ir do traço 2 ao traço 3. η Τ )/ (1 – e) Τ ) / (√η *(1 – e)) Τ ) / (γ * (1 – e)) Τ ) / (γ * (1 – e)* η ) e = Vv / Vt
Vv = e * Vt γ = m / Vg
m = γ * Vg Vg = Vt - Vv m = γ * (Vt – Vv) m = γ * Vt - γ * Vv m = γ * Vt - γ * e * Vt m = γ * Vt *(1 – e) * Os valores de “k1 a k6” acima, é de um aparelho de Blaine específico, não usar como referência. Cada aparelho ao ser calibrado, determina-se os valores de K´s. _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 6 Materiais de Construção Civil MCC O valor de η, é retirado da tabela abaixo Tabela 4: Valor de poises ºC γ do mercurio V. ar (Poises) raiz η (poises) 18 13,55 0,0001798 0,01341 20 13,55 0,0001808 0,01345 22 13,54 0,0001818 0,01348 24 13,54 0,0001828 0,01352 26 13,53 0,0001837 0,01355 28 13,53 0,0001847 0,01359 Equipamentos e materiais para ensaio: Aparelho de Blaine,Tubo de Permeabilidade, Êmbulo; Papel filtro; Cimento, Funil de vidro; Recipiente para pesagem do cimento, balança de precisão de 0,01g. FIGURA 2: APARELHO DE PERMEABILIMETRO DE BLAINE _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 7 Materiais de Construção Civil MCC 1.1.4 Tempo de Pega e Expansibilidade do Cimento Para a determinação dos tempos de inicio e fim de pega do cimento usase o aparelho de Vicat. Constituído de sonda de Tatmajer e agulha de Vicat. 1ª FASE: Determinação da Consistência 11580 Fabrica-se uma pasta com uma quantidade de água conhecida, enchese o molde. Logo após faz-se descer livremente sobre o molde a sonda de Tatmajer, sem velocidade inicial. A pasta é dita de consistência normal, quando a sonda parar a 6 ± 1 mm do fundo do molde. 2ª FASE: Determinação dos Tempos de Início e Fim de Pega 11581 Início de pega: É o tempo decorrido desde o instante do lançamento da água sobre o cimento, até o instante em que a agulha de Vicat, parar a 4 ± 1mm do fundo do molde. (esse tempo não pode ser inferior a 1(uma) hora). Fim de pega: É tempo decorrido desde o instante do lançamento da água sobre o cimento, até o instante em que a agulha de Vicat pare a 38mm do fundo do molde. To Tempo de início T1 de pega Tempo de fim de pega T2 Endurecimento FIGURA 3: INÍCIO E FIM DE PEGA Tempo Quantidade de água necessária para obter-se uma pasta de consistência normal___ __ (ml). Ou ___ __(%) da massa de cimento_______(g). 1- Início de pega __________ horas __________ minutos 2- Fim de pega __________ horas __________ minutos Início de Pega Fim de Pega _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 8 Materiais de Construção Civil MCC Determinação Expansibilidade ( Estabilidade Volumétrica) NBR 11582 Procedimento: Apoiada pela base de vidro colocar cada agulha sobre a placa de vidro lubrificada com óleo mineral e com a ajuda de uma espátula fina preenchê-la com a pasta preparada com a consistência normal, após terminada essa operação cobri-la também com a placa de vidro lubrificada, colocando-se sobre esta um peso para que o cilindro não gire devido ao peso das hastes. Molda-se 6 corpos de prova 3 cura a frio e 3 para cura a quente. Cura inicial Logo após a moldagem, o conjunto deve ser imerso em tanque com água mantendo a temperatura de (23º ± 2) ºC durante (20 ± 4) h. Cura a frio Após a cura inicial retira-se as placas de vidro faz-se a 1º leitura, então o corpo de prova é levado novamente ao tanque durante 6 dias na água, após é feita a 2º leitura. Cura a quente Após a cura inicial retiram-se as placas de vidro faz-se a 1º leitura, então os corpos de prova são colocados em um recipiente cheio de água de forma que as hastes fiquem fora da água, procede-se ao aquecimento da água até a ebulição entre 15 e 30 minutos, a ação da água quente deve durar 5 horas ou mais, então é feita a 2ª leitura _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 9 Materiais de Construção Civil MCC 1.1.5 Preparo de Argamassa Normal e Moldagem de Corpos de Prova NBR 7215 P/ Moldagem dos CP’s. 1.1.5.1 Quantidade de materiais Tabela 5: Materiais para moldagem de corpos de prova Massa em p/ mistura (g) Material Manual Mecânico 312 0,2 624 0,4 Cimento Água 150 F.Méd. Fina F. Fina 300 0,2 234 234 234 0,2 0,2 0,2 468 468 468 0,3 0,3 0,3 Mat. retido entre as peneiras 2,4 e 1,2 1,2 e 0,6 0,6 e 0,3 234 0,2 468 0,3 0,3 e 0,15 *Areia Normal F.Grossa F.Méd. Grossa 0,1 - - % em massa 25 25 25 25 **Traço em massa 1:3 constante - Água/Cimento = 0,48 constante Tabela 6: Resistência Mínima (Mpa) Classe 3 dias 7 dias 28 dias CPII-E-32 10 20 32 CPII-E-40 15 25 40 * Areia Normal - Produzida e fornecida pelo IPT (Instituto de Pesquisa Tecnológica) de São Paulo. E deve satisfazer a NBR 7214. _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 10 Materiais de Construção Civil MCC 1.1.5.2 Procedimento para mistura mecânica Coloca-se toda quantidade de água na cuba e ajuntar o cimento, fazer a mistura na velocidade baixa durante 30s. Sem paralisa a operação da mistura, inicia-se a colocação da areia (quatro frações previamente misturada), toda essa areia deve ser colocada gradativamente durante 30s. Após o termino da colocação da areia, muda-se para a velocidade alta, misturando os materiais nesta velocidade durante 30s. Após esse tempo, desliga-se o misturador durante 1min.e30s. nos primeiros 15s, retira-se com auxílio de uma espátula, a argamassa que aderiu às paredes da cuba e à pá, colocando-a no interior da cuba, o restante do tempo a argamassa em repouso. Após esse tempo liga-se o misturador na velocidade alta durante 1min. Em seguida, molda-se os corpos de prova o mais rápido possível. 1.1.5.3 Procedimento para mistura manual A quantidade de materiais secos a misturar de cada vez é de 1248g, isto é, 312g de cimento e 936g de areia normal (traço 1:3). A quantidade de água a ser empregada é fixa e igual a 150g deve ser tal que empreste à argamassa a consistência normal. Modo de juntar a água – dispõem-se a mistura de cimento e areia em forma de coroa, e lança-se de uma vez à água necessária no interior da cratera assim formada. Em seguida com a espátula, deita-se sobre o líquido o material circunstante, devendo essa operação durar 1 minuto. Com o auxílio da espátula, a mistura é amassada energicamente durante 5 minutos. Na Norma MB-1/78 é indicada a mistura mecânica. _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 11 Materiais de Construção Civil MCC 1.1.5.4 Ruptura CP’s de Argamassa 3 dias – data da moldagem: data da ruptura: / / / / Tabela 7: controle de resistência do cimento CP Nº 1 Diâmetro Médio (cm) Secção (cm²) Carga de Ruptura (kgf) Tensão de ruptura (fc) (kgf/cm²) (MPa) 2 3 4 média 7 dias – data da moldagem: data da ruptura: / / / / Tabela 8: controle de resistência do cimento CP Nº 1 Diâmetro Médio (cm) Secção (cm²) Carga de Ruptura (kgf) Tensão de ruptura (fc) (kgf/cm²) (MPa) 2 3 4 média 28 dias – data da moldagem: data da ruptura: / / / / Tabela 9: controle de resistência do cimento CP Nº 1 Diâmetro Médio (cm) Secção (cm²) Carga de Ruptura (kgf) Tensão de ruptura (fc) (kgf/cm²) (MPa) 2 3 4 média _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 12 Materiais de Construção Civil MCC Desvio Máximo Relativo (DMR) DMR = | fc(media) -fc (mais afastada da media) | x100 fc(media) O DMR deverá ser calculado para cada idade separadamente Se o DMR calculado for menor que 8%, deve-se comparar os valores de resistência com ao especificados na norma para cada idade. Se o DMR calculado for maior que 8%, deve-se refazer o ensaio para essa idade. Tabela 10: Resistência Mínima do Cimento Cimento 3 dias 7 dias 28 dias classe CPII - E –25 8 15 25 CPII - E –32 10 20 32 CPII - E –40 15 25 40 _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 13 Materiais de Construção Civil 1.2 MCC CAL VIRGEM E CAL HIDRATADA 1.2.1 Ensaios com Cal Extinção Num pequeno tacho, coloca-se dois ou três fragmentos de cal virgem mais ou menos do tamanho de um punho fechado, adiciona-se água até umedecer totalmente a cal, observando-se o tempo da reação iniciar. CLASSIFICAÇÃO DA CAL QUANTO A RAPIDEZ DE EXTINÇÃO Cal de extinção rápida: Ë aquela que em menos de 5min. em contato com a água hidrata-se. Para extinguir este tipo de cal, deve-se observar os cuidados abaixo. a) Adicionar sempre cal a água, nunca água a cal. b) A água deve ser inicialmente suficiente para cobrir toda a cal c) Se durante a extinção desprender vapor, deve-se revolver inteiramente e rapidamente a massa de cal, adicionando-lhe água até cassar o desprendimento de vapor. Cal de extinção média: É aquela que reage com a água de 5 a 30 min. Para se extinguir este tipo de cal, adiciona-se água à cal, até a mesma fique meio submersa. Mexer ocasionalmente, se ocorrer desprendimento de vapor. Nesta cal deve-se adicionar água à cal aos poucos, tomando cuidado para não colocar água além do necessário, pois do contrário esta cal resulta fria e seca. Cal de extinção lenta: É aquela cujo tempo de reação com a água é superior a 30min. Para este tipo de cal, adiciona-se água à cal, umedecendoa completamente. Deixar o material em uma caixa até que a reação inicie, após o que deve-se adicionar água vagarosamente. Se ocorrer vaporização, não se deve mexer a massa de cal sem antes a extinção não estiver terminada. _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 14 Materiais de Construção Civil MCC Finura da Cal Usa-se para este ensaio 100g de cal hidratada que será peneirada com auxílio de um jato moderado de água durante no máximo 30s através das peneiras de abertura 0,6mm e 0,075mm. %máxima retida na peneira 0,6mm------------------- 0,5% %máxima retida na peneira 0,075mm---------------- 15% Reações 900ºC CaCO3 CaO + CO2 cal aérea cal virgem cal viva CaO + H2O Ca(OH)2 + calor cal hidratada ou extinta Pipocamento • • Fabrica-se uma pasta de cal hidratada. 100g da cal hidratada a ser analisada 25g de gesso (para acelerar o endurecimento da pasta). Água suficiente para dar a plasticidade necessária para moldar o corpo de prova sobre uma placa de vidro. Molda-se uma camada de aproximadamente 3mm sobre a placa de vidro e deixa-se 24 horas secando ao ar. Coloca-se a placa já endurecida, durante 5 horas sujeita a vapores de água em ebulição. Depois desse tempo verifica-se visualmente na superfície da amostra se apareceu alguma mancha amarelada, pipocamento, fissuramento ou bolhas. Se o acima mencionado não acorreu, a cal sobre o ponto de vista de pipocamento está aprovada. _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 15 Materiais de Construção Civil MCC 2 AGREGADOS 2.1 Massa específica “γ” NBR 9776 2.1.1 Agregado miúdo A determinação é feita através do frasco de Chapman. Coloca-se 200cm³ de água no frasco, em seguida insere-se 500g de areia seca. Haverá uma diferença de volume medido no frasco, essa diferença nos fornece o volume dos grãos da areia. γ= massa dos grãos (g/cm³) Volume dos grãos γ= 500 g (g/cm³) (L - 200 cm³) 2.1.2 Agregado graúdo Tanto para brita como para a argila expandida, usa-se uma proveta graduada de 2000 cm³. Coloca-se primeiro a água (suficiente para submergir os agregados) e em seguida o agregado, faz-se a leitura “L” e calcula-se “γ”pela formula acima. _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 16 Materiais de Construção Civil γ da areia MCC Areia tipo __________________ Tabela 11: Massa específica da areia. Determinação Massa do Vol. da água Leitura agregado (g) (cm³) L (cm³) Vol. agregado Seco (cm³) γ da Areia (g/cm³) 1 2 Média γ da brita Brita tipo _________ __________ Tabela 12: Massa específica da brita. Determinação Massa do Vol. da água Leitura agregado (g) (cm³) L (cm³) Vol. agregado Seco (cm³) γ da Brita (g/cm³) 1 2 Média γ da argila expandida Argila Expandida _____________________ Tabela 13: Massa específica da argila expandida. Determinação Massa do Vol. da água Leitura agregado (g) (cm³) L (cm³) Vol. agregado Seco (cm³) γ da Arg. Expandida (g/cm³) 1 2 Média _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 17 Materiais de Construção Civil MCC 2.2 Massa unitária (d) NBR 7251 Usa-se um caixote de volume conhecido. O agregado é colocado no caixote de uma altura aproximada de 10cm sem compactar. O volume dos grãos mais o volume de vazios entre os grãos é igual ao volume do caixote que contém o agregado. A diferença de massa entre caixote cheio e caixote vazio nos fornece a massa do agregado contido no caixote. A relação entre massa de agregado/volume do caixote nos dá a massa unitária do agregado. Massa do caixote vazio---------P1 Massa do caixote cheio---------P2 Massa do agregado--------------P2 – P1 d = (P2 – P1) / vol. do caixote (g/cm³) ou (kg/l) Tabela 14: Determinação da massa unitária dos agregados. Agregado Miúdo Agregado Graúdo Agregado Graúdo (AREIA) (BRITA) Argila Expandida Medições Amostra2 Amostra1 Amostra1 Amostra2 Amostra1 Amostra2 V (l) P1 kg) P2 (kg) P2–P1 (kg) D (kg/l) média _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 18 Materiais de Construção Civil MCC  d % de vazios = 1 −  x 100  γ d = massa unitária = massa /vol. do caixote (material seco) γ = massa específica = massa /vol. dos grãos (material seco)  da  % vazios da areia = 1 −  x 100  γa   db  % vazios da brita = 1 −  x 100  γb  FIGURA 4: BANDEJA COM AREIA FIGURA 5: CAIXOTE DE 20 LITROS _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 19 Materiais de Construção Civil MCC 2.3 DETERMINAÇÃO DA UMIDADE DA AREIA Métodos: a) b) c) d) e) f) Secagem em estufa Frasco de Chapman Umidímetro (Speedy) Fogo Aquecimento (tacho) Queima (álcool) Definição: É a porcentagem de água contida em uma determinada quantidade de (areia ou qualquer material). U= U= (Mu − Ms) A Ms Ms Mu = massa úmida Ms = massa seca Mu - Ms = Água na areia = “A” x 100 Ms x U A= Massa de água ou Volume de água 100 Frasco de Chapman NBR 9775 Deve-se conhecer previamente o γ da areia. Coloca-se no frasco de Chapman 200ml de água. Em seguida coloca-se 500g de areia úmida. Agita-se o frasco e deixa-o em repouso. Lê-se o nível (L) atingido pela mistura de areia úmida + água. EQUAÇÃO DE MASSAS 500 = Ms + água 500 = Ms 500 = Ms Ms x U γ= Ms Vs 100 (1 + U) 100 (I) Vs = Ms γ 1) EQUAÇÃO DE VOLUMES L = 200+Vol. de areia seca+Vol.de água L = 200 + Ms Ms x U + γ 100 L = 200 + Ms (1 + U) x γ 100 (II) _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 20 Materiais de Construção Civil MCC Resolvendo o sistema (I) e (II), elimina-se Ms e acha-se a úmidade (U). 500 U = L − 200 − γ x 100 700 − L Tabela 15: Frasco de Chapman Massa espec. Leitura (L) Massa de Umidade % Determinação de areia (g/cm³) no frasco (cm³) areia úmida (g) 1 2 média Determinação SECAGEM Tabela 16: Estufa Massa de Massa de Umidade % Areia úmida (g) Areia seca (g) Média 1 2 Determinação Tabela 17: Aquecimento ao Fogo Massa de Massa de Umidade % Areia úmida (g) Areia seca (g) Média 1 2 Determinação Tabela 18: Queima ao Fogo Massa de Massa de Umidade % Areia úmida (g) Areia seca (g) Média 1 2 _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 21 Materiais de Construção Civil MCC Umidímetro (Speedy) Frasco metálico com manômetro na sua parte superior. Coloca-se uma ampola de carbureto de cálcio (CaC2), algumas esferas de aço e a areia úmida em quantidade pré fixada pelo fabricante do aparelho. O frasco é fechado e agitado, com a agitação as esferas de aço quebram a ampola e o carbureto de cálcio reage com a água contida na areia, produzindo um gás que ativa o manômetro. CaC2 + H2O ______________ C2H2 + CaO Com a pressão registrada no manômetro, entra-se numa tabela fornecida pelo fabricante, achando-se a úmidade. ***OBS: Se o manômetro atingir, no inicio, o valor máximo da escala, abrir o aparelho e repetir o ensaio com metade do material. Se o manômetro indicar menos de 0,5 kg/cm² repetir o ensaio com o dobro do material. Tabela 19: Umidímetro (Speedy) Massa de Pressão Umidade Determ. areia úmida manométrica (kg/cm²) Mu (g) %U 1 2 média _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 22 Materiais de Construção Civil MCC 2.4 DETERMINAÇÃO DE CURVA DE INCHAMENTO DA AREIA NBR 6467 Esse ensaio baseia-se na determinação das massas unitárias (d) de uma mesma areia, com diferentes umidades. 2.4.1 Inchamento da areia Vi = Vu - Vs Vu = Volume úmido Vs = Volume seco 2.4.2 Coeficiente de inchamento Ci = Vu Vs 2.4.3 Porcentagem de inchamento %I= Vi Vs x 100 ⇔ Vu − Vs Vs x 100 Mas sabemos que: ds = du = Ms Vs Mu Mu Ms Mu = Ms (100 + U ) %I= 100 - du Ms ds x 100 ds Vu (100 + u) Ms   -   Ms . 100 . du ds  x 100 Ms     ds    ds 100 + u  du . 100 − 1 x 100   (100 + u)     Ms . 100 . du − 1 x 100 Ms     ds   para um mesmo volume ∴ % I = 100 ds du = Ms Mu  Ms 100 + u  Mu . 100 − 1   _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 23 Materiais de Construção Civil MCC Para um volume constante, ( ex. 20 l ) temos: ds = Ms 20 = Ms du = Mu 20 = Mu Ms Mu.ds = Ms.du ds = U= Mu ds du ds du du Mu − Ms Ms = Ms Mu 100 x Mu = 100 x Ms + 100 x Ms x100 100 x Mu = Ms (100 + U) U= Mu − Ms Ms Mu = U x Ms = 100 x Mu − 100 x Ms ⇔ U x Ms = 100 (Mu − Ms) x 100 Ms (100 + U ) 100 Fórmula para calcular a água na areia contida no caixote (L). A= Mu * u 100 + u _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 24 Materiais de Construção Civil T = tangente // eixo U% (t1) A = (t1) // OT MCC % I médio = (% I máximo − I uc) 2 B = Projeção de A na curva Umidade %U Tabela 20: Inchamento da areia Vol. do caixote V (l) Massa Massa do do caixote caixote vazio cheio M1 (kg) M2 (kg) Massa da Mo areia Úmida (M2-M1) Mo Mu (kg) Mu=(M2-M1) (p/ 0%) Coef. Água na % de de areia incham. contida no 100+U incham. 100 (Ci) caixote I (%) A (l) *** Mo = massa de areia contida no caixote com 0% de umidade. Ms = Massa Seca _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 25 Materiais de Construção Civil MCC 2.5 Substâncias Nocivas nos Agregados 2.5.1 Torrões de argila NBR 7218 São grânulos de resistência e curabilidade inferiores, tanto nos agregados miúdos como nos graúdos. PROCEDIMENTO: Peneirar o material (depois de seco) através da serie normal de peneiras. Tabela 21: Massa da amostra para ensaio de torrões de argila. Material retido Massa mínima da Peneiras para entre as peneiras amostra para o ensaio remoção dos (kg) resíduos. 1,2 e 4,8 0,2 0,6 4,8 e 19 1,0 2,4 19 e 38 2,0 4,8 38 e 76 3,0 4,8 Cada parcela da amostra é estendida numa bandeja, e os grãos sofrem uma catação com os dedos, os grãos friáveis são considerados de argila. Depois de esmagar todos os torrões, seus resíduos são eliminados através das peneiras indicadas acima. A porcentagem dos torrões de argila é obtida entre a diferença de massa antes e depois relativamente a massa total da amostra. Torrões de argila máximo ------------- 1,5% Tabela 22: Determinação de torrões de argila. Massa Massa Massa do Torrões de Determinação inicial final resíduos Média argila (%) (g) (g) (g) 1 200 2 200 _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 26 Materiais de Construção Civil MCC 2.5.2 Teor de materiais pulverulentos Constituído de partículas de argila (0,003mm) e silte (0,002 e 0,06mm) Massa mínima de material para realização do ensaio Tabela 23: Massa mínima para amostra de ensaio para teor de materiais pulverulentos. Diâmetro máximo do agregado 4,8mm 4,8 e 19mm > 19mm Massa mínima da amostra p/ o ensaio (kg) 1,0 3,0 5,0 Coloca-se o material seco numa vasilha cobrindo-o com água agita-se vigorosamente o material e depois joga-se o material sobre as peneiras 1,2mm e 0,075mm. Esse processo é continuo até a água ficar limpa. Seca-se o material até a constância de massa. Com a diferença de massa antes e depois, calcula-se a porcentagem de material pulverulento. Agregado miúdo Usado em concreto sujeito a desgaste superficial----- máx.---------- 3,0% Usado em concreto de aplicação geral ------------------ max.---------- 5,0% Agregado graúdo--------------------------------------------- máx.---------- 1,0% Tabela 24: Determinação de teor de materiais pulverulentos. Massa Massa Massa de % de mat. Materal Inicial (g) Final (g) mat. pulverul. (g) pulverul. Média Areia 1000 Areia 1000 _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 27 Materiais de Construção Civil MCC 2.5.3 Impurezas orgânicas na areia NBR NM 49 São partículas de húmus que exercem ação prejudicial sobre a pega e endurecimento da pasta. Este ensaio é por avaliação colorímetrica. Usa-se uma amostra de 200g de areia seca e 100ml de solução de hidróxido de sódio. Solução a 3% Hidróxido de sódio ------------------------30g Água destilada ------------------------------970ml (solução “A”) Prepara-se uma solução de ácido tânico a 2% Ácido tânico --------------------------------2g Álcool a 95GL------------------------------10ml Água destilada------------------------------90ml (solução “B”) Prepara-se uma mistura de 3ml da solução “B” e 97ml da solução “A”. Prepara-se uma mistura de 100ml da solução “A” e 200g da areia seca (areia a ser analisada). Agita-se as duas misturas e deixa-se em repouso por 24h em local escuro. Se a mistura com areia estiver mais escura que a mistura preparada com as soluções “A“ e “B”, então realmente foi constatada a presença de húmus na areia. Figura 7: Proveta de 250ml com hidróxido de sódio _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 28 Materiais de Construção Civil MCC 2.6 Composição Granulométrica dos Agregados NBR 7217 É a proporção relativa, expressa em porcentagem, dos tamanhos dos grãos que constituem os agregados. O peneiramento é feito através da serie normal de peneiras que possuem as seguintes aberturas de malhas: 0,15; 0,30; 0,6; 1,2; 2,4; 4,8; 9,5; 19; 38 e 76mm. A serie normal é uma PG de razão 2. (Ai = 0,15). Peneiras da serie intermediária: 6,3; 12,5; 25; 32; 50; 64 e 100mm. No ensaio de granulometria, define-se: 2.6.1 Dimensão Máxima Característica (Diâmetro Máximo do agregado): É a abertura da peneira, em milímetro, em que fica acumulado uma porcentagem igual ou imediatamente abaixo de 5% . 2.6.2 Modulo de Finura: É a soma das porcentagens acumuladas retidas nas peneiras da serie normal, dividida por cem (100). _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 29 Materiais de Construção Civil MCC Areia tipo: _______________ Massa: _________________ (g) Tabela 25: Determinação Granulométrica da areia. Peneiras Material % retida % acumulada abertura (mm) Retido (g) (6,3) 4,8 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 Resíduo Total Módulo de finura = Diâmetro máximo= Abertura das Peneiras 9,5 6,3 4,8 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 Tabela 26: Classificação da Areia Porcentagem, em peso, retida acumulada na peneira ABNT, para Zona 1 Muito Zona 2 Fina Zona 3 Média Zona 4 Grossa Fina 0 0 0 0 0a3 0a7 0a7 0a7 (a) 0a5 0 a 10 0 a 11 0 a 12 0 a 5 (a) 0 a 15 (a) 0 a 25 (a) 5(a) a 40 (a) (a) (a) (a) 0 a 10 0 a 25 10 a 45 30(a) a 70 0 a 20 21 a 40 41 a 65 66 a 85 (a) (a) (a) (a) (a) 50 a 65 60 a 88 70 a 92 80(a) a 95 (b) (b) 85 a 100 90 a 100 90 a 100 90(b) a 100 _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 30 Materiais de Construção Civil MCC Brita tipo: _______________ Massa: _________________(kg) Tabela 27: Determinação granulométrica da brita. Peneiras Material % retida % acumulada Abertura (mm) Retida (g) (100) 76 (64) (50) 38 (32) (25) 19 (12,5) 9,5 (6,3) 4,8 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 Resíduo total Módulo de finura = Brita Diâmetro máximo= 0 1 2 3 4 Tabela 28 : Classificação da Brita PORCENTAGEM RETIDA ACUMULADA, EM PESO NAS PENEIRAS DE ABERTURA NOMINAL, EM MM 64 50 38 32 25 19 12,5 9,5 6,3 4,8 2,4 - - - - - - 0 0-10 - 80-100 95-100 - - - - 0 0-10 - 80-100 92-100 95-100 - - - - 0 0-25 75-100 90-100 95-100 - - - - 0 0-30 75-100 90-100 95-100 - - - - - 0-30 75-100 90-100 95-100 - - - - - - - _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 31 Materiais de Construção Civil MCC 3 Concreto 3.1 Mistura É a operação de fabricação do concreto, destinada a obter um conjunto homogêneo resultante do agrupamento interno dos agregados, aglomerantes, adicionantes, aditivos e água. Normas para avaliação da Eficiência. Os critérios para avaliação da eficiência da ação de mistura ou de uma boa betoneira são: • • Homogeneidade do concreto fabricado, em especial da dosagem do cimento por unidade do volume ou do peso; Resistência do concreto obtido e sua dispersão; Porcentagem de material que fica aderente às peças do tambor, depois da descarga. Velocidade de descarga. Entre as varias normas existentes para medir eficiência de uma betoneira, podemos destacar as que seguem: Norma Belga. Tabela 29: Porcentagem de material na betoneira Ensaio Compressão Porcentagem de agregado graúdo Porcentagem de agregado miúdo Porcentagem de cimento Desvio para a média de 8 partes Máximo Porcentagem média 10 - 15 4-6 10 - 15 6-8 10 - 15 6-8 10 - 15 6-8 Dividir a betonada em oito partes, moldar corpos de prova para ensaio a compressão e fazer os testes de relação agregado graúdo/miúdo e cimento. ASTM-C94 para centrais de concreto (tabela ) (3). Tabela 30: Variação máxima permitida entre a primeira e a última parte de uma betonada. Abatimento Porcentagem de agregado graúdo Porcentagem de cimento Compressão aos 7 dias Massa específica 2 cm ou 20% do valor m 6% 7% 7,5% do valor médio 16 kg/m³ _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 32 Materiais de Construção Civil MCC Bureau of Reclamation (Estados Unidos). Tabela 31: Variação entre a primeira e a última porção da betonada. 1 - Massa específica 0,8% 2 - Porcentagem de agregado graúdo 5% a Fonte: Concreto Manual, 7 ed., pág. 565. O item 1 refere-se à massa específica da argamassa extraída do concreto e separada pela peneira 4,8mm. Há ainda a norma inglesa, que é a BS 3963. 3.1.2 Mistura Manual A NBR-6118 (NB 1-78), no subitem 12.3 estabelece que: “o amassamento manual do concreto, a empregar-se excepcionalmente em pequenos volumes ou em obras de pouca importância, deverá ser realizado sobre um estrado ou superfície plana impermeável e resistente. Misturar-seão primeiramente, a seco, os agregados e o cimento, de maneira a obter-se a cor uniforme; em seguida, adicionar-se-á aos poucos a água necessária, prosseguindo-se a mistura até conseguir-se massa de aspecto uniforme. Não será permitido amassar-se, de cada vez, volume de concreto superior ao correspondente a 100kg de cimento”. 3.1.3 Mistura Mecânica Obtida em máquinas especiais, constituídas de um tambor ou cuba, fixa ou móvel em torno de um eixo que pode ser vertical, horizontal ou inclinado. Podemos classificar as betoneiras de acordo com o processo de mistura em: • Betoneiras de queda livre ou de gravidade, que produzem a mistura através de movimento onde as pás internas da cuba levam o material até a parte superior e de lá deixam cair, pela gravidade ou queda livre, o material levado, de maneira a se obter, aos poucos e mais ou menos lentamente, homogeneização da mistura. • Betoneiras de mistura forçada, que produzem a mistura dos materiais componentes do concreto pelo movimento da cuba e/ou das pás, que se movimentam, arrastando todo o material e forçando-o a um contato rápido e completo. _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 33 Materiais de Construção Civil MCC Figura 8: ilustração da mistura na betoneira O mais recente melhoramento nas betoneiras de eixo vertical é a patente de Eirich (Alemanha), denominado “mistura em dois tempos”, que consiste num agitador tipo liquidificador, que é introduzido na betoneira quando a água, cimento e areia estão colocados. Dessa maneira, podem-se economizar cerca de 10% do aglomerante. 3.2 Volume da Betoneira e da Betonada Devemos considerar três volumes possíveis: Volume da cuba ou tambor (Vt), que é o volume total do corpo da betoneira; Volume da mistura (Vm), que é a soma dos volumes aparentes dos materiais secos componentes do concreto; Volume de produção, que é o volume que a betoneira é capaz de produzir em concreto pronto, homogêneo e adensado (Vp); As normas internacionais classificam as betoneiras pelo volume de capacidade de produção de concreto pronto, havendo ainda algumas normas que obrigam a uma produção homogênea até 10% acima desse volume nominal. Tabela 32: Relação entre os volumes da betoneira (Vt), Capacidade de mistura (Vm) e de produção (Vp). Tipo de Betoneira (5) Relação entre os volumes Vm Vt Vp Vm Vp Vt H I 0,4 0,7 0,4 a 0,7 0,65 0,65 0,65 0,3 0,5 0,3 a 0,5 V _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 34 Materiais de Construção Civil MCC A ABNT, ao estudar este assunto, para futura normalização, classificou as betoneiras por 90% do número de litros que elas sejam capazes de produzir de concreto pronto, homogêneo e compactado (14 e 17). Assim, uma betoneira 350 será a betoneira capaz de produzir até 390 litros de concreto, isto é, 390 x 0,9 = 350 litros. Outra maneira de classificar as betoneiras é a que considera a posição de seu eixo de rotação principal, assim: • • • Inclinadas (I) Horizontais (H) Verticais (V) Velocidade ótima de mistura Para cada tipo de betoneira existe uma velocidade ótima do tambor, acima da qual poderá haver o início de centrifugação dos materiais, diminuindo, portanto, a homogeneidade. sendo: N = rotações por minuto; D = diâmetro do tambor em metros, N= 20 D Tabela 33: Velocidade ótima segundo Relação entre os volumes H DN² 300 - 350 350 - 450 200 - 250 18 20 15 D D D N (médio) I V Tempo de mistura A NBR 6118 (NB 1-78), no subitem 12.4, estabelece que: “o amassamento mecânico em canteiro deverá durar, sem interrupção, o tempo necessário para permitir a homogeneização da mistura de todos os elementos, inclusive eventuais aditivos; a duração necessária aumenta com o volume de amassada e será tanto maior quanto mais seco o concreto. O tempo mínimo de amassamento, em segundos, será 120 D , 60 D ou 30 D , conforme o eixo da misturadora seja inclinado, horizontal ou vertical, sendo d o diâmetro máximo da misturadora (em metros). Nas misturadoras de produção contínua deverão ser descartadas as primeiras amassadas até se alcançar a homogeneização necessária. No caso de concreto prémisturado, aplica-se a NBR7212(EB-136)”. _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 35 Materiais de Construção Civil MCC Tabela 34: tempo Relação entre os volumes Tempo t(segundos) I H t = 60 D t = 120 D V t = 30 D Desde Abrams (1918) é discutido se o aumento do tempo de mistura aumenta a resistência do concreto. Abrams verificou que entre 30 segundos e 10 minutos, mas principalmente até 2 minutos, houve aumento. Outros experimentadores verificaram que o aumento pequeno na resistência, após 2 a 3 minutos de mistura, não justifica o custo do aumento do tempo de mistura. A tabela tempo de mistura apresenta o tempo recomendado pelo A.C.I. 614 (American Concrete Institute), bem como pelo Concrete Manual. Capacidade da Betoneira Até 750 1500 2250 3000 3750 4500 Tabela 35: tempo de mistura Tempo de mistura Concrete Manual 1’ 30” 1’ 30” 2’ 00” 2’ 30” 2’ 45” 3’ 00” A.C.I. 1’ 00” 1’ 15” 1’ 30” 1’ 45” 2’ 00” 2’ 15” Ordem de colocação dos materiais na betoneira. Não há regras gerais para a ordem de colocação dos materiais na betoneira, pois isso depende do tipo e das dimensões dos mesmos. Há no entanto, algumas regras especificadas, que devem ser verificadas, testadas e adotadas, se aprovadas. Para as betoneiras pequenas, de carregamento manual, convém observar as regras que seguem. Não colocar o cimento em primeiro lugar, pois, se a betoneira estiver seca, perder-se-á parte dele, e, se estiver úmida, ficará muito cimento revestindo-a internamente. É boa a prática de colocação, em primeiro lugar, da água, e em seguida do agregado graúdo, pois a betoneira ficará limpa. Estes dois materiais retiram toda a argamassa que geralmente fica retida nas palhetas internas, da betonada anterior. É boa a regra de colocar em seguida o cimento, pois, havendo água e pedra haverá uma boa distribuição de água _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 36 Materiais de Construção Civil MCC para cada partícula de cimento, havendo ainda uma moagem dos grãos de cimento pela ação de arraste do agregado graúdo na água contra o cimento. Finalmente, coloca-se o agregado miúdo, que faz um tamponamento nos materiais já colocados, não deixando sair o graúdo em primeiro lugar, como é comum, se deixamos esse material para última carga. Para as betoneiras que trabalham com a caçamba carregadora, é aconselhável colocar embaixo e pela ordem sucessiva: FIGURA 9: BETONEIRAS COM CARREGADEIRAS Nas betoneiras com carregadeiras a quantidade de água necessária para a mistura deve entrar ao mesmo tempo em que os outros componentes do concreto. _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 37 Materiais de Construção Civil MCC 3.3 Consistência do Concreto Pelo Abatimento do Tronco de Cone NBR NM 67 “Slump Test” Este método é aplicável tanto para laboratório, como para canteiro de trabalho, não sendo aplicado, porém, à concretos cujo o diâmetro máximo do agregado seja superior a 38mm. Aparelhagem Formas de tronco de cone reto com 30cm de altura, e ambas as bases abertas, sendo 20cm de diâmetro da inferior e 10cm de diâmetro da superior. Haste de escoamento de 16mm de diâmetro e 60cm de comprimento FIGURA 10: APARELHO DE SLUMP TEST Procedimento do ensaio Preenche-se o molde tronco cônico em 3 camadas de volumes aproximadamente iguais, adensando-se cada camada com 25 golpes do soquete padronizado (haste). Remove-se em seguida a forma, vindo o concreto a sofrer um abatimento (recalque) por ação do próprio peso. Esse abatimento é medido em “cm” e traduz o índice de consistência do concreto fresco (Slump). FIGURA 11: MEDIDA DE ABATIMENTO Quanto mais fluido for o concreto (ou seja, quanto maior for a relação água/cimento) maior será o índice de consistência do concreto (Slump). _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 38 Materiais de Construção Civil MCC 3.3.1 Lei de Inge Lyse Determinação de consistência do concreto (Slump Test e Bola de Kelly). Determinação de consumo de cimento Por m³ de concreto. Determinação do γ do concreto. Traço 1 : m m =a+p 1 : a : p : x A/S = 1 + a 1+m x 100 Adotando: AS = 50%
m=5 H = x . 1+m
1 : 2 : 3 : x (Lei de Inge Lyse) H = relação água / materiais secos X = fator água / cimento m = agregado total 1 + m = material seco (cimento + agregado total) Variando-se “H “ chega-se a um valor de “X” que nos dá a consistência desejada. MATERIAL Cimento -----------------Areia seca --------------Brita ----------------------Água ---------------------- 4,0 8,0 12,0 X (kg) (kg) (kg) (l) Tabela 36: Consistência H (%) x - Água (l) Traço unitário Traço total 7 8 9 10 11 _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 39 Materiais de Construção Civil MCC Tabela 37: Consumo H% Consistência Slump (cm) x γ do concreto (kg/ l) Consumo de cimento/m³ de concreto (kg/m³) 7 8 9 10 11 Determinação do consumo de cimento por m³ de concreto C= massa de cimento (kg) volume de concreto (l) multiplicam-se numeradores e denominadores por massa de concreto C= massa de cimento x massa de concreto volume de concreto x massa de concreto C = γ do concreto x (kg/l) massa de cimento x 1000 (kg/l) massa de concreto Exemplo: C = 2,40 x 1 1 + 2 + 3 + 0,66 x 1000 = 360,36 (kg/m³) Cálculo de consumo do modo prático do ensaio: C = 2,355 x 1 1 + 2 + 3 + 0,66 x 1000 = 353,6 (kg/m³) Cálculo de consumo pelo método Teórico. 1000 C= 1 a p = (kg / m³) + + +x γc γa γp _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 40 Materiais de Construção Civil MCC 3.4 Porcentagem de Argamassa Seca (As) AS = 1+ a 1+ m x 100 a = AS (1 + m) - 1 100 Maneiras de exprimir a relação entre Areia e Pedra (Plasticidade): 1) 2) 3) massa de areia massa de pedra x 100 = a p massa de areia massa total de agregado x 100 (%) x 100 = a m x 100 (%) massa de cimento + massa de areia 1+ a x 100 = x 100 (%) massa de cimento + massa de areia + massa de pedra 1+ a + p A/S = 1+ a 1+ a + p x 100 (%) _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 41 Materiais de Construção Civil MCC AS = % de Argamassa Seca Para um índice de consistência fixado previamente, determina-se a proporção entre a areia e a pedra desejada para uma certa aplicação do concreto. OBS: adotando como exemplo m = 5 AS = 40% 40 = 1+ a => 40 = 1 + a => 0,40 = 1 + a 100 1+ m 100 1 + 5 6 AS = 45% 45 = 1 + a 100 1+ m a = 1,7 => p = 3,3 AS = 50% 50 = 1 + a 100 1+m a = 2,0 => p = 3,0 AS = 55% 55 = 1 + a 100 1+m a = 2,3 => a = 1,4 p= m-a =>p=3,6 p = 2,7 Na tabela abaixo, adotamos como exemplo: m = 5 (constante) x = 0,55 (constante) Tabela 38 - para verificação de Porcentagem de Argamassa Seca no Concreto. AS (%) Cimento (kg) Areia (kg) Brita (kg) Água (l) 40 1 1,4 3,6 0,55 45 1 1,7 3,3 0,55 50 1 2,0 3,0 0,55 55 1 2,3 2,7 0,55 Observação Visual _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 42 Materiais de Construção Civil MCC 3.5 Dosagem Racional Experimental do Concreto A dosagem experimental objetiva a recomendação de um traço de concreto que atenda, simultaneamente, as exigências de: Trabalhabilidade, Resistência Mecânica (via regra à compressão), numa certa idade especificada pelo Projetista da Estrutura (em geral aos 28 dias), Durabilidade, Aparência, Economia e outros eventuais (impermeabilidade da água, resistência a altas temperaturas, baixa ou alta massa específica etc...). Objetiva-se, pois, encomendar a proporção recomendada de aglomerante: agregado miúdo, agregado graúdo, água e, eventualmente, aditivos para determinado tipo de obra. Enfocando a Trabalhabilidade, pede-se, como aproximação, fixar o índice de consistência do concreto (ex., o abatimento do troco de cone ou “Slump Test”), nos termos da tabela 1. Evidentemente, no âmbito mais geral, só poderá dizer que o concreto é trabalhável, verificando-se seu desempenho em todas as etapas de produção (mistura, transporte, lançamento, adensamento e acabamento superficial). O desenvolvimento da dosagem abrange os seguintes passos: Associa-se à trabalhabilidade requerida um índice de consistência mensurável (ex. o abatimento do tronco de cone ou “Slump”). Tabela 39 – Índice de Consistência para diferentes tipos de obra. Fator de Kelly Tipos de Obras e de Slump Consistência Vebe compactação (cm) adensamento (cm) Pré-fabricados condições extremamente 0 30-20 especiais de adensamento Grandes massas, Muito seca 0 20-10 0,70 pavimentação , vibração muito energética Estrutura concreto armado Seca 0-2 10-05 0,75 0-1,5 ou protendido, vibração energética Estruturas correntes, Rija 2-5 5-3 0,85 1,5-3 vibração normal Plástica Estruturas correntes, 5-12 3-0 0,20 3-7 média vibração normal Estruturas correntes, sem Úmida 12-20 0,95 7-10 grande responsabilidade, adensamento manual Concreto inadequado para Fluída 20-25 0,98 qualquer uso _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 43 Materiais de Construção Civil MCC Dos materiais disponíveis, preparam-se no mínimo 4 misturas de concreto, todas de consistência igual necessária ao atendimento da obra. Exemplo: 1:4 - 1:5 - 1:6 - 1:7, com igual “Slump”. Assim, no ponto de vista isolado da trabalhabilidade, qualquer uma desta misturas atenderia à obra. Para cada uma das misturas, tanto a relação areia-pedra, como a quantidade de água mais adequada, são determinadas por tentativas. Uma vez obtida a composição de cada mistura, mede-se a sua massa específica, prática com a qual se calcula o consumo prático de cimento por metro cúbico de concreto. Molda-se, para cada mistura corpos de prova destinados a ensaios na idade especificada pelo Projeto. Os resultados do estudo experimentalmente permitem um traçado das seguintes curvas: (gráfico I) Lei de Abrams – é a correlação mecânica (fcj) e a quantidade de água (x) empregada no amassamento do concreto. fcj = A Bx Onde: A = Valor da ordem de 1000; B = varia de acordo com a idade do concreto e a quantidade do concreto; x = fator água – cimento; fcj = resistência à compressão numa certa idade. Pela “Lei de Abrams”, verificamos que a resistência aos esforços mecânicos (no caso, esforço de compressão), bem como as demais propriedades do concreto endurecido, variam na razão inversa do fator água cimento. _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 44 Materiais de Construção Civil MCC Figura 12: Gráfico dos 4 Traços O traço solução é obtido após interpolação. Sendo a resistência da dosagem fcj propriedade determinante, assinala-se o seu valor no eixo da resistência, e por linhas de chamada obtém-se o fator água/cimento (x) correspondente, o total de agregado (m), e o consumo de cimento (C). Havendo necessidade de Atendimento Adicional a um fator água/cimento, ou a um consumo de cimento, verifica-se se o traço interpolado atende à nova exigência. Caso contrário, entra-se no gráfico com a exigência adicional e por meio de linhas de chamada obtém-se os demais elementos. 1. O traço assim recomendado servirá para o início dos trabalhos de concretagem. Ensaios posteriores do concreto empregado permitirão decidir quanto á necessidade de ajustamento deste traço. _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 45 Materiais de Construção Civil MCC 2. Para Escolha das Misturas Experimentais a serem preparadas no laboratório, pode-se adotar o seguinte critério. a) Conhecida a resistência de dosagem (fcj), avalia-se o fator água/cimento correspondente. O gráfico II (ou outro fornecido pelo fabricante do cimento), evidentemente de aplicação restrita às condições em que foram obtidos os resultados, pode, em aproximação grosseira, servir para o início de estimativa. 500 compressão (kgf/cm²) Resistência à Curvas de Abrams cimento tipo a classe CP 320 areia quartzolita pedra britada granítica 400 300 fcx = 980 20 x fc28 = 200 1200 16 x fcx = ( x dias) 100 0 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 Relação água/cimento (x) Figura 13: Gráfico de Resistência a compressão b) De posse do fator água/cimento avaliado, obtém-se pela tabela II o valor aproximado de (m). Vibrado manual Vibrado manual Vibrado manual Vibrado manual Vibrado manual Vibrado manual Tabela 40 – Diâmetro Maximo do agregado graúdo Diâmetro máximo do agregado graúdo máximo 9,55mm 19 mm 25mm 38 mm 50 mm 76 mm concreto Relação água/cimento 0,40 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 5 0,45 3 3 3 4 4 4 4 4 4 5 5 5 0,50 3 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 6 0,55 3 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6 7 0,60 4 4 5 5 5 6 6 6 6 7 7 8 0,65 4 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 8 0,70 4 5 5 6 6 7 7 7 7 8 8 9 0,75 5 6 6 7 7 7 7 8 8 9 9 10 _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 46 Materiais de Construção Civil 0,80 5 6 MCC 6 7 7 8 8 9 9 9 9 10 c) Fixam-se, então, as outras misturas, de modo que a anteriormente escolhida seja intermediária. d) Determinam-se, a seguir, experimentalmente, para cada traço, a relação areia/pedra mais adequada e, simultaneamente, fator água/cimento capaz de conferir ao concreto a consistência desejada. e) Procede-se analogicamente, para os demais traços, considerando-se, entretanto, ser sensivelmente constante a relação (%) H = x / (1+m) * 100 associa-se a Lei de Inge Lyse e para fins práticos, também aproximadamente constante a realção de (%) A/S = (1+a) / (1+m) * 100. Assim, uma vez determinados experimentalmente x1 e A/S para um dos traços, decorreção para outros os seguintes valores. x2 = H (1+m2) X3 = H (1+m3) e e a2 = A/S (1+ m2) – 1 a3 = A/S (1+ m3) – 1 P2 = m 2 - a2 P3 = m 3 – a3 Obs.: No caso dos agregados miúdo e graúdo apresentarem massas específicas muito distintas (areia quartzosa e brita basáltica, por exemplo), isto é, com o quociente de massa de cada componente pela sua massa específica. f) Completada a preparação das misturas, e obtidos os dados experimentais, são Traçadas as Curvas mencionadas no item 3.f, de onde se interpola o traço solução. 3. Quanto a Resistência de Dosagem, há que se levar em conta NBR 6118. a) Quando se conhece o desvio padrão Sn de resistência, determinado em corpos de prova da obra considerada, ou de outra obra cujo concreto tenha sido executado com o mesmo equipamento e iguais organizações e controle de qualidade, a resistência de dosagem será calculada pela formula: Fcj = fck + 1,65 * Sd Sendo Sd o desvio padrão de dosagem, determinado pela expressão: Sd = Xn * Sn Onde Xn tem o valor seguinte, de acordo com o número de ensaios: n Xn Tabela 41: Valores de XN 20 25 30 50 200 1,35 1,30 1,25 1,20 1,10 _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 47 Materiais de Construção Civil MCC Fck – resistência característica à compressão do concreto. n Sn = ∑ fcj 2 i −1 2 − fc * n n n −1 Obs.: Sd >= 20 kgf/cm² b) Quando não se conhece o Sn b1) b2) b3) b1) adota-se Sd = 40 kgf/cm² adota-se Sd = 55 kgf/cm² adota-se Sd = 70 kgf/cm² adota-se Sd = 40 kgf/cm² - quando houver assistência de profissional legalmente habilitado especializado em tecnologia do concreto, todos os materiais forem medidos em Peso e houver medidor de água, corrigindo-se as quantidades de agregado miúdo e quantidade de água em função de determinações freqüentes e precisas de teor de umidade dos agregados, e houver garantia de manutenção no decorrer da obra, da homogeneidade dos materiais empregados. B2) adota-se Sd = 55 kgf/cm² - quando houver assistência de profissional especializado em tecnologia do concreto, o cimento for medido por peso e os agregados em volume, e houver medidor de água com correção de volume do agregado e da quantidade de água em função da determinação do teor de umidade dos agregados. B3) adota-se Sd = 70 kgf/cm² - quando o cimento for medido em peso e os agregados em volume, e houver medidor de água, corrigindo-se a quantidade de água em função do teor de umidade dos agregados. Tabela 42 - Exemplos fck (kgf/cm²) resistência característica 135 180 270 Fcj (kgf/cm²) resistência de dosagem Sd = 40 kgf/cm² Sd = 55 kgf/cm² Sd = 70 kgf/cm² 207 226 251 246 271 296 336 361 386 4. Para garantir a durabilidade do concreto, isto é, a manutenção das suas propriedades em níveis adequados ao seu bom desempenho, durante a vida útil prevista para a estrutura, são recomendáveis a limitação do fator água/cimento, como assinalado na tabela IV. _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 48 Materiais de Construção Civil MCC Aplicação A partir do estudo experimental resumido na tabela III, pede-se recomendar um traço de concreto que atenda às exigências seguintes: a) Resistência característica à compressão, na idade de 28 dias, fck = 160 kgf/cm². b) Desvio padrão de dosagem, Sd = 50 kgf/cm². c) Pro questões de durabilidade, a relação água/cimento não poderá ser superior a 0,55, e o consumo de cimento não poderá ser inferior a 300kg/m³. Tabela 43 – Resultado do Estudo de Dosagem Experimental Determinações Relação cimento agregado total Cimento Areia Pedra seca X (kg/kg) Massa específica (kg/m³) (γ) Consumo de Cimento (kg/m³) Resistência média à compressão (kgf/cm²) na idade de 28 dias I Misturas II III IV 1:4 1:5 1:6 1:7 1 1,5 2,5 0,40 1 2 3 0,48 1 2,5 3,5 0,56 1 3 4 0,64 2390 2385 2383 2378 360 286 231 191 Obs.: como já foi fornecido o desvio padrão de dosagem, a resistência de dosagem é calculada pela expressão: fcj = fck + 1,65 * Sd _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 49 Materiais de Construção Civil MCC Tabela 44 – Relação água/cimento Fatores água/cimento, máximos permissíveis para a diferentes tipos de estruturas e graus de exposição (ACI Manual of Concrete Inspection – 4ª edição, 1957) Condições de Exposição (1) Tipos de Estruturas Seções finais, tais como guias, parapeitos, dormentes, pilares, tubos, estacas, arquitetura, concreto ornamental, postes e todas as seções com menos de 2,5 cm de recobrimento sobre armadura. Seções moderadas, tais como muros de arrimo, fundações, cais, vigas. Ponte exterior das de concretomassa. Concreto lançado por termonha sob água (submerso). Lajes de concreto em contato com o solo Concreto protendido do intempérie de edif., concreto enter. Concreto que posteriormente será protegido por aterro, mas que pode estar exposto à congelação e degelo por muitos anos antes que tal proteção seja feita. Grandes variações de temperatura Temperaturas suaves raramente ou freqüentes alterações de abaixo da congelação, ou chuvas congelação ou degelo “somente ou “árido”. concreto com ar incorporado”. Na linha da d´água ou Na linha da d´água ou dentro da faixa de dentro da faixa de flutuação de nível flutuação de nível d´água d´água No ar No ar Em água do Em água do Em água mar ou em Em água mar ou em contato com contato com doce doce sulfatos (2) sulfatos (2) 0,49 0,44 0,40 (3) 0,53 0,49 0,40 (3) 0,53 0,49 0,44 (3) (4) 0,53 0,44 (3) 0,58 0,49 0,44 (3) (4) 0,58 0,44 (3) - 0,40 0,44 0,44 0,44 (3) (4) (4) - - (4) - - 0,53 - - (4) - - Observação: (1) Deve ser usado concreto com ar incorporado, sob todas as condições envolvendo condições severas de exposição, particularmente se são empregados descongelantes e pode ser usado sob fracas condições de exposição, para aumentar a trabalhabilidade da mistura. (2) Solo ou água subterrânea, contendo concentrações de sulfato com mais que 0,2%. (3) Quando é usado cimento de resistente aos sulfatos, o fator água/cimento pode ser aumentado de 2 litros por ano. (4) O fator água/cimento deve ser escolhido à base da resistência ou trabalhabilidade requerida. _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 50 Materiais de Construção Civil MCC 4 Argamassas Conceituação As argamassas são materiais de construção constituídas por uma mistura íntima e proporcionada de um ou mais aglomerantes, agregado miúdo e água. Além destes componentes essenciais, presentes nas argamassas, podem ser ainda adicionados produtos especiais, com a finalidade de melhorar ou conferir determinadas propriedades ao conjunto. 4.2 Pastas Os aglomerantes podem ser utilizados isolados ou adicionados à materiais inertes. No caso do emprego de um aglomerante e água, exclusivamente, estamos em presença de uma pasta. As pastas são de uso restrito em construções não só pelo seu elevado custo, como pelos efeitos secundários que manifestam; principalmente a retração. As pastas preparadas com excesso de água fornecem as chamadas natas: – As natas de cal são usadas em revestimentos e pintura – As natas de cimento são preparadas para a ligação de argamassa e concretos de cimento para injeções. 4.3 Argamassas Quando na pasta juntamos um agregado miúdo, obtemos o que se chama de argamassa. Argamassa = pasta + Material Ativo agregados miúdos Inerte 4.4 Vantagens da Aplicação do Agregado Miúdo (Inerte) à Pasta (Material Ativo). Argamassa de Cimento • Elimina em parte, as modificações de volume Argamassa de Cal • • Elimina, em parte, as modificações de volume Facilita a passagem de anidrido carbônico (CO2) do ar que produz a recarbonatação do hidróxido de cálcio Ca (OH)2 com conseqüente solidificação do conjunto. _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 51 Materiais de Construção Civil MCC Nas Argamassas podemos dar as seguintes características quanto aos aglomerantes usados: Tabela 45: Características dos materiais Aglomerantes Características Boa Trabalhabilidade Boa Retenção de Água Cal Aérea Baixa Resistência Mecânica Baixa Durabilidade Mais Áspera Menor Retenção de Água Menor aderência Cimento Portland Maior Resistência Mecânica Maior Durabilidade Mista: Cimento Portland + Cal Intermediárias Aérea A consistência da Argamassa é determinada pelo ensaio de escorregamento da argamassa sobre a mesa de queda ou Flow Table. Molda-se com argamassa um corpo de prova de formato de tronco de cone em 3 camadas com 25 golpes cada, tendo como diâmetros das bases de 125 e 80mm e como altura 65mm sobre uma plataforma lisa de um mecanismo capaz de promover quedas de 14mm de altura. No ensaio são executadas trinta quedas em trinta segundos. _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 52 Materiais de Construção Civil MCC Nesta Aula iremos fabricar os três tipos de argamassa e verificar algumas características experimentais a partir dos traços definidos a seguir: Tabela 46: Volume de Materiais e Ruptura de CPs. Traço em volume 1:3 1:3 1:3,75:0,25 Argamassa de: Cimento Cal Mista Cimento (V) 300 ml 300 ml Cal (V) 300 ml 75 ml Areia (V) 900 ml 900 ml 1125 ml Água (R) Consistência MB-1 Consistência * Ensaio de Resistência ao 7 dias área carga MPa área carga MPa CP φ área carga MPa φ φ 1 2 3 4 5 6 Md * - Consistência após 7 minutos em contato com tijolo maciço de barro cozido (seco). A consistência MB-1 ideal para argamassa a serem usadas em obras é de 210mm ± 10mm, ou seja variando numa faixa (depois de ensaiada na mesa de consistência) de 200mm à 220mm. Após verificarmos as características principais, moldaremos corpos de prova (cilíndricos) para ruptura. _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 53 Materiais de Construção Civil MCC 5 Propriedades Físicas e Mecânicas das Madeiras. A determinação das propriedades físicas e mecânicas da madeira é feita de acordo com a NBR – 6230 abrangendo: Propriedades retratibilidade; físicas: umidade, peso específico aparente e Propriedades mecânicas: compressão paralela às fibras (incluindo os ensaios de compressão para qualificação, compressão em função da umidade, e módulo de elasticidade); flexão estática (incluindo flexão para qualificação, e módulo de elasticidade à flexão); flexão dinâmica ao choque; tração normal as fibras; fendilhamento; dureza e cisalhamento. Os ensaios destinam-se à obtenção de dados comparativos, referentes a toras de madeira, visando caracterizar as espécies. Para um conhecimento bastante exato das propriedades de uma espécie de determinada zona, devem ser estudadas pelo menos três toras. O estudo das propriedades físicas e mecânicas das madeiras nacionais foi iniciado em São Paulo, em 1905, no antigo Paula Souza, pelo Eng. Pujol Júnior, tendo prosseguido, a partir de 1927, por iniciativa do Eng. Ary F. Torres, então diretor do I.P.I. com a participação do Eng. Frederico A. Brotero. Desde então tem o I.P.I. divulgado os resultados de caracterização das espécies estudadas (ver boletim nº 31, 2ª edição, 1956; resultados adicionais de 1964; e as fichas de características das madeiras brasileiras que tem sido publicadas a partir de 1971). Os ensaios são realizados em corpos de provas isentos de defeitos. As figuras indicam, aproximadamente, a localização na tora para a retirada dos corpos de prova, a maneira de retirá-los e as suas dimensões. Essa indicação refere-se as toras de diâmetro acima de 0,50 m e comprimento superior a 3,00 m. Quando o diâmetro não atingir essa dimensão, são necessários dois trechos centrais de 1,40 m para fornecerem os corpos de prova de 6 x 6 de seção transversal (seção S2); nesse caso a tora deve ter, no mínimo, 4,50 m de comprimento. 5.1 Ensaios Físicos 1 – Umidade (H) H = ( PH – PS ) / PS *100 Onde: PH = Peso do corpo de prova úmido PS = Peso do corpo de prova seco à 100 – 105 ºC A tabela abaixo apresenta a classificação das madeiras conforme o seu teor de umidade: _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 54 Materiais de Construção Civil MCC Tabela 47: Tipo - Teor de umidade Tipo de Madeira quanto ao teor de Teor de Umidade umidade Acima do ponto de saturação; em Verde geral > 30% Semi - seca Abaixo do ponto de saturação; porém > 23% Comercialmente seca 18 a 23% Seca ao ar 13 a 18% Dessecada Anidra 0 < H < 13% H=0 A umidade média da madeira seca ao ar é convencionalmente fixada em 15% (internacionalmente denominada de umidade normal). As determinações do peso específico aparente e das propriedades mecânicas da madeira; na condição de “seca ao ar”, devem ser referidas à este teor de umidade, para serem comparáveis, uma vez que estas características são afetadas pela umidade. 5.2 – Peso Específico Aparente (D) A caracterização de uma tora abrange o ensaio de 40 corpos de prova de 2 x 2 x 3 cm, procedentes de 4 zonas diametrais em 2 seções transversais da tora, retiradas de acordo com a numeração. A 1 – A 39 e A 2 – A = 40, figuradas nas seções S1 e S2. D = P V = peso do Corpo de Prova volume do corpo de Prova O peso do corpo de prova é determinado com aproximação de 0,01. A medida co volume pode ser feita com o volumétrico de Breuil, ou pelo método hidrostático, usando-se mercúrio com liquido deslocável. As determinações são corrigidas para o teor de 15% de umidade, por meio da formula aproximada: D15 = Dh + Dh (0,01 – v) (15 – h) na qual: D15 = peso específico a 15%, que se procura. Dh = Peso específico a h %, com o qual se efetuaram as medidas. V = coeficiente de retratibilidade volumétrica. 5.3 – Retratibilidade Diz respeito às variações dimensionais e volumétricas da madeira, decorrentes da variação do seu teor de umidade entre as condições anidra e de saturação (impregnação) dos tecidos celulósicos. O MB-26 prescreve as determinações das contrações volumétricas e linear.] _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 55 Materiais de Construção Civil MCC a- Contração volumétrica A determinação é feita em 20 corpos de prova de 2 x 2 x 3 cm. As series correspondentes são marcadas A.1 – A 19 e A 2 – A 20, localizadas nas seções S1 e S3. O ensaio consiste na medida da variação do volume do corpo de prova, a partir de um determinado teor de umidade até a completa secagem, e calculando-se a contração volumétrica porcentual pela expressão: Ct = Vh − Vo x 100 Vo Onde: Vh = Volume do corpo de prova com o teor de umidade n %, a partir do qual se deseja o valor da contração volumétrica; e Vo = volume do mesmo corpo de prova completamente seco. A medida do volume de cada corpo de prova é efetuada para três teores característicos de umidade: 1o) madeira verde, entre os pontos P e V do Gráfico, nesse trecho, o teor de umidade está acima do “ponto de saturação do ar”; 2o) madeira seca ao ar, entre os pontos A e B do referido gráfico, corresponde ao equilíbrio entre a umidade do corpo de prova e o ar ambiente; 3o) madeira completamente seca. P B 10 5 V Concentração Volumétrica total 15 A 0 1,0 2,0 3,0 4,0 teor de umidade (%) As medidas de volume são realizadas da mesma maneira descrita no ensaio para determinação do peso específico aparente, e os corpos de prova são pesados ao mesmo tempo a fim de se poder calcular a umidade para a qual foram obtidos os volumes. _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 56 Materiais de Construção Civil MCC Com os resultados do ensaio, calculam-se: Contração volumétrica total, traduzida pela perda em porcentagens do volume de madeira, ao passar do ponto de saturação condição anidra. Cv = (Vh − Vo) Vo x 100 Coeficiente de retratibilidade volumétrica, ou de uma unidade na porcentagem de umidade. É obtido com a determinação de volume para a madeira seca ao ar, dividindo-se o valor da contração volumétrica do ponto considerado pelo teor de umidade com o qual se realizou a medida: Cv C rv = H Ponto de saturação ao ar: resulta do coeficiente entre a contração volumétrica total e o coeficiente de retratibilidade. (Cv / Crv). É o ponto que fixa a condição em que as cavidades ou vasos entre células estão vazio de água (água de embebição), mas as paredes das mesmas continuam inteiramente saturadas (água de impregnação). b- Contração linear O método de ensaio consiste em realizar medidas lineares com ampalmer de precisão, servindo de referência pequenos pregos fixados segundo as 3 dimensões dominantes das fibras: tangencial, radial e axial. As observações são realizadas para os mesmos três teores característicos de umidade adotados para as medidas de contração volumétrica; simultaneamente são pesados os corpos de prova a fim de se registrar a umidade correspondente. Obtêm-se, assim, os valores das contrações tangencial, radial e axial, por meio da expressão: Clin = (Ln − Lo) lo x 100 Sendo: Ln = medida linear para o teor de umidade de n%, realizada externamente aos pregos; Lo = medida realizada nas condições da anterior, para o material completamente seco; lo = distância final, com material completamente seco, entre os centros dos pregos. _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 57 Materiais de Construção Civil MCC 5.4 Ensaios Físicos e Mecânicos da Madeira Introdução De conformidade com as exigências do MB-26 (NBR-6230) da Associação Brasileira de Normas Técnicas. Os ensaios físicos e mecânicos a serem levados a efeito na parte prática do programa da cadeira de “Materiais de Construção Civil”, no item referente a Madeiras, constarão de: 1o Ensaios para Determinação de Massa Específica Aparente; 2o Ensaios à Compressão Paralela às Fibras; 3o Ensaios à Flexão Estática; 4o Ensaios à tração paralela às fibras; 5o Ensaios de cisalhamento duplo paralelo as fibras.; Esses ensaios serão feitos em amostras diversas de madeiras disponíveis na ocasião. 1o Ensaio para a determinação da massa específica aparente de diversas amostras: Tabela 48: Massa específica da Madeira Madeira CP (nº) Dimensões (cm) Compr. Largura Altura Volume (cm³) Massa (g) Massa específica (g/cm³) individual média 3 2 2 _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 58 Materiais de Construção Civil MCC 2º Ensaio de compressão paralela às fibras: O ensaio é levado a efeito em corpos de prova de 2 x 2 x 3 cm. Suas dimensões serão medidas com aproximação de 0,01 mm. 2 2 Tabela 49: CP Madeira (nº) Dimensões (cm) Compr. Largura Área (S) (cm²) Carga de ruptura (P) (kgf) Tensão de Ruptura (kgf/cm²) individual média 3o Ensaios à Flexão Estática; h b Vão Tabela 50: Madeira CP (nº) Dim. (cm) h b W = (b.h²)/6 (cm²) Vão L (cm) Carga de ruptura (P) (kgf) M = P.L / 4 (kgf/cm) Tensão de Ruptura (kgf/cm²) individual média _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 59 Materiais de Construção Civil MCC 4o Ensaios à tração paralela às fibras; b h Tabela 51: CP Madeira (nº) Dimensões (cm) b h Área (S) (cm²) Carga de ruptura (P) (kgf) Tensão de Ruptura (kgf/cm²) individual média 5o Ensaios de cisalhamento duplo paralelo às fibras; Tabela 52: Madeir a CP (nº) Dimensões (cm) Área (S) (cm²) b h Área Total (2xS) Carga de ruptura (P) (kgf) Tensão de Ruptura (kgf/cm²) individual média h b _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 60 Materiais de Construção Civil MCC 6 Materiais Cerâmicos Verificação de dimensões e Porcentagem de absorção de água. 6.1 Dimensões NBR 6133 Cada dimensão é obtida da média aritmética de duas medidas feitas nos terços médios, devendo o material estar completamente seco. 6.2 Absorção A amostra é submetida aos seguintes tratamentos: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Secagem em estufa a 105º C constância de Peso. Esfriamento em ambiente de laboratório (15º a 35º C). Pesagem (P1) kg tão logo se chegue à temperatura ambiente. Imersão em água durante 24 horas. Enxugamento superficial dos materiais cerâmicos com um pano. Pesagem (P2) kg logo após o enxugamento. Porcentagem de Absorção da água. A = P2 − P1 P1 x 100 % _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 61 Materiais de Construção Civil MCC Tabela 53: Azulejo CP no 1 2 3 Média Norma Dimensões (mm) Comprim. Largura Espessura 150 ± 3 150 ± 3 6 ± 0,5 Peso (g) Seco Umido - - Absorção % ≤ 25 *Norma comercial Tabela 54: Ladrilho Cerâmico CP no 1 2 3 Média Norma Dimensões (mm) Comprim. Largura Espessura 150 ± 3 75 ± 3 7±1 Peso (g) Seco Umido - - Absorção % ≤5 *Norma comercial Tabela 55: Lajota Cerâmica CP no 1 2 3 Média Norma Dimensões (mm) Comprim. Largura Espessura 300 ± 3 150 ± 3 9±1 Peso (g) Seco Umido - - Absorção % ≤5 *Norma comercial Tabela 56: Tijolo Furado (8 furos) CP no 1 2 3 Média Norma Dimensões (cm) Comprim. Largura Altura 19 ± 0,3 9 ± 0,3 19 ± 0,3 Peso (kg) Seco Umido - - Absorção % ≤ 20 NBR 8024/83 NBR 6461/83 _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 62 Materiais de Construção Civil MCC Tabela 57: Tijolo Laminado (21 furos) CP no 1 2 3 Média Norma Dimensões (cm) Comprim. Largura Altura 22 ± 0,5 11 ± 0,5 5 ± 0,5 Peso (kg) Seco Umido - - Absorção % ≤ 20 *Norma comercial Tabela 58: Telha Paulista ou Canal o CP n 1 2 3 Média Norma Dimensões (cm) Largura Comprim. Largura + - 46 ± 0,9 18 ± 0,4 14 ± 0,3 Peso (kg) Absorção Seco Umido % - - ≤ 20 *NBR 9599/86 Tabela 59: Tijolo Maciço CP no 1 2 3 Média Norma Dimensões (cm) Comprim. Largura Espessura 19 ± 0,3 9 ± 0,3 5,7 ± 0,3 Peso (kg) Seco Umido - - Absorção % ≤ 20 *NBR 8041/83 Tabela 60: Telha Francesa ou Marselha CP no 1 2 3 Média Norma Dimensões (cm) Comprim. Largura 34 ± 0,7 20 ± 0,4 Peso (kg) Seco Umido ≤ 3,0 - Absorção Carga de % Rupt (kg) ≤ 20 ≥ 70 *NBR 7172/87 *NBR 8038/87 _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 63 Materiais de Construção Civil MCC Tabela 61: Tijolo Maciço (Ruptura a Flexão) Dimensões (cm) Vão (L) Carga de W = b.h²/6 M = Pl/4 T. Ruptura CP no (cm) ruptura kg (P) (cm³) kgf.cm M/W (MPa) b h 1 2 3 Média Norma ASTM Res. Ind. – ≥ 1,4 MPa Res. Méd. – ≥ 2,0 Mpa Tabela 62: Tijolo Maciço (Ruptura a Compressão) CP no Dimensões (cm) Comprimento Largura Área (cm²) Carga de Ruptura (kgf) T. Ruptura (MPa) 1 2 3 Média NBR 7170/83 Cat. Res. Min. A 1,5 MPa B 2,5 MPa C 4,0 MPa Tabela 63: Tijolo Furado (8 furos) (Ruptura a Compressão) CP no Dimensões (cm) Comprimento Largura Área (cm²) Carga de Ruptura (kgf) T. Ruptura (MPa) 1 2 3 Média NBR 7171/83 Cat. Res. Mín. A 1,5 MPa B 2,5 MPa _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 64 Materiais de Construção Civil MCC 7 Barras e Fios de Aço destinados a Armaduras para Concreto Armado NBR 7480 7.1 Barras de fios de Aço Barras- São os produtos de bitola 5 ou superior, obtido por laminação a quente, ou laminação a quente e encruamento a frio. Fios - São os produtos de bitola 12,5 ou inferior, obtido por trefilação, ou processo equivalente (por exemplo, o estiramento). 7.2 Bitola - (Ø) é a designação do fio ou barra de determinada massa por unidade de comprimento, conforme a coluna V da Tabela I (o número relativo à bitola corresponde ao valor arredondado em milímetros do diâmetro da seção transversal nominal). Tabela 64: São as seguintes as Bitolas Padronizadas 5 6,3 8 10 12,5 Fios 3,2 4 Barras 5 6,3 8 10 12,5 16 20 25 32 46 7.3 Categorias e Classes De acordo com o processo de fabricação, as barras e os fios de aço para concreto armado classificam-se em: a) Barras de Aço Classe A (Aço de Dureza Natural), obtidos por laminação a quente: sem necessidade de posterior deformação a frio, com escoamento definido, caracterizado por patamar no diagrama tensão-deformação, com propriedades mecânicas que entendam aos valores exigidos na tabela II. b) Barras e fios de aço Classe B (Aço de Dureza Artificial) obtidos por deformação a frio sem patamar do diagrama tensão-deformação, com propriedades mecânicas que atendam aos valores exigidos na tabela II. Nota: Barras de aço de Classe A, que não apresentarem patamar bem definido no diagrama tensão-deformação, serão aceitas como tal desde que sejam identificados o produtor e o processo de fabricação. _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 65 Materiais de Construção Civil MCC 7.4 Diagramas Tensão-deformação Submetendo-se uma barra ou fio de aço à tração, pode-se medir as deformações provenientes da aplicação das “cargas”. Traça-se, a seguir, o diagrama tensão-deformação, observando-se 4 fases características, em função da Classe do Aço (Aço de Dureza Natural “classe A”, ou Artificial “classe B”). a) Fase elástica e proporcional, em que as deformações são proporcionais às tensões. Tem, pois, validade a Lei de Hooke; b) Fase elástica e não proporcional, em que, embora sejam elásticas as deformações, não há mais proporcionalidade destas com as tensões; c) Fase plástica de escoamento, em que se observam deformações plásticas, praticamente sem aumento de carga. Os aços de classe A (Dureza Natural) apresentam patamar definido de escoamento, os de classe B (Dureza Artificial) não; d) Fase plástica de ruptura: 7.5 Categorias De acordo com o valor característico do limite de escoamento, expresso em 0,1-MPa (kgf/mm²), as barras e fios de aço são classificados nas seguintes categorias: Tabela 65: Característica de Resistência Valor Característico da Resistência de Escoamento (fsk) Categorias MPa Kgf/mm² CA – 25 250 25 CA – 50 500 50 CA – 60 600 60 Nota: A categoria CA – 60, aplica-se somente para fios. _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 66 Materiais de Construção Civil L m γ φ So Lo Lf fyk fst MCC Tabela 66: Aço de Dureza Natural ∆L Pyk P max. A% Tabela 67: ∆L (mm) / 100 Aço Dureza Artificial ε% P (kgf) f (MPa) 1 2 3 4 5 6 8 10 15 20 25 30 35 40 45 50 L m γ φ So Lo Lf fyk fst f= P So Tabela 68: Características do Aço CA-60 ∆L Pyk P max. A% 0,00785 g/cm³ γ= (kgf/mm² *10 = MPa) γ = m So.L So = m γ.L ε% = ∆L lo .100 Φ = So.x. 4 A% = Lf − Lo x100 Lo π _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 67 Materiais de Construção Civil MCC _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 68 Materiais de Construção Civil MCC Tabela II Ensaio de Tração ( Valores Mínimos ) Limite de Categoria CA-25 CA-50 CA-60 Ensaio de Dobramento a 180º Aderência Resistência Resitência Coeficiente de Alongamento em 10 φ Diametro do pino em mm (3) Convencional conformação (mm) (2) Escoamento à ruptura superficial mínimo fyk fst para φ 10 φ < 20 φ > 20 Classe "A" Classe "B" Mpa Mpa 2φ 4φ 250 1,20 fy 18% 1 4φ 6φ 1,5 500 1,10 fy 8% 6% 5φ 600 1,05 fy 5% 1,5 Distintivo da Categoria Resistência de _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 69 Cor amarela branca azul Materiais de Construção Civil MCC Data Tabela de Dosagem Racional Experimental Traço em Peso CPs Nº Cilindros Prismas 1:m 1:a:p 6 2 1:4 1:1,5:2,5 Materiais na Betoneira (kg) Cimento Areia Brita I Brita II Água 1:5 1:6 1:7 _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro 70 A/C ou x Slump test (cm) Consumo de Cimento (kg/m³) Fórmula I Fórmula II H% γ (kg/l) Materiais de Construção Civil x (C) Consumo Traço de m Cimento em Peso Idade Tabela de Ruptura dos Corpos de Prova da Dosagem Experimental Compressão Simples Compressão Diametral CPs nº Data da Mold. MCC formula I fc = P / A ft s = 2P / π φ l 7 8 13 14 19 20 5 1 4 9 6 11 2 3 10 12 4 15 17 16 18 5 6 21 23 7 22 24 8 _____________________________________________________________ Professor: Kleber Aristides Ribeiro Mtf= 3*P*Lo / 2*b*h² ou P*L / b*h² φ φ Seção P Fc Fc L P Fst Fst b h l0 P Mtf Mtf médio médio 2 (Mpa) (Mpa) (cm) (cm) (cm) (kgf) (MPa) (MPa) π r (kgf) (Mpa) (MPa) (cm) (cm) (kgf) (cm) 1 2 3 Tração na Flexão 71