Projecto Semestral composição do betão - ISUTC - Lauro Mota

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Instituto Superior de Transportes e Comunicações 
 
 
 
 
 
 
 
“Projecto Semestral” 
 
 
Licenciatura em Engenharia Civil e de Transportes 
 
Disciplina: Materiais de Construção I 
Docente: Engº Arsénio Muchate 
Discente(s): Lauro Mota, Malves Camilo, Marco Mondlane, Cindy Vermeulen, Constância 
Nhussi. 
Turma: C21 
 2º Ano 
 
 
 
 
Maputo, Junho - 2017 
	
	
Índice 
	
1.	INTRODUÇÃO	................................................................................................................................	2	
1.2.	Objectivos	............................................................................................................................................	2	
1.3.	Metodologia	........................................................................................................................................	3	
2.	FUNDAMENTOS	TEÓRICOS	.......................................................................................................	4	
2.1	Betão	......................................................................................................................................................	4	
2.2	Cimento	portland	...............................................................................................................................	5	
2.3	Agregados	ou	inertes	........................................................................................................................	5	
2.4	Aditivos	e	adjuvantes	.......................................................................................................................	5	
2.5	Norma	técnica	.....................................................................................................................................	6	
2.6	Massa	Volúmica	..................................................................................................................................	6	
2.7	Classes	de	Resistencia	do	betão	(NP	EN	206-1)	.......................................................................	6	
2.8	Classes	de	exposição	do	betão	(NP	EN	206-1)	..........................................................................	7	
2.9	Baridade	(NP	EN	1097-3)	................................................................................................................	8	
3.	Ensaio	de	granulometria	(NP	EN	933-1)	......................................................................................	8	
3.1	Ensaio	de	abaixamento	de	cone	de	abrams	(NP	EN	12350-2)	............................................	9	
3.2	Ensaio	de	resistência	à	compressão	(NP	EN	12360)	..............................................................	9	
3.3	Metodologia	de	cálculo	de	composição	do	betão	pelo	método	de	Faury	......................	10	
4.	MATERIAIS	E	MÉTODOS	.........................................................................................................	10	
4.1	Materiais	utilizados	para	produzir	o	betão	............................................................................	11	
4.2	Ensaios	realizados	...........................................................................................................................	11	
5.	RESULTADOS	.............................................................................................................................	13	
5.1	Resultados	do	ensaio	de	granulometria	..................................................................................	13	
5.2	Resultados	do	ensaio	de	abaixamento	do	cone	de	Abrams	...............................................	14	
5.3	Cálculo	de	composição	do	betão	.................................................................................................	14	
6.	CONCLUSÕES	..............................................................................................................................	19	
7.	APENDICE	....................................................................................................................................	20	
 
 
 
 
 
2 
1. INTRODUÇÃO 
O uso do betão perfaz grande parte dos projetos de construção civil, devido a extensão 
do seu campo de aplicação o betão deve possuir características que lhe são impostas pelo tipo 
de obra em que é utilizado empregando processos de fabrico que lhe garantem uma certa 
uniformidade. A necessidade de construção de infraestruturas que promovem o 
desenvolvimento exige o uso racional dos recursos de modo a reduzir custos e desperdício de 
matéria prima, daí a importância do calculo de composição do betão. 
No âmbito do estudo sobre o betão, foi apresentado um trabalho de campo pelo regente 
da disciplina de Materiais de Construção I, este consistia na produção de um provete de betão. 
 
1.2. Objectivos 
O trabalho tinha como objectivo produzir um betão em que seriam aplicados os métodos 
de calculo de composição e produção de betão estudados durante o semestre, e adiante submeter 
a peça à ensaios para determinar a sua resistência. 
Para a execução do mesmo foram realizados ensaios de baridade, granulometria, 
abaixamento do cone de Abrams e compressão aos 4 dias. Para o efeito de produção do betão 
especificado foi feito o cálculo da sua composição. 
Neste trabalho foi feita uma descrição das observações feitas durante os ensaios no 
laboratório LabCiv do Instituto Superior de Transportes e Comunicações (ISUTC). Tendo 
como objectivo descrever os materiais de produção, método de calculo da sua composição, e 
produção do betão. 
 
 
 
 
 
3 
1.3. Metodologia 
1.3.1. Natureza do estudo 
Tratou-se de uma pesquisa laboratorial pois nesta factos são observados, registados, 
analisados, classificados e interpretados, sem interferência do pesquisador utilizando técnicas 
uniformizadas de coleta de dados (questionário e observação sistemática). 
 
1.3.2. Fases do procedimento 
Tendo em vista a concretização do objectivo, a metodologia de desenvolvimento do 
trabalho envolveu as seguintes fases: 
1. Identificação e recolha de informação de cariz literário sobre a matéria deste trabalho, 
pesquisa em livros e na internet. 
2. Realização de ensaios: ensaio de baridade e ensaio de granulometria. 
3. Tratamento e analise da informação recolhida nos ensaios. 
4. Reflexão e conclusões. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS 
2.1 Betão 
Betão é o material mais utilizado na construção civil, composto por uma mistura de 
ligante hidráulico, areia, pedra e água, além de outros materiais eventuais, os aditivos e os 
adjuvantes. 
Historicamente, os romanos foram os primeiros a usar uma versão deste material, no 
entanto, o material só veio a ser desenvolvido e pesquisado no século XIX. 
Quando armado com armaduras passivas, recebe o nome de betão armado, e quando for 
armado com armaduras ativas recebe o nome de betão protendido ou betão pré-esforçado. 
Além disso existem vários tipos de betões especiais, como o betão auto-adensável, betão 
leve, betão pós-reativo, betão colorido, betão com fibras, que são utilizados de acordo com 
necessidades especificas de cada projeto. 
 
Em suma, o betão é uma mistura compacta de: 
• Agregados grossos: pedras britadas, seixos rolados, etc; 
• Agregados finos: areia; 
• Ligante Hidráulico: cimento, cal, etc; 
• Água; 
• Aditivos: pozolanas, cinzas volantes, escórias de alto forno, etc; 
• Adjuvantes: aceleradores de presa, retardadores de presa, fibras, corantes, etc. 
 
 
 
 
 
 
5 
 
 
2.2 Cimento portland 
O cimento portland é um ligante hidráulico resultante da mistura homogênea de clínquer 
portland, gesso e aditivos normalizados que são moídos de forma a obter um pó muito fino, por 
sua vez, ligante hidráulico é um produto que ganha presa e endurece quando misturado com 
água, podendo aglomerar outros materiais, tais como agregados grossos e areia. 
 
2.3 Agregados ou inertes 
São materiais com forma e volume aleatórios, possuindo dimensões e propriedades 
adequadas para a produção de betão. Têm um custo relativamentereduzido, sendo este um dos 
motivos para a sua utilização. Os agregados com emprego constante na construção civil são a 
areia e a brita. 
2.4 Aditivos e adjuvantes 
 
• Aditivo é um material inorgânico, finamente dividido, que é adicionado ao cimento 
com a finalidade de melhorar certas propriedades ou adquirir propriedades especiais que 
este não possua. 
• Adjuvante é uma substância usada em percentagem inferior a 5%, adicionada durante a 
amassadura, aos componentes normais das argamassas e betões, com o fim de modificar 
certas propriedades a fim de cumprimento dos requisitos específicos de cada obra, 
podem ser adicionados quer no estado fluido quer no estado sólido, quer na passagem 
de um estado para outro. 
 
 
 
6 
 
2.5 Norma técnica 
Uma norma técnica (ou padrão) é um documento, normalmente produzido por um 
órgão oficial acreditado para tal, que estabelece regras, diretrizes, ou características acerca de 
um material, produto, processo ou serviço. 
Neste trabalho foram utilizadas as normas: Portuguesa (NP) e American Society for 
Testing and Materials (ASTM). 
 
2.6 Massa Volúmica 
A massa volúmica ou massa volumétrica de um corpo define-se como o quociente entre 
a massa e o volume desse corpo. Desta forma pode-se dizer que a massa volúmica mede o grau 
de concentração de massa em determinado volume. A unidade SI é quilograma por metro 
cúbico ("#/%&). 
 
2.7 Classes de Resistencia do betão (NP EN 206-1) 
 
 
 
Fig. 1 – Classes de resistência do betão. Fonte: Regulamento de Betões Armado e Pré-esforçados 
 
 
7 
2.8 Classes de exposição do betão (NP EN 206-1) 
 
 
 
 
Fig. 2 - Sem risco de corrosão ou ataque. Fonte: Norma Portuguesa EN 206-1 
Fig. 3 - Corrosão induzida por carbonatação . Fonte: Norma Potuguesa EN 206-1 
 
Fig. 4 - Corrosão induzida por cloretos não provenientes da água do mar. Fonte: Norma Potuguesa EN 206-1 
 
 
 
8 
2.9 Baridade (NP EN 1097-3) 
A baridade é calculada a partir da massa seca dos agregados, preenchendo um dado 
recipiente pela capacidade do recipiente. 
( = %* −%,-.
 
Onde: %* − é a massa do recipiente com material; %, − massa do recipiente vazio; 
-. − Volume do recipiente. 
 
 
 
3. Ensaio de granulometria (NP EN 933-1) 
O ensaio de granulometria é o processo utilizado para a determinação da percentagem 
em peso que cada faixa especificada de tamanho de partículas representa na massa total 
ensaiada. Através dos resultados obtidos desse ensaio é possível a construção da curva de 
distribuição granulométrica, tão importante para a classificação dos solos bem como a 
estimativa de parâmetros para filtros, bases estabilizadas, permeabilidade, capilaridade etc. 
A determinação da granulometria de um solo pode ser feita apenas por peneiramento ou 
por peneiramento e sedimentação, se necessário. 
 O método adoptado neste ensaio foi a peneiração a seco com malhas ASTM. 
Fig. 5 – Determinação de baridade de um inerte. Fonte: Autor 
 
 
9 
Percentagem Retida: é a percentagem retida numa determinada peneiro. Obtem-se este 
percentual, através do peso seco da amostra, pesa-se o material retido, divide-se este pelo peso 
seco total e multiplica-se por 100. 
Percentagem Acumulada: é a soma dos percentuais retidos nas peneiras superiores, com 
o percentual retido na peneira em estudo. 
Percentagem que Passa é o peso de material que passa em cada peneiro, referido ao peso 
seco da amostra. 
Módulo de Finura: é a soma dos percentuais acumulados em todas as peneiras da série 
normal, dividida por 100. Quanto maior o módulo de finura, mais grosso será o solo. 
Dimensao Máxima: Corresponde ao número da peneiro da série normal na qual a 
percentagem acumulada é inferior ou igual a 5%, desde que esta porcentagem seja superior a 
5% no peneiro imediatamente abaixo. 
 
3.1 Ensaio de abaixamento de cone de abrams (NP EN 12350-2) 
O betão fresco é compactado no interior de um molde com a forma tronco-cónica (cone 
de Abrams). Quando o cone é removido subindo-o, o abaixamento do betão estabelece a 
medida da sua consistência. 
 
3.2 Ensaio de resistência à compressão (NP EN 12360) 
Fig. 6 – Classes de abaixamento. Fonte: NP EN 206-1 
 
 
10 
A tensão de rotura do betão à compressão deve ser determinada por ensaios de cubos de 
20 cm de aresta ou por ensaios de cilindros de 15 cm de diâmetro e 30 cm de altura. 
 
3.3 Metodologia de cálculo de composição do betão pelo método de Faury 
Para o cálculo da curva de referência de faury e respectivo módulo de finura, são tidos 
em conta alguns parâmetros fundamentais, como: 
• Dimensão máxima do agregado (D); 
• Raio médio do molde (em geral tomado igual a D); 
• Trabalhabilidade do betão e tipo de vibração. 
 
4. MATERIAIS E MÉTODOS 
Dados de entrada: 
Classe de resistência: B30 (C25/30) 
Abaixamento: 5 − 10	(3%) 
Massa Volúmica do cimento: 3100	"#/%& 
Baridade do Basalto – 2650	"#/7%& 
Baridade da Sarisca – 2,10	"#/7%& 
Baridade da Areia grossa – 1,42	"#/7%& 
Cimento – 10 Kg 
Basalto e sarisca – 15 Kg 
Areia grossa – 10 Kg 
 
Obs: Os materiais foram óbitos no campus da Instituição (ISUTC). 
 
 
 
11 
4.1 Materiais utilizados para produzir o betão 
• Cimento Portland CEM II / B-L 42,5 N, produzido pela Cimentos de Moçambique; 
• Inertes: Areia grossa, Sarisca, Basalto; 
• Água; 
 
4.2 Ensaios realizados 
1) Granulometria 
2) Abaixamento do cone de abrams 
 
 
 
4.2.1 Materiais utilizados no ensaio de granulometria 
• Peneiros; 
• Balança; 
• Inertes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fig. 7 – Classes de abaixamento. Fonte: Autor 
Fig. 8 – Inertes. Fonte: Autor 
 
 
12 
4.2.1 Procedimento experimental para ensaio de granulometria 
• Introduzir materiais (inertes) no peneiro; 
• Movimentar no sentido horário e anti-horário; 
• Registar o peso retido; 
• Repetir os passos anteriores até que não haja mais material que passa de um peneiro 
para outro. 
4.2.2 Materiais utilizados no ensaio de abaixamento do cone de abrams 
• Cone de abrams; 
• Varão para compactação (apiloamento); 
• Régua; 
• Betão. 
4.2.2 Procedimento experimental para ensaio de abaixamento do cone de abrams 
1. O provete deve ser homogeneizado no tabuleiro; 
2. Humedecer o molde (cone de Abrams) e a placa/superfície; 
3. Colocar o molde na placa/superfície horizontal; 
4. Manter o molde fixo contra a placa/superfície; 
5. Encher o molde em 3 camadas (1/3 da altura do molde); 
6. Compactar cada camada com 25 pancadas; 
7. Na camada de topo, amontoar o betão acima do molde; 
8. Depois da camada de topo ter sido compactada, rasar a superfície de betão; 
9. Remover o cone de Abrams subindo-o cuidadosamente na vertical 
10. Realizar toda a operação desde o inicio de enchimento até à remoção do molde, sem 
interrupção, durante mais ou menos 150 segundos 
11. Medir o abaixamento (h). 
 
 
13 
5. RESULTADOS 
 
5.1 Resultados do ensaio de granulometria 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gráfico 1 – Curvas granulométricas resultantes do ensaio 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.0065 0.075 0.149 0.297 0.595 1.19 2.38 4.76 9.52 12.7 19.1
%
 P
as
sa
da
Abertura da malha
Basalto
Sarisca
Areia grossa
Tabela 1 - Resultados do ensaio granulométrico 
Abert. da malha 
% que passa 
Basalto Sarisca Areia 
50 100.00 100.00 100.00 
37.5 100.00 100.00 100.00 
25 100.0 100.00 100.00 
19 91.5 100.00 100.00 
12.5 40.5 97.25 100.00 
9.5 3.8 54.09 100.00 
4.75 0.8 1.67 100.00 
2.36 0.4 0.39 94.43 
1.18 0.0 0.31 70.47 
0.6 0.0 0.31 20.91 
0.3 0.0 0.31 6.44 
0.15 0.0 0.31 1.95 
0.0075 0.0 0.31 0.31 
Módulos de finura: 4.366 5.536 7.769 
 
 
14 
5.2 Resultados do ensaio de abaixamento do cone de Abrams 
• Mediu-se um abaixamento de 6 cm 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.3 Cálculo de composição do betão 
Dados 
Massa Volúmica da Areia = 1,88 kg/ 3dm = 1880 kg/ 3m 
Massa Volúmica da Sarisca= 2,10 kg/ 3dm = 2100 kg/ 3m 
Massa Volúmica de ¾ = 1,42 kg/ 3dm = 1420 kg/ 3mDimensão máxima 
À partir das tabelas: 19,1 mm 
Cimento 
: = 165 + 0.2 = − 300 
0.5×= = 165 + 0.2 = − 300 
= = 350?# 
Fig.9 – Coloção de betão no cone de 
abrams. Fonte: Autor 
Fig. 10 – Abaixamento. Fonte: Autor 
 
 
15 
Resistência Característica 
@A3BCDEFℎA7B = 20(H3" − 10)
IJ
 
H3" = =A I
J
20 − 10 
H3" = 21.5KLA 
Água 
:
= = 0.5 
: = 175F/%& 
Percentagem de Cimento 
-3 = =KN 
-3 = 0,111	
= +% + A + -N = 1	
% = 0,694%&	
P3 = 33 + % 
P3 = 13,8%	
 
PD/2 
: = 30	
( = 2	
PI/2 = : + 17 I5 +
(
S
I− 0.75
 
TU/V = WX, W% 
 
 
 
16 
 
Percentagem de comparticipação dos inertes obtidas pelo método gráfico 
:YEZA	 + 	=Z%EC[B	 = 	51%	
:YEZA	 = 	37,2%	
(YZ[A	1	 = 	27%	
(YZ[A	2	(\AYZD3A) 	= 	22%	
 
Módulos de finura de Faury e da mistura 
:YEZA	 = 	3,068	
(YZ[A	1	 = 	7,07	
(YZ[A	2	(\AYZD3A) 	= 	6,44 
	
KH]^_`abc = 3,068×0,372 + 7,07×0,27 + 6,44×0,22 = 4,47 
defghij = k, lVk 
 
 
 
Ajustamento das percentagens 
:YEZA	(+11%) 	= 	48,2%	
(YZ[A	1	(−11%) 	= 	16%	
(YZ[A	2	(\AYZD3A) 	= 	22% 
	
KH]^_`abc = 4,027 
 
 
 
17 
Restabelecimento 
• Areia 
:YEZA = 48,286,2×100 = 55,9% 
• Brita 1 
(YZ[A	1 = 1686,2×100 = 18,6% 
• Brita 2 
(YZ[A	2 = 2286,2×100 = 25,5% 
Quantidades ou comparticipação por m3 
:YEZA = 694×0,559×1,59 = 616,8# 
 
(YZ[A	1 = 694×0,186×1,5 = 193,6# 
 
(YZ[A	2 = 694×0,255×1,5 = 265,5# 
 
 
 
Traço: 
=Z%EC[B: :YEZA: (YZ[A2: (YZ[A	1: Á#oA 
350
350 :
616,8
350 :
265,5
350 :
193,6
350 :
175
350 
p: p. X: l. X: l. W: l. q 
 
 
 
18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
100.0
Tracado da curva da mistura ajustada
Curva de 
Faury
Gráfico 2 
 
 
19 
6. CONCLUSÕES 
Não sendo possível fazer o ensaio de ruptura por compressão, não se determinou a 
tensão de ruptutra do provete, recorrendo à fórmulas empíricas para este cálculo. 
O Betão é o material estrutural mais aplicado em construção civil, devido à facilidade 
de criação de qualquer peça, mão-de-obra barata e não especializada para a confecção e 
materiais que o compõem disponíveis em quase qualquer região do planeta. O betão é 
necessário para o desenvolvimento das cidades de pequeno e médio porte, influenciando 
favoravelmente em vários sectores, influenciando na infraestrutura urbana e na qualidade do 
ambiente construído. 
Devido às suas inúmeras vantagens, tem sido o material mais usado na construção de 
prédios residenciais, comerciais, industriais e públicos, pontes, viadutos, barragens, túneis, 
silos, reservatórios, etc. Entre as vantagens deste material de construção podem ser citadas: 
baixo custo relativo, disponibilidade dos seus materiais componentes em quase todos os 
lugares, versatilidade, adaptabilidade, durabilidade e possibilidade de incluir refugos industriais 
na sua produção. 
 
 
 
 
 
 
 
 
20 
7. APENDICE 
À seguir apresentam-se as folhas de calculo e curvas granulometricas traçadas durante 
o calculo da composição do betão pelo método de faury.