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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO ESCOLA DE MINAS Departamento de Engenharia Civil PROFESSOR ORIENTADOR: Espedito Felipe Teixeira de Carvalho ESTAGIÁRIA: Gisele Cristina Antunes Martins RELATÓRIO DE ESTÁGIO SUPERVISIONADO Ouro Preto, MG 2009 UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO ESCOLA DE MINAS Departamento de Engenharia Civil PROFESSOR ORIENTADOR: Espedito Felipe Teixeira de Carvalho ESTAGIÁRIA: Gisele Cristina Antunes Martins RELATÓRIO DE ESTÁGIO SUPERVISIONADO RELATÓRIO DE ESTÁGIO CURRICULAR I EMPRESA: PRECAM – Prefeitura Universitária SETOR: Fiscalização de obras PERÍODO DE REALIZAÇÃO: 10 de julho a 18 de setembro de 2009 TOTAL DE DIAS: 43 dias TOTAL DE HORAS: 171 horas NOME DO SUPERVISOR: Eduardo Evangelista Ferreira FUNÇÃO: Prefeito Universitário FORMAÇÃO PROFISSIONAL: Engenheiro Civil Ouro Preto, MG 2009 UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO ESCOLA DE MINAS Departamento de Engenharia Civil PROFESSOR ORIENTADOR: Espedito Felipe Teixeira de Carvalho ESTAGIÁRIA: Gisele Cristina Antunes Martins O presente trabalho consta de um Relatório de Atividade de Estágio Supervisionado de Engenharia Civil, realizado na prefeitura universitária, PRECAM, na cidade de Ouro Preto, no período de 10 de julho a 18 de setembro de 2009. Ouro Preto, 23 de novembro de 2009 _________________________________________________ Gisele Cristina Antunes Martins Estagiária ___________________________________________________ Prof. Espedito Felipe Teixeira de Carvalho Professor Orientador SUMÁRIO 1. APRESENTAÇÃO ........................................................................................................... 6 1.1. CONTROLE TECNOLÓGICO .............................................................................................. 6 1.2. APRESENTAÇÃO DA EMPRESA ......................................................................................... 7 1.2.1. PREFEITURA UNIVERSITÁRIA (PRECAM) .................................................................... 7 1.2.2. CIVIL JÚNIOR CONSULTORIA ......................................................................................... 8 1.2.3. LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO .................................................... 8 2. RESUMO DAS ATIVIDADES ..................................................................................... 9 3. OBJETIVO ..................................................................................................................... 10 4.1. ENSAIOS EM LABORATÓRIO ............................................................................................... 11 4.1.1. AGREGADOS – DETERMINAÇÃO DO MATERIAL FINO QUE PASSA ATRAVÉS DA PENEIRA 75µm, POR LAVAGEM ...................................................................................................... 11 4.1.2. DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DO CIMENTO PORTLAND ......................... 15 4.2. ENSAIOS EM CAMPO ............................................................................................................... 19 4.2.1. ESCLEROMETRIA .................................................................................................................... 19 4.2.2. DETERMINAÇÃO DA CONSISTÊNCIA DO CONCRETO PELO ABATIMENTO DO TRONCO DE CONE ............................................................................................................................. 27 5. CONCLUSÃO ................................................................................................................ 32 REFERÊNCIAS..................................................................................................................... 33 AGRADECIMENTOS ......................................................................................................... 34 APÊNDICE ............................................................................................................................. 35 APÊNDICE A ..................................................................................................................................... 36 ANEXO .................................................................................................................................... 37 ANEXO A ........................................................................................................................................... 38 6 1. APRESENTAÇÃO A Atividade de Estágio Supervisionado constitui um procedimento de natureza pedagógica, inerente à estrutura curricular do Curso de Engenharia Civil, no âmbito de uma estratégia de formação profissional, visando à relação teoria-prática, em termos de aperfeiçoamento técnico-científico e sócio-cultural. De acordo com a Resolução CNE/CES 11/2002, em seu Artigo 7º: “A formação do engenheiro incluirá, como etapa integrante da graduação, estágios curriculares obrigatórios sob supervisão direta da instituição de ensino, através de relatórios técnicos e acompanhamento individualizado durante o período de realização da atividade. A carga horária mínima do estágio curricular deverá atingir 160 (cento e sessenta) horas”. A atividade de Estágio Supervisionado foi realizada na Prefeitura Universitária no período de 10 de julho a 18 de setembro de 2009, com uma carga horária semanal de 20 horas, cumprindo 171 (cento e setenta e uma) horas, atendendo assim a carga horária mínima segundo a Resolução CNE/CES 11/2002, em seu Artigo 7º, apresentada acima. As atividades foram desenvolvidas no setor de fiscalização de obras da prefeitura universitária, no laboratório de materiais de construção em uma ação integrada de fiscalização de obras implementada pela Prefeitura Universitária (PRECAM) e a Civil Jr. Consultoria. 1.1.CONTROLE TECNOLÓGICO De acordo com Fortes e Merighi (2004), o controle tecnológico visa verificar se estão sendo atendidas as especificações tanto do material como dos serviços e da mistura ou da aplicação. O serviço de controle tecnológico do concreto é essencial para garantir a qualidade da obra, entretanto tem sido deixado em segundo plano pelas construtoras basicamente por duas razões: redução de custos ou simplesmente pela crença de que o concreto usinado não precisa de controle. Os ensaios têm sido desenvolvidos para que através de situações artificiais, utilizando- se amostras representativas, possa-se avaliar e prever o comportamento do material ou mistura, seja através de ensaios destrutivos ou não. Os resultados de ensaio devem ser analisados, de maneira a verificar se estão de acordo com os parâmetros estabelecidos, verificando sua rastreabilidade desde quando a amostra deu entrada no laboratório até a confecção do relatório de ensaio. O laboratório deve possuir procedimento que visem à melhoria contínua, além de fornecerem parâmetros para que através de mecanismos utilizados pela qualidade, tais como a auditoria, seja possível detectar quaisquer não conformidades, desenvolver-se um plano de ação corretiva e preventiva, para evitar e prevenir qualquer não conformidade. Para Fortes e Merighi (2004) o engenheiro civil convive com os ensaios de laboratórios desde os tempos acadêmicos em aulas de laboratório e disciplinas, tais como materiais de construção, onde é dada ênfase ao conhecimento dos mesmos, bem como os ensaios adequados para a avaliação do seu desempenho. 7 1.2. APRESENTAÇÃO DA EMPRESA 1.2.1. PREFEITURA UNIVERSITÁRIA (PRECAM) Realiza projetos arquitetônicos, estruturais e de fiscalização, entretanto não executa obras. O prefeito do campus é o Engenheiro Eduardo Evangelista Ferreira e as demaisfunções da PRECAM estão representadas no organograma da Figura 1.2.1. Localiza-se no campus universitário, Morro do Cruzeiro, Centro de Convergência. Figura 1.2.1: Organograma PRECAM O setor de fiscalização realiza a fiscalização e avaliação de empreiteiras de obras e serviços de forma a levantar de maneira simples e eficaz o perfil de desempenho dessas empresas visando aprimoramento da qualidade dos serviços executados. Tem por finalidade também: • Reduzir custos operacionais; • Evitar litígios envolvendo a UFOP e as empreiteiras; • Incentivar a qualidade da mão-de-obra; • Exigir maior eficácia na execução dos serviços; • Minimizar os impactos ao meio ambiente. 8 1.2.2. CIVIL JÚNIOR CONSULTORIA Fundada em 1996 tendo como missão proporcionar a todos os estudantes de Engenharia Civil da Universidade Federal de Ouro Preto uma oportunidade de crescimento humano e profissional. É composta e gerida apenas por alunos de graduação, tendo o aval de professores e consultores para a condução dos projetos. A Civil Jr. Consultoria oferece aos alunos uma oportunidade de contato com o mercado de trabalho, aprimoramento de capacidades de gestão empresarial, desenvolvimento de características de relações interpessoais como trabalho em grupo, liderança, contato com clientes, comunicação e gestão do tempo. Tem como visão “Ser reconhecida como Empresa Júnior referência na área de Engenharia Civil, buscando o máximo padrão de qualidade em todas as atividades realizadas.” 1.2.3. LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO Os responsáveis pelo laboratório de materiais de construção da UFOP é o professor Espedito Teixeira Carvalho do Departamento de Engenharia Civil e o técnico Rafael. O laboratório está equipado para realizar ensaios de agregados, cimento, concreto e aço. - Agregados: Determinação da massa unitária do agregado miúdo unido em estado solto, do agregado miúdo seco em estado solto, do agregado graúdo, determinação da composição granulométrica do agregado miúdo, do agregado graúdo, determinação do teor de argila em torrões no agregado miúdo, avaliação das impurezas orgânicas das areias, determinação do teor de material pulverulento e determinação da massa específica real do agregado miúdo e graúdo; - Cimento: Determinação da finura do cimento, da consistência normal da pasta e do início e fim de pega. - Concreto: Determinação da resistência à compressão, dosagem experimental, reconstituição do traço, slump, resistência (esclerômetro) - Aço: Resistência a tração 9 2. RESUMO DAS ATIVIDADES Entre as atividades que foram desenvolvidas durante a realização do estágio supervisionado estavam incluídos: • Serviços de coleta de amostras de materiais utilizados nas obras para ensaios normativos; • Revisão bibliográfica de normas; • Elaboração de relatórios dos ensaios; • Relatório fotográfico diário dos serviços em execução; • Inspeções de qualidade; • Preparação dos moldes para coleta de amostras em campos; • Capeamento dos corpos de prova para o rompimento; • Execução da determinação do slump; • Teste de resistência do concreto com o uso do esclerômetro. 10 3. OBJETIVO A fiscalização de obras evita que os serviços sejam mal executados sem a vistoria devida e/ou sejam utilizados materiais de baixa qualidade. Segundo Fortes e Merighi (2004) o engenheiro, principalmente o recém formado, não possui um conhecimento da importância do controle tecnológico e controle de qualidade das obras para um desempenho profissional consciente e em particular no que se refere à segurança das estruturas e responsabilidade civil. Realizar a atividade de estágio supervisionado na área de fiscalização contribui para a formação do engenheiro na área de gestão de projeto ou de uma obra com o controle de sua execução, executando de maneira correta, consciente e idônea. A fiscalização de obras da universidade tem como objetivo resguardar a UFOP no que se referem os aspectos técnicos, administrativos, de segurança do trabalho e meio ambiente. 11 4. RELATÓRIO DESCRITIVO 4.1. ENSAIOS EM LABORATÓRIO 4.1.1. AGREGADOS – DETERMINAÇÃO DO MATERIAL FINO QUE PASSA ATRAVÉS DA PENEIRA 75µm, POR LAVAGEM Data do inicio do ensaio: 22/07/2009 Data do término do ensaio: 24/07/2009 4.1.1.1 Objetivo Determinar por lavagem, em agregados, a quantidade de material mais fino que a abertura de malha de peneira de 75µm, de acordo com a norma NBR NM 46:2003. As partículas de argila e outros materiais que se dispersam por lavagem, assim como materiais solúveis em água, serão removidos do agregado durante o ensaio. O ensaio foi realizado a pedido da empresa Terro Mineração do estado do Espírito Santo. 4.1.1.2 Aparelhagem e materiais • Balança com resolução de 0,1 g ou 0,1%; • Jogo de peneiras: a inferior tem abertura de malha de 75µm e a superior corresponde à peneira de 1,18mm; • Recipiente para conter a amostra com água; • Estufa capaz de manter a temperatura uniforme (1055)ºC; • Dois recipientes de vidro transparente de mesmas dimensões e forma; 4.1.1.3 Amostragem • Amostra: Areia Lavada • Misturou-se cuidadosamente a amostra de agregados a ser ensaiada e reduziu a uma quantidade adequada para o ensaio de acordo com a norma NBR NM 27:2001. Para a realização do ensaio definido pela norma, a massa da amostra de ensaio, seca, deve ser maior ou igual à definida pela Tabela 4.1.1; Tabela 4.1.1: Massa mínima de amostra de ensaio Dimensão máxima nominal (mm) Massa mínima (g) 2,36 4,75 9,5 19,0 37,5 ou superior 100 500 1000 2500 5000 Fonte: Adaptação da Tabela 1 da NBR NM 46: 2003 12 • O material fornecido pela empresa para a realização do ensaio, após ser reduzido a uma quantidade adequada foi dividido em duas amostras: A e B. Para a realização do ensaio, a massa da amostra de ensaio, seca, foi de 200 g. 4.1.1.4 Procedimento A (lavagem com água) • A amostra de ensaio foi seca até massa constante (110�5)ºC. Determinou-se a massa com precisão de 0,1 g ou 0,1%; • Colocou-se a amostra de ensaio no recipiente e adicionou água até cobri-la; • Agitou-se a amostra para obter a completa separação de todas as partículas mais finas que 75µm do restante e para que o material fino fique em suspensão; • Foi vertida a água de lavagem contendo os sólidos suspensos e dissolvidos sobre as peneiras, Figura 4.1.1; Figura 4.1.1.: Amostra sendo vertida sobre as peneiras • Repetiu-se esta operação até que a água da lavagem ficasse clara; • Foi feita a comparação visual da limpidez entre a água, antes e depois da lavagem, Figuras 4.1.2 e 4.1.3; 13 Figuras 4.1.2 e 4.1.3: Comparação visual da limpidez entre a água • Retornou todo o material retido nas peneiras com um fluxo contínuo de água sobre a amostra lavada; • Secou-se o agregado lavado até massa constante à temperatura de (105 ± 5)ºC; • Determinou-se a massa com precisão de 0,1% mais próximo da massa da amostra; • Foram realizadas duas determinações para cada tipo de areia. 4.1.1.5 Cálculos Calcular a quantidade de material que passa pela peneira 75µm por lavagem como segue: � � �� ��� �� · 100 Onde: m é a porcentagem de material mais fino que a peneira de 75µm por lavagem; mi é a massa original da amostra seca, em gramas; mf é a massa da amostra seca após a lavagem, em gramas. • Areia B 1ª Determinação M i = 200g Mf = 184g %8100 200 184200 100 111 =∴⋅ −=∴⋅ − = MM M MM M i Fi 14 2ª Determinação M i = 200g Mf = 182g %9100 200 182200 100 222 =∴⋅ −=∴⋅ − = MM M MM M i Fi • Areia A 1ª Determinação M i = 200g Mf = 189g %5,5100 200 189200 100 111 =∴⋅ −=∴⋅ − = MM M MM M i Fi 2ª Determinação M i = 200g Mf = 193g %5,3100 200 193200 100 222=∴⋅ −=∴⋅ − = MM M MM M i Fi 4.1.1.6 Resultados O resultado deve ser a média aritmética de duas determinações. A diferença obtida nas duas determinações com relação à média não deve ser maior que 0,5% para agregado graúdo e 1,0% para agregado miúdo. • Areia B %5,8 2 98 2 21 =∴+=∴ + = MM MM M • Areia A %5,4 2 5,35,4 2 21 =∴+=∴ + = MM MM M 4.1.1.7 Discussão de resultados Os agregados da amostra são miúdos. A diferença obtida nas duas determinações com relação à média não foi superior que 1,0%. A percentagem de material mais fino que passa na peneira de 75µm por lavagem da amostra A foi 4,5% e da amostra B foi 8,5%. 15 4.1.2. DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DO CIMENTO PORTLAND Data do ensaio: 10/09/2009 Cimento Holcim: CP II-E 32 4.1.2.1 Objetivo Determinar a massa específica de cimento portland, por meio do frasco volumétrico de Le Chatelier, de acordo com a norma NBR NM 23:2000. 4.1.2.2 Definições A norma NBR NM 23:2000 define massa específica sendo a massa da unidade de volume do material. Segundo Carvalho, a massa específica do agregado é a massa da unidade de volume do mesmo, excluindo deste tanto os vazios permeáveis (acessíveis) quanto os vazios entre os grãos (intergrãos). 4.1.2.3. Reagentes De acordo com a norma NBR NM 23:2000 deve-se utilizar um líquido que não reaja quimicamente com o material e que tenha densidade igual ou superior a 0,731 g/cm³ a 15°C, e inferior à dos materiais a serem ensaiadas. Para a realização desse ensaio utilizou-se querosene. 4.1.2.3 Aparelhagem • Frasco volumétrico de Le Chatelier: de vidro de borossilicato com capacidade de aproximadamente 250 cm³ até a marca zero da escala. A escala tem uma graduação que permite leituras com resolução de 0,05 cm³; • Balança: para determinar a massa com resolução de 0,01 g; • Recipiente: para conter a quantidade de material cuja massa será determinada; • Funis: o funil utilizado para auxiliar o lançamento do líquido no frasco volumétrico possui gargalo longo, de maneira que sua extremidade fique situada no alargamento do colo do frasco e o funil utilizado para auxiliar o lançamento do material em ensaio deve ter colo curto, de maneira que o líquido deslocado não atinja sua extremidade inferior; • Termômetro: com resolução melhor ou igual a 0,5°C; • Banho termorregular: com altura suficiente para conter os frascos volumétricos submersos até a marca de 24 cm³. A temperatura do banho não pode variar mais que 0,5°C durante o ensaio. 16 4.1.2.4 Preparação da amostra De acordo com a norma NBR NM 23:2000 a amostra deve ser ensaiada da forma que foi recebida e deve permanecer na sala de ensaios com antecedência tal que permita a estabilização de sua temperatura com o ambiente. 4.1.2.5 Procedimento Encheu-se o frasco com auxílio do funil de haste longa, com a querosene, até o nível compreendido entre as marcas correspondentes a zero e 1 cm³, Figura 4.1.4. Secou o interior do frasco acima do nível do líquido. Colocou o frasco no banho de água em posição vertical e permaneceu submerso durante no mínimo 30 min, dentro da estufa, para equalização das temperaturas dos líquidos do frasco e do banho, Figura 4.1.5. A temperatura da água deve ser constante dentro dos limites estabelecidos e aproximadamente igual à do ambiente. A temperatura do ambiente e da água no dia da realização do ensaio era de 20°C. Figura 4.1.4: Frasco volumétrico “Le Chatelier” com auxílio do funil Figura 4.1.5: Banho termorregular Registrou-se a primeira leitura (V1) com aproximação de 0,1 cm³. Tomou-se 60 g do material em ensaio, com aproximação de 0,01 g, Figura 4.1.6 que provocou o deslocamento do líquido no intervalo compreendido entre as marcas de 18 cm³ e 24 cm³, da escala graduada do frasco de “Le Chatelier”. Introduziu-se o material em pequenas porções no frasco, com o auxílio do funil de haste curta atentando para que não ocorresse aderência de material nas paredes internas do frasco, acima do nível do líquido, Figura 4.1.7. Tampa-se o frasco e agita-se em posição inclinada, ou suavemente em círculos horizontais, até que não subam borbulhas de ar para a superfície do líquido. Registra-se a leitura final (V2) com aproximação de 0,1 cm³. 17 Figura 4.1.6: Preparação da amostra Figura 4.1.76: Material sendo introduzindo no frasco com o auxílio do funil 4.1.2.6 Cálculos A massa específica do material foi calculada pela fórmula seguinte: � � � Onde: ρ é a massa específica do material ensaiado, em gramas por centímetro cúbicos; m é a massa do material ensaiado, em gramas; V é o volume deslocado pela massa do material ensaiado (V2 – V1), em centímetro cúbicos; Foram realizadas duas determinações para o cálculo da massa específica do cimento ensaiado. • 1ª Determinação V1 = 0,1 cm³ ; V2 = 20,3 cm³ � � �� � � � � � 20,3 � 0,1 � � � 20,2�� � � 60� 20,2��³ � � 2,970�/��³ 18 • 2ª Determinação V1 = 0,1 cm³ ; V2 = 20,2 cm³ � � �� � � � � � 20,2 � 0,1 � � � 20,1�� � � 60� 20,1��³ � � 2,98�/��³ 4.1.2.7 Resultados O resultado deve ser a média aritmética de duas determinações que não diferem entre si em mais que 0,01 g/cm³. ∆ � � � � ∆ � 2,98 � 2,97 � ∆ � 0,01�/��³ ∆ρ é igual a 0,01 g/cm³, portanto os resultados estão de acordo com a exigência da norma NM 23:2000. � � � 2 � � 2,97 � 2,98 2 � � 2,975�/��³ 4.1.2.7 Discussão de Resultados De acordo com a norma NM 23:2000 o resultado deve ser expresso com duas casas decimais, portanto a massa especifica do cimento CPII-E 32 calculada em laboratório foi de 2,98 g/cm³. Carvalho adota em sua apostila de Materiais de Construção I, o valor de 3,00 g/cm³ para a massa específica do cimento. Portanto o valor encontrado no ensaio realizado no laboratório está coerente. Os valores de massa específica possuem certa variação da composição de cimento. Quando há maior teor de clínquer, o valor da massa específica aumenta, acontecendo o inverso para maiores teores de escória. Assim, os cimentos CPI e CPV teriam os maiores valores de massa específica, podendo chegar até 3,15 g/cm³ e ficando levemente abaixo de 3,00 quando se trata de CPII e CPIII. 19 4.2. ENSAIOS EM CAMPO 4.2.1. ESCLEROMETRIA O esclerômetro foi criado em 1948 pelo Engenheiro suíço Ernest Schmidt. O esclerômetro, Figuras 4.2.1 e 4.2.2. mede a dureza superficial do concreto e a correlaciona com a resistência à compressão desse concreto. É muito usado em obras em execução, para avaliar a resistência de concretos cujos corpos de prova padrão deram resultado abaixo do esperado. Também é usado para estimar a resistência do concreto de obras antigas. Figura 4.2.1: Esclerômetro Figura 4.2.2: Esclerômetro sendo utilizado No Quadro 4.2.1 encontra-se o esquema simplificado do esclerômetro. Quadro 4.2.1: Esquema simplificado do funcionamento do esclerômetro Ação realizada pelo operador Ilustração do funcionamento do esclerômetro Posição Inicial Operador comprime o esclerômetro e traciona a mola Operador libera a massa para o impacto Após o impacto a massa repica e retorna Fonte: Adaptação do esquema disponível nas notas de aulas do prof. Eduardo Thomaz 20 4.2.2.1. Calibração do Esclerômetro Para a calibração do esclerômetro realizado no laboratório foram moldados 20 corpos de prova no dia 30 de julho. Utilizou-se traço 1:4,0 (Tabela 1 do Anexo A, desenvolvida pelo Prof. Espedito Carvalho com a disposição da tabela original de Caldas Branco), cimento ARI da Holcim. Os ensaios nos corpos de prova foram realizados nas idades de 1, 3, 7, 14 e 28 dias. Para propiciar um apoio que não interferisse no resultado do esclerômetro o corpo de prova foi prensado na prensa hidraúlica por uma força de 2 tf e devidamente protegido por uma camisa metálica que ajudassea prender o corpo de prova, como pode ser observado na Figura 4.2.3. Na base inferior do corpo de prova foi preparada a área de ensaio, foram marcados nove quadrados com aproximadamente 90 mm x 90 mm e foi efetuado um impacto no centro de cada quadrado, Figura 4.2.4. Figura 4.2.3: Corpo de prova fixado na prensa hidráulica Figura 4.2.4: Esclerômetro sendo aplicado no corpo de prova Após ser aplicado o esclerômetro na posição de 0°, os corpos de prova foram rompidos com o uso da prensa hidráulica, Figuras 4.2.5 e 4.2.6. 21 Figura 4.2.5: Rompimento de corpo de prova Figura 4.2.6: Rompimento de corpo de prova A Tabela 4.2.1 apresenta a média dos índices esclerométricos e da tensão de ruptura dos corpos de prova. A Figura 4.2.7 apresenta a curva do índice esclerométrico x tensão de ruptura da qual se obteve a linha de tendência e a equação da curva. Tabela 4.2.1: Média dos índices esclerométrico e da tensão de ruptura Idade (dias) Índice Esclerométrico Tensão de Ruptura (MPa) 1 13,14 8,8 3 18,62 22,85 7 21,3 29,5 14 21,8 36,8 28 23,89 41,39 22 Figura 4.2.7: Curva da relação do índice esclerométrico e da tensão de ruptura Percebe-se que a linha de tendência é crescente, uma vez que, o valor de a na equação da reta resultante é positivo. As tensões de ruptura apresentam uma correlação de R²=0,9764 (97,64 %) em relação a 1 (100%). Um número significativo, pois está bem próximo de 1, denotando forte correlação entre as variáveis. 4.2.2.2. Teste com o uso do Esclerômetro Laje cogumelo ou lisa são placas estruturais moldadas “in loco” apoiadas diretamente sobre os pilares, portanto não há vigas de apoio, são também conhecidas como lajes puncionadas. Sua armadura é basicamente radial, concentrando maiores taxas de armadura próxima as regiões puncionadas, ou melhor, regiões sobre os apoios. (Bittencourt e Assis) Na construção da praça de alimentação foi construída uma laje cogumelo, Figura 4.2.8, que deveria ter uma resistência do concreto de 30 MPa, com 28 dias. A concretagem, Figura 4.2.9, ocorreu no dia 16 de junho de 2009, foi utilizado concreto usinado da empresa Betonita, da cidade de Itabirito e foram moldados 10 corpos de prova (10x20) para serem rompidos com 7, 21 e 28 dias, sendo 2 corpos de prova de cada caminhão. O resultado dos rompimentos encontra-se na Tabela 4.2.2 e a curva do crescimento da resistência do concreto (fck) em relação aos dias encontra-se na Figura 4.2.10. y = 0,093x2 - 0,377x - 2,439 R² = 0,976 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 10 15 20 25 T en sã o de R up tu ra ( M P a) Índice Esclerômetro 23 Figura 4.2.8: Armaduras da laje Figura 4.2.9: Concretagem da laje Tabela 4.2.2: Resultado dos rompimentos dos corpos de prova OBRA: PRAÇA DE ALIMENTAÇÃO EMPRESA RESPONSÁVEL: AGIL Nº CP LAB. Nº CP Campo DATA ROMPIMENTO OBSERVAÇÕES Moldagem Rompimento Idade Carga Tensão 1 1 16/jun 23/jun 7 10100 12,8 10X20_Laje cogumelo 30 Mpa 2 3 16/jun 23/jun 7 9200 11,7 10X20_Laje cogumelo 30 Mpa 3 5 16/jun 23/jun 7 9400 11,9 10X20_Laje cogumelo 30 Mpa 4 7 16/jun 23/jun 7 10200 12,9 10X20_Laje cogumelo 30 Mpa 5 9 16/jun 23/jun 7 6400 8,1 10X20_Laje cogumelo 30 Mpa 6 2 16/jun 14/jul 28 15470 19,7 10X20_Laje cogumelo 30 Mpa 7 4 16/jun 7/jul 21 15400 19,6 10X20_Laje cogumelo 30 Mpa 8 6 16/jun 14/jul 28 16491 21 10X20_Laje cogumelo 30 Mpa 9 8 16/jun 7/jul 21 14400 18,3 10X20_Laje cogumelo 30 Mpa 10 10 16/jun 14/jul 28 12329 15,7 10X20_Laje cogumelo 30 Mpa 24 Figura 4.2.10: Evolução temporal da resistência do concreto em corpos de prova Observa-se pela Figura 4.2.10 que a resistência do concreto não alcançou a resistência de 30 MPa. A média dos valores de resistência obtida com os rompimentos dos corpos de prova para 28 dias foi de 18,8 MPa. Sendo o resultado abaixo do esperado utilizou-se o esclerômetro para avaliar a resistência do concreto da laje cogumelo, três meses depois da concretagem. O teste foi realizado no dia 15 de setembro de 2009, em 14 pontos, nas laterais da laje, com uma distância de 3 metros entre eles. Em cada ponto foi desenhado um reticulado de 90 x 90 mm, Figura 4.2.11 e aplicado nove impactos com distância entre eles de 30 mm com o esclerômetro na posição de 0°, Figura 4.2.12. Figura 4.2.11: Preparação da área em que será aplicado o impacto. 25 Figura 4.2.12: Aplicação do esclerômetro na posição de 0° Os valores dos índices esclerométricos encontrados em cada ponto e a sua respectiva média estão na Tabela 4.2.3. Tabela 4.2.3: Índices esclerométricos Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Média 1° 16 17 18 18 18 19 18 16 16 17,33 2° 18 21 17 19 22 17 22,5 18 17 19,06 3° 18 17,5 19 20 21,5 19 19 19 19 19,11 4° 19 22 22 29 19 22 19,5 20 20 21,39 5° 18 22 22 24 25 23 21,5 21 22 22,06 6° 20 18 18 17 19 18 22 22 27 20,11 7° 20 21 18 19 20 20 20 20 18 19,56 8° 16,5 17 18 16 16 19 15 18 18 17,06 9° 18 16 18 18 18 22 16 16 18 17,78 10° 18 18 19 18 17 20 16 18 18 18,00 11° 19 18 21,5 18 18 18 16 16 19 18,17 12° 18 16 19 18 17,5 17,5 20 14 16 17,33 13° 17,5 18 17,5 20 18 18 18 18 18 18,11 14° 18 18 18 18 17 19 19 20 18,5 18,39 MÉDIA 18,82 Cálculo da resistência do concreto (fcmj) em MPa: �� é"�# � 18,82 Sendo j a idade em dias do concreto. Com a substituição do valor do IEmédio na equação do 2° grau obtida após a calibração do esclerômetro em laboratório, temos que: $ � 0,0935%� � 0,3775% � 2,4395 � $ � 0,0935 · 18,82� � 0,3775 · 18,82 � 2,4395 26 Portanto, $ � 23,57'(). Sendo assim a resistência do concreto da laje cogumelo com j = 101 dias é fcmj = 23,57 MPa. 4.2.2.3. Discussão dos resultados A média dos valores da resistência do concreto obtido com a ruptura dos corpos de prova foi 18,8 MPa, na idade de 28 dias. Com o uso do esclerômetro obteve-se uma resistência de 23,57 MPa , após 101 dias da concretagem. Sendo assim, o instrumento mostrou-se adequado à medida indireta da resistência, e comprova que os resultados obtidos com o rompimento de corpo de prova estão coerentes com os obtidos com o uso do esclerômetro, levando em consideração a diferença na idade em que foram realizados e sendo a curva da relação resistência x idade (dias) crescente, isto é, quanto mais dias após a concretagem maior a resistência do concreto. Os resultados obtidos com o rompimento dos corpos de prova e com o esclerômetro foram abaixo do especificado em projeto, ou seja, estavam abaixo de 30 MPa com 28 dias. Para uma avaliação final do concreto da estrutura sugere-se extrair testemunhos com ø = 5 cm ou 7,5 cm. Caso sejam extraídos testemunhos da estrutura, como já se passou três meses da concretagem, de acordo com a ABECE - Associação Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural- o fck,est deverá ser corrigido para 28 dias. 27 4.2.2. DETERMINAÇÃO DA CONSISTÊNCIA DO CONCRETO PELO ABATIMENTO DO TRONCO DE CONE 4.2.2.1. Objetivo Usado para determinar a consistência do concreto fresco através da medida de seu assentamento, de acordo com a norma NBR NM 67: 1998. 4.2.2.2. Aparelhagem • Molde: Molde para o corpo de prova de ensaio, Figura 4.2.13, feito de metal não facilmente atacável pela pasta de cimento, com espessura igual ou superior a 1,5 mm. O molde tem a forma de um tronco de cone oco, com as seguintes dimensões internas: - diâmetro da base inferior: 200 mm ± 2 mm; - diâmetro da base superior: 100 mm ± 2 mm; - altura: 300 mm ± 2 mm. O molde é provido, em sua parte superior, de duas alças, posicionadas a dois terços de sua altura, e tem aletas em sua parte inferior para mantê-lo estável; • Haste de compactação: De seção circular, reta, feita de aço, com diâmetro de 16 mm, comprimento de 600 mm e extremidades arrendodadas; • Placa de base: Para apoio do molde deve ser metálica, plana quadrada ou retangular, comlados de dimensão não inferior a 500 mm e espessura igual ou superior a 3 mm. Figura 4.2.13: Molde e placa de base para a realização do ensaio 4.2.2.3 Procedimento • Umedece-se o molde e a placa de base e coloca-se o molde sobre a placa de base. Durante o preenchimento do molde com o concreto de ensaio, o operador deve se posicionar com os pés sobre suas aletas, de forma a mantê-lo estável, 28 Figura 4.2.14. Enche-se rapidamente o molde com o concreto coletado, em três camadas, cada uma com aproximadamente um terço de altura do molde compactado; • Compactam-se cada camada com 25 golpes da haste de socamento, Figura 4.2.15. Distribuem-se uniformemente os golpes sobre a seção de cada camada; • Limpa-se a placa de base e retira-se o molde de concreto, levantando-o cuidadosamente na direção vertical, Figura 4.2.16. A operação de retirar o molde deve ser realizada em 5 s a 10 s, com um movimento constante para cima, sem submeter o concreto a movimentação de torção lateral; • Imediatamente após a retirada do molde, mede-se o abatimento do concreto, Figura 4.2.17, determinando a diferença entre a altura do molde e a altura do eixo do corpo de prova, que corresponde à altura média do corpo de prova desmoldado. Figura 4.2.14: Preenchimento do molde Figura 4.2.15:Compactação das camadas 29 Figura 4.2.16: Retirada do molde Figura 4.2.17: Medida do abatimento As Figuras 4.2.14, 4.2.15, 4.2.16, 4.2.17 são do procedimento para a determinação do abatimento do tronco de cone realizado na concretagem da laje da ampliação do prédio da Escola de Minas. 4.2.2.4 Expressão dos resultados O abatimento do corpo de prova durante o ensaio deve ser expresso em milímetros, arredondando aos 5 mm mais próximos. 4.2.2.5 Resultados Foi acompanhada a realização da determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone, ou seja, determinação do slump, em duas obras. • Concretagem da laje do 1° Pavimento da ampliação dos blocos da Escola de Minas Data: 02 de setembro de 2009 Condição climática: Sol Empresa: Ágil O concreto utilizado foi usinado preparado pela empresa Lafarge. Realizou-se a determinação do slump nos cinco caminhões da empresa que levaram o concreto, Figura 4.2.18. Foi determinado em projeto uma resistência de 20 MPa para o concreto e slump de 90 ± 10 mm. O controle dos rompimentos dos corpos de prova encontra-se na Tabela 1 do Apêndice A. 30 Figura 4.2.18: Bombeamento do concreto A determinação do slump foi realizada de acordo com a norma NBR NM 67. O concreto estava com aparência fluida. Os abatimentos obtidos foram de 100, 135, 120, 140 e 200 mm. Na Tabela 4.2.4 encontram-se a tensão de ruptura média dos corpos de prova e o slump realizados com o concreto de cada caminhão. Tabela 4.2.4: Valores de slump e tensão de ruptura de cada caminhão Slump (mm) Tensão de Ruptura (MPa) 100 19,83 135 17,51 120 18,14 140 18,79 200 17,90 Análise dos resultados: O único resultado do teste de slump que apresentou dentro da faixa de erro foi o abatimento de 100 mm, observa-se que apresentou a tensão de ruptura mais próxima de 20MPa que foi a resistência do concreto determinada em projeto para a laje. Os demais resultados apresentaram valores altos de slump e completamente inadequados, sem aditivos. • Concretagem da laje do Centro de Saúde (Empresa EmpreEnge) Data: 18 de setembro de 2009 Condição climática: Sol Empresa: EmpreEnge O concreto foi preparado in loco utilizando cimento Liz CP II E 32, traço 1:4 0 (Tabela 1 do Anexo A, desenvolvida pelo Prof. Espedito Carvalho com a disposição da tabela original de Caldas Branco), para obter uma resistência de 20 MPa para o concreto, Figura 4.2.19. Os operários preparam a massada com duas padiolas de areia e duas padiolas de brita, um saco de cimento e uma lata de água, Figura 4.2.20. 31 Dimensão das padiolas utilizadas para a preparação do concreto: _ Areia: 43 x 35 (cm), altura: 24 cm _ Brita: 42 x 35 (cm), altura: 27 cm _ Água: 23 x 23 (cm), altura: 35 cm, a lata utilizada não estava em perfeito estado. O volume total da laje concreto é de 12 m³. Foram realizadas duas determinações de slump. A determinação do slump foi realizada de acordo com a norma NBR NM 67. O concreto estava com aparência fluida. Os abatimentos obtidos foram de 170 mm e 220 mm. O controle dos rompimentos dos corpos de prova encontra-se na Tabela 2 do Apêndice A. Na Tabela 4.2.5 encontram-se a tensão de ruptura média dos corpos de prova e o slump realizados com o concreto de cada caminhão. Tabela 4.2.5: Valores de slump e tensão de ruptura Slump (mm) Tensão de Ruptura (MPa) 170 20,50 220 14,84 Análise dos resultados: Os resultados do teste de slump apresentaram valores altos e completamente inadequados, sem aditivos. Figura 4.2.19: Preparação in loco do concreto Figura 4.2.20: Preparação das padiolas de areia e brita 32 5. CONCLUSÃO A formação de um engenheiro num mundo caminhando para a globalização total como o Brasil, a passos largos, pressupõe a formação de um indivíduo capaz de ser competitivo no mercado de trabalho, entretanto, sente-se na prática a escassez de formandos com competência para gerenciar um projeto ou uma obra no tocante à qualidade da mesma. A realização da atividade de estágio supervisionado no setor de fiscalização possibilita a oportunidade de conscientização sobre a importância de realizar um controle tecnológico, pois se comparado aos problemas que pode evitar possui um custo relativamente baixo. A instalação de uma ação integrada de fiscalização de obras implementada pela Prefeitura Universitária (PRECAM) e a Civil Jr. Consultoria mostrou-se uma iniciativa proveitosa para ambas as partes. Considerando o número elevado de obras executadas simultaneamente pela UFOP, o trabalho de controle da qualidade dos materiais empregados nas mesmas fica muito difícil, pois a equipe da PRECAM é reduzida e não consegue vistoriar em detalhes os materiais e metodologias executivas empregadas. Com o apoio da equipe da Civil Jr. obteve-se um controle maior da utilização de material de baixa qualidade por parte das contratadas. Para a equipe da Civil Jr. que se compunha de alunos dos últimos períodos do curso de graduação de engenharia civil da UFOP foi uma grande oportunidade de se familiarizar com as atividades e problemas encontrados em um canteiro de obras, além de vivenciar na prática diversas etapas de execução de uma obra, contribuindo assim para a formação acadêmica de cada estagiário. O conhecimento da importância da fiscalização de obras e do controle tecnológico contribuirá para o desempenho profissional consciente, principalmente no que se refere à segurança das estruturas e responsabilidade civil. 33 REFERÊNCIAS ABNT. NBR NM 46: Agregados – Determinação do material fino que passa através da peneira 75 µm, por lavagem. Rio de Janeiro, 2003. ABNT. NBR NM 23: Cimento portland e outros materiais em pó – Determinação da massa específica. Rio de Janeiro, 2001. ABNT. NBR NM 67: Concreto – Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone. Rio de Janeiro, 1998. ABNT. NBR 7584: Concreto endurecido – Avaliação da dureza superficial pelo esclerômetro de reflexão. Rio de Janeiro, 1995. ABNT. NBR NM 27: Agregados – Redução da amostra de campo para ensaios de laboratório. Rio de Janeiro, 2001. BARBOSA, M.M. et.al. Manual do Setor de Fiscalização da Prefeitura Universitária do Campus. Ouro Preto. BITTERNCOURT, T.N; ASSIS, W.S. Disponível em: <http://www.lmc.ep.usp.br/pesquisas/TecEdu/flash/Lajes-tipos.html.>. Acesso em: 09 nov. 2009. CARVALHO, E.F.T. Apostila da disciplina: Materiais de Construção I. Ed. 2009. Estruturas de Concreto Conformidade da Resistência do Concreto. ABECE - Associação Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural. São Paulo. 2009. FORTES, R.M;MERIGHI, J.V. Controle Tecnológico e Controle de Qualidade – um alerta sobre sua importância. In: Congresso Brasileiro de Ensino de Engenharia, 12, 2004. COBENGE: anais... Brasília, DF, 2004. THOMAZ, E.C.S. Notas de aula: Esclerômetro. 34 AGRADECIMENTOS Quero registrar os meus agradecimentos à equipe da PRECAM pela oportunidade oferecida, ao Rafael, técnico do laboratório, pela colaboração na realização dos ensaios e aos demais estagiários pela amizade. Agradeço também ao professor Jaime Martins por aceitar o meu convite como avaliador desse relatório e ao professor Gilberto Fernandes pelo esforço e trabalho para ministrar a disciplina de estágio curricular. Sou profundamente grata ao professor Espedito Carvalho pela orientação, sugestões, revisões e aprendizado durante a realização do estágio e da elaboração do texto. 35 APÊNDICE 36 APÊNDICE A – Controle de Rompimentos de Corpos de Prova Tabela 1: Controle de rompimento dos corpos de prova da concretagem da laje da ampliação do prédio da Escola de Minas Tabela 2: Controle de rompimento dos corpos de prova da concretagem da laje da ampliação do Centro de Saúde. 37 ANEXO 38 ANEXO A - Tabela tipo “Caldas Branco” Fonte: Apostila do Prof. Espedito Felipe Teixeira de Carvalho
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