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Case apresentado à disciplina de Materiais de Construção Civil I da Unidade de Ensino Superior Dom Bosco, UNDB.
Aluna do 5º período de Engenharia Civil da UNDB.
Professor, orientador.
SINOPSE DO CASE: Comparativo de resistência à compressão de distintos tipos de concreto com traços semelhantes.
Aynã Neuma Luz Carvalho
Vito Alencar
DESCRIÇÃO DO CASO
Através da mistura de água, pedra, areia e cimento obtêm-se o concreto. A água é responsável por hidratar o cimento formando uma massa aderente que junto com a areia e a pedra (normalmente brita) torna-se altamente resistente. As dosagens de cada elemento influenciam na maneira que o concreto irá se comportar e resistir, a quantidade de cada agregado na mistura final é denominada "traço". É chamado de "cura" as medidas tomadas para que o cimento do concreto se hidrate da maneira adequada, ou seja, as circunstâncias em que o concreto é deixado até que se solidifique por completo.
Pode-se obter a resistência à compressão no concreto através de ensaios em corpos-de-prova com o traço que se deseja testar e sob as mesmas condições de cura no qual o concreto a ser utilizado estará. Sua resistência irá variar de acordo com o traço, as condições de cura e o tempo.
No presente case será apresentado e discutido os resultados dos ensaios realizados em laboratório para testar a resistência do concreto sob diferentes aspectos, pois a Construtora Concretando Ltda. Deseja analisar o material de um novo fornecedor quanto a sua resistência à compressão, comparando resultados de corpos-de-prova sob distintas condições de traços semelhantes.
IDENTIFICAÇÃO E ANÁLISE DO CASO
MATERIAIS QUE CONSTITUEM O CONCRETO
Para se conhecer melhor o concreto faz-se necessário um estudo de cada um de seus elementos e fatores de influência, dessa forma nos próximos itens será discorrido de forma breve as características e materiais mais importantes utilizados na fabricação do concreto.
Agregados
Metha e Monteiro (2008, p. 11) definem agregado de maneira clara e objetiva como sendo:
[...] material granular, como a areia, pedregulho, pedrisco, rocha britada, escória de alto-forno ou resíduos de construção e de demolição, que é usado com o meio cimentício para produzir concreto ou argamassa.
Os agregados mais comuns são areia e brita, chamados de agregados miúdos e agregados graúdos, respectivamente.
Cimento
O Cimento é utilizado na construção básica, fundações e preenchimentos, promovendo a resistência mecânica da obra. Todo cimento é composto de gesso, calcário, argila, uma mistura de cinzas vulcânicas (chamada Clínquer), mistura de óxidos metálicos (chamada Escória) e mistura de cinzas derivadas de processos industriais diversos (chamada Pozolana) em quantidades variadas. Existem vários tipos de cimento diferenciados pelas proporções dos seus constituintes.
CIMENTO
TIPO
CLINQUER E GESSO
ESCÓRIA
POZOLANA
CALCÁRIO
CP I
Comum
100%
-
-
1 a 5%
CP II
Comum
95 a 99%
1 a 5%
1 a 5%
0 a 10%
CP II-E
Composto
56 a 94%
6 a 34%
-
0 a 10%
CP II-Z
Composto
76 a 94%
-
6 a 14%
6 a 10%
CP II-F
Composto
90 a 94%
-
-
0 a 5%
CP III
Alto-Forno
25 a 65%
35 a 70%
-
0 a 5%
CP IV
Pozolânico
45 a 85%
-
15 a 50%
0 a 5%
CP V ARI
Alta resist.
95 a 100%
-
-
0 a 5%
Associação Brasileira de Cimento Portland: http://www.abcp.org.br/
Aditivos
São elementos que adicionados a mistura do concreto influenciam em suas propriedades, seja no estado fresco ou estado endurecido; facilitando sua trabalhabilidade e aumentando sua resistência, esses elementos impulsionaram a indústria do concreto e hoje existem diversos tipos de aditivos que, quando usados adequadamente, favorecem o processo de cura do concreto.
Existem aditivos incorporadores de ar, redutores de água, retardadores de pega, plastificantes e superplastificantes e etc.
Dosagem
A maneira de se dosar o concreto, ou seja, de definir o seu traço influencia na qualidade e resistência do produto final. Quando se dosa bem o concreto pode-se atingir níveis altos de resistência. A Associação Brasileira de Normas Técnicas classifica o concreto em grupos de resistência a compressão:
Grupo I
Resistência à Compressão (MPa)
Grupo II
Resistência à Compressão (MPa)
C10
10
C55
55
C15
15
C20
20
C60
60
C25
25
C30
30
C70
70
C35
35
C40
40
C80
80
C45
45
C50
50
Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1992.
Relação A/C
Metha e Monteiro (2008, p. 54) afirmam que:
[...] a relação A/C no concreto pode facilmente ser explicada como consequência natural do enfraquecimento progressivo da matriz causada pelo aumento da porosidade com o aumento do consumo de água no concreto.
Sendo assim a resistência à compressão não é o único fator diretamente prejudicado com o aumento da relação A/C, a durabilidade também é perdida pelo aumento da porosidade.
ENSAIO DE RESISTENCIA A COMPRESSÃO
A NBR 12655 mostra como se deve proceder quando se realiza um ensaio de resistência no concreto, ela recomenda:
Caracterização dos materiais componentes do concreto, conforme a NBR 12654;
Estudo da dosagem do concreto;
Ajuste e comparação do traço do concreto;
Preparo do concreto.
Objetivos
Verificar empiricamente a relação do tempo de cura e condições de cura com a resistência do concreto ,serão utilizados nos ensaios corpos de prova cilíndricos que serão submetidos à máquina de prensa para o teste de resistência à compressão.
Materiais Utilizados
Balança;
Recipientes metálicos para agregados;
Pá metálica;
Betoneira elétrica;
Moldes cilíndricos para corpos de prova;
Tronco de cone metálico para execução do Slump Test;
Máquina de prensa, para o ensaio de resistência;
Corpos de prova de concreto e formato cilíndrico.
Procedimento
Para a realização do ensaio foram divididos grupos com traços semelhantes de concreto, tempo e forma de cura diferentes. Serão comparados no presente case os resultados do grupo A1 e A2, segue tabelas com traços e tempo de cura de cada grupo:
GRUPO
CONCRETO
CURA
CP's
MOLDAGEM
SLUMP
ENSAIO
A1
S/ ADITIVO
1
2
18/08/14
18/08/14
19/08/14
3
2
18/08/14
18/08/14
21/08/14
A2
S/ ADITIVO
7
2
18/08/14
18/08/14
25/08/14
28
2
18/08/14
18/08/14
15/09/14
GRUPO
CIMENTO
AREIA
BRITA#0
BRITA#1
ÁGUA
ADITIVO
CURA
A
6
12
6
12
3
0
água
Slump Test
Este teste tem a finalidade de se determinar a consistência do concreto na qual é uma medida do fluxo, ou seja, da mobilidade do concreto em uma massa, o slump é a medida do seu abatimento em relação a altura total (30 cm).
(http://www.clubedoconcreto.com.br/2013/08/afinal-slump-test-para-que.html)
O slump encontrado no ensaio foi de 13 cm o que significa que o concreto obtido tem uma trabalhabilidade mediana.
Características dos CP's
Os corpos de prova foram pesados e submetidos ao teste de compressão no tempo de cura estipulado, segue informações de cada corpo-de-prova:
(Acervo Pessoal)
COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS
Os resultados encontrados após ensaio foram transcritos em forma gráfica para uma compreensão mais ampla e clara da variação da resistência com o tempo.
O gráfico acima demonstra a variação da resistência com o tempo em cada um dos corpos-de-prova, foram desmoldados dois corpos a cada ensaio no devido tempo de cura, nota-se que há variação da resistência mesmo se utilizando o mesmo traço e mesmas condições de cura, a hidratação no concreto ocorre de maneira perceptível e até um ano de cura. Pode-se perceber que no primeiro mês a variação da resistência é bem brusca, como mostra no gráfico, depois de alguns meses essa variação se estabiliza até se tornar mínima.
Neste ultimo gráfico encontra-se a média das duas amostras em cada dia de ensaio, é possível perceber que no 7º dia de cura a resistência foi menor que no 3º dia de cura, isso ocorre porque mesmo com o mesmo traço e seguindo as normas de ensaio há variação na forma de moldagem e dosagem do concreto, a forma como é misturado e outros fatores obtidos quando o concreto ainda está fresco influenciam em sua resistência quando este está sólido.
REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8953: concreto para fins estruturais – classificação por grupos de resistência. Rio de Janeiro, 1996.
MEHTA, P. K; MONTEIRO, P J. M. Concreto: microestrutura, propriedades e materiais. 3 ed. São Paulo: IBRACON, 2008.
ARGENTA, J. C. Corpos-de-prova submetidos à compressão: influência do tipo de preparo das faces para diferentes níveis de resistência do concreto. Trabalho de diplomação. Porto Alegre, p. 87.
