NBR 16939 -2021 - Concreto reforçado com fibras Determinação das Resistências à fissuração e residuais à tração por duplo

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ABNT NBR 16939:2021
ABNT NBR
16939
Primeira edição
18.02.2021
Concreto reforçado com fibras — Determinação 
das resistências à fissuração e residuais à tração 
por duplo puncionamento — Método de ensaio
Fiber reinforced concrete — Determination of tensile strength using double 
punch test (cracking and residuals strength) — Test method
NORMA
BRASILEIRA
ICS 91.100.10 ISBN 978-65-5659-801-7
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Sumário Página
Prefácio ...............................................................................................................................................iv
1 Escopo ................................................................................................................................1
2 Referências normativas .....................................................................................................1
3 Aparelhagem .......................................................................................................................1
3.1 Máquina de ensaio .............................................................................................................1
3.2 Discos de carga ..................................................................................................................1
3.3 Pratos de compressão .......................................................................................................2
3.4 Medida de deslocamentos e aquisição de dados ...........................................................2
4 Execução do ensaio ...........................................................................................................2
4.1 Preparo dos corpos de prova ou testemunhos ...............................................................2
4.1.1 Moldagem de corpos de prova .........................................................................................3
4.1.2 Cura .....................................................................................................................................3
4.2 Execução do ensaio ...........................................................................................................3
4.3 Aplicação da carga .............................................................................................................4
5 Expressão dos resultados .................................................................................................4
5.1 Cálculo da resistência à tração por duplo puncionamento ...........................................4
5.2 Cálculo das resistências residuais ...................................................................................5
5.3 Cálculo da tenacidade (opcional) .....................................................................................5
5.4 Relatório de ensaio ............................................................................................................6
Figuras
Figura 1 – Esquema de configuração do ensaio de duplo puncionamento ..................................2
Figura 2 – Gabaritos para o posicionamento dos discos de carga no corpo de prova ...............4
Figura 3 – Diagrama de carga versus deslocamento vertical, identificando os pontos 
de carga para obtenção dos parâmetros .........................................................................5
Figura 4 – Diagrama de carga versus deslocamento vertical e de energia versus 
deslocamento vertical ........................................................................................................6
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Prefácio
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Foro Nacional de Normalização. As Normas 
Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos 
de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais (ABNT/CEE), são 
elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas pelas partes interessadas no tema objeto 
da normalização.
Os Documentos Técnicos ABNT são elaborados conforme as regras da ABNT Diretiva 2.
A ABNT chama a atenção para que, apesar de ter sido solicitada manifestação sobre eventuais direitos 
de patentes durante a Consulta Nacional, estes podem ocorrer e devem ser comunicados à ABNT 
a qualquer momento (Lei nº 9.279, de 14 de maio de 1996).
Os Documentos Técnicos ABNT, assim como as Normas Internacionais (ISO e IEC), são voluntários 
e não incluem requisitos contratuais, legais ou estatutários. Os Documentos Técnicos ABNT não 
substituem Leis, Decretos ou Regulamentos, aos quais os usuários devem atender, tendo precedência 
sobre qualquer Documento Técnico ABNT.
Ressalta-se que os Documentos Técnicos ABNT podem ser objeto de citação em Regulamentos 
Técnicos. Nestes casos, os órgãos responsáveis pelos Regulamentos Técnicos podem determinar 
as datas para exigência dos requisitos de quaisquer Documentos Técnicos ABNT.
A ABNT NBR 16939 foi elaborada no Comitê Brasileiro de Cimento, Concreto e Agregados 
(ABNT/CB-018), pela Comissão de Estudo de Concreto Reforçado com Fibras (CE-018:300.011). 
O Projeto circulou em Consulta Nacional conforme Edital nº 12, de 21.12.2020 a 03.02.2021.
O Escopo em inglês da ABNT NBR 16939 é o seguinte:
Scope
This Standard specifies the method of the double punch test for molded or core specimens of fiber 
reinforced concrete, to evaluate their tensile cracking strength and residuals tensile strengths.
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Concreto reforçado com fibras — Determinação das resistências à 
fissuração e residuais à tração por duplo puncionamento — Método de 
ensaio
1 Escopo
Esta Norma especifica o método de ensaio de duplo puncionamento para os corpos de prova ou 
testemunhos de concreto reforçado com fibras, para determinação da resistência à fissuração e das 
resistências residuais à tração.
2 Referências normativas
Os documentos a seguir são citados no texto de tal forma que seus conteúdos, totais ou parciais, 
constituem requisitos para este Documento. Para referências datadas, aplicam-se somente as edições 
citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as edições mais recentes do referido documento 
(incluindo emendas).
ABNT NBR 5738, Concreto – Procedimento para moldagem e cura de corpos de prova
ABNT NBR 5739, Concreto – Ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos
ABNTNBR 7680-1 Concreto – Extração, preparo, ensaio e análise de testemunhos de estruturas de 
concreto – Parte 1: Resistência à compressão axial
ABNT NBR NM ISO 6508-1, Materiais metálicos – Ensaio de dureza Rockwell – Parte 1: Método de 
ensaio
ABNT NBR NM ISO 7500-1, Materiais metálicos – Calibração e verificação de máquinas de ensaio 
estático uniaxial – Parte 1: Máquinas de ensaio de tração/compressão – Calibração e verificação do 
sistema de medição da força
3 Aparelhagem
3.1 Máquina de ensaio
O ensaio deve ser realizado em máquina de ensaio que atenda aos valores máximos admissíveis 
estabelecidos na ABNT NBR NM ISO 7500-1. 
A máquina de ensaio deve ter capacidade de carga mínima de 300 kN e possibilitar o controle da 
velocidade de ensaio pelo deslocamento vertical, e não apenas por controle de carga.
3.2 Discos de carga
O puncionamento é feito a partir do contato de discos de aço posicionados de forma centralizada nas 
faces superior e inferior do corpo de prova (ver Figura 1). O material deve apresentar dureza superior 
a 55 HRC, determinada de acordo com a ABNT NBR NM ISO 6508-1.
As superfícies dos discos devem ser planas, paralelas entre si e retificadas. O desvio em relação 
à planeza superficial deve ser inferior a 0,05 mm. 
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Os discos devem apresentar diâmetro (a) igual a 1/4 do diâmetro do corpo de prova (com tolerância 
de ± 0,2 mm) e altura (H) igual a 1/5 da altura do corpo de prova, ou 15 mm (com tolerância de ± 0,5 mm). 
A Figura 1 apresenta o esquema do ensaio de duplo puncionamento.
Figura 1 – Esquema de configuração do ensaio de duplo puncionamento
3.3 Pratos de compressão
Os pratos da máquina de ensaio devem atender aos requisitos da ABNT NBR 5739.
3.4 Medida de deslocamentos e aquisição de dados
A máquina de ensaio deve permitir a aquisição simultânea da carga aplicada e do deslocamento vertical. 
A frequência de aquisição dessas informações não pode ser inferior a uma leitura por segundo (1 Hz).
4 Execução do ensaio
4.1 Preparo dos corpos de prova ou testemunhos
O corpo de prova ou testemunho deve ser cilíndrico, com altura (H) igual ao diâmetro (d). 
O corpo de prova deve ter dimensão nominal de 150 mm e deve ser obtido por moldagem de um 
corpo de prova com 150 mm de diâmetro por 150 mm de altura, com as condições usuais de moldes 
e tolerâncias indicadas na ABNT NBR 5738. 
A dimensão nominal do testemunho não pode ser inferior a 100 mm, mantendo a relação diâmetro (d) 
igual à altura (H). A extração e a conservação dos testemunhos devem ser realizadas de acordo com 
a ABNT NBR 7680-1. 
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4.1.1 Moldagem de corpos de prova
A moldagem deve ser realizada em camada única e o adensamento deve ser exclusivamente por 
vibrações externas (mesa vibratória ou vibrador de parede). No caso de concreto autoadensável com 
fibras, o molde deve ser totalmente preenchido e nivelado sem adensamento. O molde deve ser 
preenchido até aproximadamente 90 % de seu volume, avaliado pela altura da amostra de ensaio 
antes do adensamento. O molde deve ser completado e nivelado enquanto se realiza o adensamento.
O tempo de vibração requerido é particular para cada concreto, tipo de vibrador e molde. Esse tempo 
depende da consistência do concreto e da eficiência do vibrador. A vibração deve ser finalizada 
quando a superfície do concreto apresentar um aspecto relativamente liso e praticamente não houver 
afloramento de bolhas de ar na superfície. A vibração demasiada pode causar segregação.
Não podem ser utilizados vibradores de imersão (agulha) no concreto ou nas laterais do molde.
4.1.2 Cura
Os corpos de prova devem ser curados de acordo com a ABNT NBR 5738. Nesse caso, os corpos de 
prova devem ser retirados da cura no período entre 24 h e 3 h antes dos ensaios, que são realizados 
normalmente aos 28 dias, e mantidos no ambiente do laboratório.
A critério do projetista, podem ser adotadas outras alternativas para cura e/ou acondicionamento dos 
corpos de prova.
4.1.3 Retificação
A base e o topo dos corpos de prova e testemunhos devem ser retificados e não podem apresentar 
irregularidades na zona de contato com os discos, perpendiculares ao eixo longitudinal, com um desvio 
máximo de 5°.
4.2 Execução do ensaio
Antes do início do ensaio, devem ser medidos o diâmetro e a altura do corpo de prova ou testemunho. 
O diâmetro (d) deve ser a média de duas determinações perpendiculares, obtidas aproximadamente 
na metade da altura do corpo de prova ou testemunho. A altura (H) deve ser a média dos valores 
medidos em três geratrizes dispostas em planta, a aproximadamente 120°. A diferença medida entre 
as alturas máxima e mínima deve ser inferior a 2 %.
4.2.1 Posicionamento do corpo de prova ou testemunho
Para assegurar a correta centralização dos discos de carga sobre o corpo de prova ou testemunho, 
devem ser utilizados gabaritos com diâmetro igual ao diâmetro exterior (d) do corpo de prova ou testemunho, 
considerando a tolerância de ± 1 mm, e um furo centralizado com diâmetro interior aproximadamente 
igual ao do disco de carga + 1,5 mm (ver Figura 2). 
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Figura 2 – Gabaritos para o posicionamento dos discos de carga no corpo de prova
O conjunto formado pelo corpo de prova ou testemunho e pelos discos de carga deve ser centralizado 
nos pratos da máquina de ensaio. A excentricidade máxima permitida entre o eixo da máquina de 
ensaio e o disco de carga é de 5 mm.
4.3 Aplicação da carga
O carregamento deve ser realizado com velocidade de deslocamento vertical de (0,50 ± 0,05) mm/min. 
O ensaio pode ser finalizado quando o deslocamento vertical medido atingir no mínimo 4 mm após 
a carga de fissuração (Pf).
5 Expressão dos resultados
5.1 Cálculo da resistência à tração por duplo puncionamento
Para a determinação da resistência à tração por duplo puncionamento (ft), o parâmetro principal 
é a carga de fissuração (Pf), identificada na Figura 3. O cálculo da resistência à tração por duplo 
puncionamento (fissuração) deve ser realizado conforme a equação a seguir:
f
t
4
9
Pf
a H
×=
× π × ×
onde
ft é a resistência à tração por duplo puncionamento (fissuração), expressa em megapascals (MPa);
Pf é a carga que produz a fissuração, expressa em newtons (N);
a é o diâmetro do disco de aplicação da carga, expresso em milímetros (mm);
H é a altura do corpo de prova, expressa em milímetros (mm).
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5.2 Cálculo das resistências residuais
O cálculo das resistências residuais ( R, pf δ ) para diferentes níveis de deslocamento vertical (δp), contados 
a partir da carga de fissuração (Pf), deve ser feito pela seguinte equação:
p
R, p
4
9
P
f
a H
δ
δ
×
=
× π × ×
onde
R, pf δ é a resistência residual correspondente a um deslocamento vertical δp, expressa em 
megapascals(MPa);
pPδ é a carga residual correspondente a um deslocamento vertical δp, expressa em newtons (N);
a é o diâmetro do disco de aplicação da carga, expresso em milímetros (mm);
H é a altura do corpo de prova, expressa em milímetros (mm).
Os valores das resistências residuais devem ser determinados para os níveis de deslocamento vertical 
pós-fissuração (δp) indicados na Figura 3.
 
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C
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(k
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)
Deslocamento vertical - δp (mm)
P0,5
P1,5
P3,5
Pf
P2,5
Mínimo 4 mm 
Figura 3 – Diagrama de carga versus deslocamento vertical, identificando os pontos 
de carga para obtenção dos parâmetros
5.3 Cálculo da tenacidade (opcional)
A tenacidade ou energia, expressa em joules (J), é calculada pela área sob a curva de carga por 
deslocamento vertical (δp), após a carga de fissuração (Pf). A Figura 4 apresenta o gráfico de carga 
por deslocamento vertical e de energia por deslocamento vertical.
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(J
)
Ca
rg
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(k
N
)
δp (mm)
Figura 4 – Diagrama de carga versus deslocamento vertical e de energia 
versus deslocamento vertical
5.4 Relatório de ensaio
O relatório do ensaio deve conter no mínimo as seguintes informações:
 a) identificação do corpo de prova ou testemunho;
 b) data de moldagem ou extração;
 c) local e data do ensaio; 
 d) instituição e técnico responsável pelo ensaio; 
 e) número de corpos de prova ou testemunhos ensaiados; 
 f) dimensões do corpo de prova ou testemunho, determinadas com exatidão de 0,1 mm;
 g) defeitos detectados no corpo de prova ou testemunho;
 h) carga de fissuração e resistência à tração por duplo puncionamento (fissuração);
 i) cargas e resistências residuais para valores de deslocamento vertical iguais a 0,5 mm, 1,5 mm, 
2,5 mm e 3,5 mm;
 j) tenacidade acumulada pós-fissuração para valor até 3,5 mm de deslocamento vertical;
 k) diagrama de carga versus deslocamento vertical;
 l) registro fotográfico do topo e da base dos corpos de prova ou testemunhos ensaiados, devidamente 
identificados;
 m) referência a esta Norma.
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