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MÉTODO DE DOSAGEM MÉTODO DE DOSAGEM DE CONCRETO CONVENCIONAL1 1 Método de Dosagem IPT/ EPUSP 2 É a indicação da quantidade dos materiais que constituem as argamassas e os concretos. 3 Método de Dosagem – IPT/ EPUSP ESTUDO DOS TRAÇOS 3 4 c: a: b a/c Método de Dosagem IPT/ EPUSP Os traços para a produção de concretos são indicados da seguinte maneira: 1º algarismo indica a quantidade de cimento a ser usado. CIMENTO 2º algarismo indica a quantidade de areia a ser usada. AREIA 3º algarismo indica a quantidade de brita a ser usada. BRITA 4 Água/cimento Método de Dosagem – IPT/ EPUSP ESTUDO DOS TRAÇOS 55 Os traços podem ser representados de diferentes maneiras: 3 Traço em Massa (TM); Traço em Volume (TV); Traço Massa combinado com Volume (TMV) Método de Dosagem – IPT/ EPUSP ESTUDO DOS TRAÇOS 6 Método de Dosagem IPT/ EPUSP 5 CIMENTO 6,80 kg AREIA 14,00 kg BRITA 20 kg água inicial 3,40 kg Representação dos traços de concreto TM: Traço em massa (kg) de todos os materiais do concreto TV: Traço em volume de todos os materiais do concreto TMV: Traço em volume só dos agregados, sendo o cimento dado em massa: 77 Cimento = 371 kg/m3 Areia = 764 kg/m3 Brita = 1090 kg/m3 Água= 150 kg ou litros Considerando a representação de um traço de concreto de uma Central de Concreto (em kg/m3) 3 Em kg por m3 de materiais Representação dos traços de concreto Cimento = 1 Areia = 2,06 Brita = 2,94 a/c= 0,40 Dividindo todos os componentes do traço pelo valor do CIMENTO obtemos o TRAÇO UNITÁRIO. 8 3 TRAÇO UNITÁRIO Cimento = (371 kg/m3 ) / 371 Areia = (764 kg/m3) / 371 Brita = (1091 kg/m3) / 371 Água= (150 kg ) / 371 Representação dos traços de concreto Cimento = 1 Areia = 2,06 Brita = 2,94 A/C= 0,40 9 3 TRAÇO UNITÁRIO Representação dos traços de concreto Quando a representação do cimento é 1 O traço é chamado de “TRAÇO UNITÁRIO” 1: 2,06: 2,94 a/c= 0,40 Consumo Cimento = 371 kg/m3 O TRAÇO UNITÁRIO pode ser representado de duas maneiras. 10 1: m 3 1: a : b a/c a/c m= a + b Representação dos traços de concreto Exemplo: Traço Unitário: 1: 2,06: 2,94 a/c=0,40 Exemplo: Traço Unitário: 1: 5 a/c=0,40 m= 2,06 + 2,94 m= 5 11 Traço em massa de todos os materiais que constituem o concreto. MÉTODO DO IPT Método de Dosagem IPT/ EPUSP Maior precisão e controle sobre os materiais. 6 Estudo de traços de concreto 12 12 13 13 14 14 CONSIDERAÇÕES SOBRE O MÉTODO: Não exige conhecimento prévio dos agregados; Relação a/c parâmetro mais importante para o concreto estrutural. 15 15 CONSIDERAÇÕES SOBRE O MÉTODO: O método entende que a melhor proporção entre os agregados disponíveis é aquela que consome a menor quantidade de água para obter um certo abatimento requerido (slump). Fixada a trabalhabilidade (abatimento), exploram-se diferentes teores de argamassa e relações água/cimento. 16 16 CONSIDERAÇÕES SOBRE O MÉTODO: O método consiste em moldar três tipos distintos de traços (rico, intermediário e pobre). Montagem de um Diagrama de Dosagem 17 17 CONSIDERAÇÕES SOBRE O MÉTODO: O método consiste em moldar três tipos distintos de traços (rico, intermediário e pobre). 1:3 1:5 1:7 A dosagem sempre inicia pelo traço intermediário Determinação do abatimento (Slump); Determinação do teor de água sobre os materiais secos (H). Determinação do teor de argamassa (). 18 O QUE É NECESSÁRIO SABER PARA EXECUTAR O MÉTODO DE DOSAGEM DO IPT? CONSIDERAÇÕES SOBRE O MÉTODO: Conhecer algumas fórmulas básicas; Saber fazer “Regra de três”. 19 MÉTODO DO IPET - FÓRMULAS NECESSÁRIAS: = 1 + a 1 + m x100 Teor de argamassa do traço H= a/c 1 + m x100 Teor de água sobre materiais secos 1: m Traço cimento m= a + b Soma de areia + brita (traço unitário) a = areia b= brita 20 O MÉTODO DE DOSAGEM IPT/EPUSP PODE SER DIVIDIDO EM 5 ETAPAS 21 Ensaios Preliminares simples avaliação visual dos materiais; Nesse método não há necessidade de realização de ensaios para a avaliação da qualidade dos agregados. Caso não hajam dúvidas sobre a qualidade dos materiais, esses ensaios podem ser dispensados. Método de Dosagem IPT/ EPUSP 22 22 Moldagem do Traço Intermediário (1:5); Ajustes no teor de argamassa (); Ajuste da quantidade de água – para atingir o abatimento desejado. Método de Dosagem IPT/ EPUSP 23 23 Moldagem do Traço Rico (1:3); Moldagem do Traço Pobre (1:7); Com a DEFINIÇÃO dos parâmetros: teor de argamassa () e; teor de água sobre materiais secos (H) Método de Dosagem IPT/ EPUSP 24 24 Ruptura dos concretos nas idades de controle, em geral: 7 dias; 28 dias. Método de Dosagem IPT/ EPUSP 25 25 De posse de todos os resultados, é possível elaborar o Diagrama de Dosagem. Método de Dosagem IPT/ EPUSP 26 26 Método de Dosagem IPT/ EPUSP 27 27 1) Para o traço Unitário 1:5 determina-se um teor de argamassa inicial e uma quantidade de água (até 5 litros). Método de Dosagem IPT/ EPUSP 28 28 2) Determina-se os valores de areia (a) e brita (b) para o traço unitário 1:5 a partir dos parâmetros já definidos. = 1+a 1+m Traço Unitário: 1:m 1:5 Dados: m= 5 = 48% 48% = 1+a 1+5 a = 1,88 m = a + b 1º 2º 3º 5 = 1,88 + b b = 3,12 4º Traço Unitário 1: 1,88: 3,12 Método de Dosagem IPT/ EPUSP 29 29 3) Determina-se o quantitativo dos materiais (kg) para o traço 1:5. Traço Unitário INICIAL 1: 2,88: 2,12 = 48% 1: 5 20 kg IMPORTANTE: A quantitativo de brita é mantida fixa. A quantidade de brita é mantida fixa nos traços e depende do volume da betoneira. 20 kg moldar 10CPs. Método de Dosagem IPT/ EPUSP 30 30 3) Determina-se o quantitativo dos materiais (kg) para o traço 1:5. Traço Unitário INICIAL: 1: 1,88: 3,12 = 48% 20 kg 1º Cálculo da Brita 3,12 2º Cálculo da Areia 20 kg3,12 a1,88 areia = 12,05 kg 3º Cálculo do Cimento 20 kg3,12 c1 cimento = 6,41 kg Método de Dosagem IPT/ EPUSP 31 31 4) Determina-se o quantitativo dos materiais (kg) para o traço 1:5. Traço Unitário INICIAL = 48% Brita = 20 kg areia = 12,05 kg cimento = 6,41 kg Água estimada inicial = 4 litros ou 4 kg a/c= (4 /6,41) =0,62 Cálculo dos materiais com a variação do teor de argamassa. 1: 1,88: 3,12 32 5) Montar uma tabela com o TRAÇO INICIAL e com as variações dos teores de argamassa. (%) m = 5 CIMENTO AREIA BRITA TEOR DE ARGAMASSA TRAÇO UNITÁRIO (1:a:b) MASSA TOTAL (kg) ACRÉSCIMO (kg) MASSA TOTAL (kg) ACRÉSCIMO (kg) (kg) 48% 1: 1,88: 3,12 6,41 12,05 20 52% 20 53% 20 54% 20 O concreto iniciará com um teor de argamassa de 48%, no entanto precisamos calcular os acréscimos de cimento e areia, caso seja necessário alterar o teor de argamassa do concreto. Método de Dosagem IPT/ EPUSP 33 33 6) Utilizando as fórmulas já conhecidas e regras de três, devemos preencher a tabela, calculando o traço unitário e o quantitativo de materiais. (%) m = 5 CIMENTO AREIA BRITA TEOR DE ARGAMASSA TRAÇO UNITÁRIO (1:a:b) MASSA TOTAL (kg) ACRÉSCIMO (kg) MASSA TOTAL (kg) ACRÉSCIMO (kg) (kg) 48% 1: 1,88: 3,12 6,41 12,05 20 52% 1: 2,12:2,88 20 53% 1: 2,18: 2,82 20 54% 1: 2,24: 2,76 20 = 1+a 1+m m = a + b Exemplo: Para =52% 52% = 1+a 1+5 a=2,12 b=2,88 34 a m = 5 CIMENTO AREIA BRITA TEOR DE ARGAMASSA TRAÇO UNITÁRIO (1:a:b) MASSA TOTAL (kg) ACRÉSCIMO (kg) MASSA TOTAL (kg) ACRÉSCIMO (kg) (kg) 48% 1: 1,88: 3,12 6,41 12,05 20 52% 1: 2,12: 2,88 6,94 14,72 20 53% 1: 2,18: 2,82 7,09 15,46 20 54% 1: 2,24: 2,76 7,25 16,23 20 - 0,53 2,67- 0,15 0,16 0,74 0,77 Método de Dosagem IPT/ EPUSP INÍCIO 34 7) Com a tabela preenchida, calculamos os acréscimos de cimento e de areia. 35 Método de Dosagem IPT/ EPUSP 35 8) Pesagem do traço iniciale dos acréscimos de cimento e areia Brita = 20 kg areia = 12,05 kg cimento = 6,41 kg Água estimada inicial = 4 litros ou 4 kg a/c= (4 /6,41) =0,62 Traço Inicial - = 48% Determina-se o abatimento desejado – em geral Slump = 8 2 cm Método de Dosagem IPT/ EPUSP • porção de concreto ≥ 6 kg; • eliminar o material excedente; • limpeza das pás da betoneira. 36 36 9) Imprimação da betoneira Método de Dosagem IPT/ EPUSP 1º 100% agregado graúdo; 2º- parte da água; 3º- 100% cimento; 4º- parte da água 5º- 100% agregado miúdo; 6º- restante da água. 10) Lançamento dos materiais na betoneira para a 1º mistura do estudo de dosagem (Traço = 48%). 37 37 38 38 1º 2º 3º 4º pedra Parte da água cimento Areia + restante da água Ordem de colocação dos materiais na betoneira. Método de Dosagem IPT/ EPUSP 10) Lançamento dos materiais na betoneira para a 1º mistura do estudo de dosagem (Traço = 48%). O incremento de areia + cimento + água é finalizado quando o “Slump” estiver dentro dos limites estabelecidos (8 2 cm). 39 39 Análise da consistência do concreto. Ajuste do concreto com a variação do teor de argamassa. Ensaio de abatimento Fixação de (teor ótimo de argamassa); Método de Dosagem IPT/ EPUSP A dosagem inicia com um traço com teor baixo de argamassa (por ex: =48%) 11) Verificação da consistência e ajustes no teor de argamassa Os materiais são inseridos na betoneira e misturados. Ensaio de abatimento Método de Dosagem IPT/ EPUSP Lançamento dos acréscimos sucessivos de areia e cimento na mistura, complementando a água até a OBTENÇÃO do teor ótimo de argamassa e o abatimento desejado. 40 40 11) Verificação da consistência e ajustes no teor de argamassa A determinação do teor ideal de argamassa na mistura do concreto é feito por tentativas e observações práticas. Exemplo ilustrativo do ajuste do teor de argamassa. Método de Dosagem IPT/ EPUSP • melhor aparência concreto • > custo por metro cúbico • > risco de fissuração por origem térmica e por retração de secagem • > porosidade do concreto • falhas de concretagem 41 41 Quais as consequências da falta ou do excesso de argamassa em um traço de concreto? Método de Dosagem IPT/ EPUSP 42 42 12) Após a determinação do teor ótimo de argamassa do Traço Intermediário (1:5) deve-se realizar a moldagem dos concretos de acordo com as normas técnicas. Normalmente as idades de controle são: 7, 28 e 91 dias ; Determina-se as massas específicas dos concretos no estado fresco. Método de Dosagem IPT/ EPUSP 43 43 12) Após a moldagem do traço 1:5, a partir da quantidade de água utilizada determina-se o “Teor de água sobre os materiais secos” (H) Brita = 20 kg areia = 14,47 kg cimento = 7,09 kg Água final= 3,76kg a/c=0,53 Traço Final - = 53% Determina-se- o H Método de Dosagem IPT/ EPUSP H Teor de água sobre materiais secos (%). 44 44 H = a/c 1 + m x 100 12) Após a moldagem do traço 1:5, a partir da quantidade de água utilizada determina-se o “Teor de água sobre os materiais secos” (H) H = 0,53 1 + 5 x 100 = 8,83% H = 8,83% Método de Dosagem IPT/ EPUSP 45 45 13) Com o “Teor de água sobre os materiais secos” (H) e o teor de argamassa definidos (=53%) efetua-se o cálculo dos traços rico (1:3) e pobre (1:7) Fixa-se o “” para todos os traços (1:3; 1:5 e 1:7); O “H” é usado como estimativa da relação a/c (água inicial) dos demais traços (1:3 e 1:7). 46 46 Traço: 1:5 Traço Intermediário ( m=5 ) = 53% H = 8,83% Traço: 1:7 Traço Pobre: menor consumo de cimento. (m +2) Traço: 1:3 Traço Rico: maior consumo de cimento (m-2) O “H” ajudará a calcular a água estimada dos traços intermediários (água necessária para o abatimento estabelecido). 13) Cálculo do quantitativo de materiais dos traços rico (1:3) e pobre (1:7) 47 47 = 53% H = 8,83% Traço: 1:3 Traço Rico: maior consumo de cimento (m-2) Cálculo do quantitativo de materiais do Traço Rico (1:3) 1) Cálculo do traço Traço Unitário = 1+a 1+m 53% = 1+a 1+3 m= b-a b= 3-1,12 a = 1,12 b=1,88 c = 1 a = 1,12 b= 1,88 Traço 1:3 em Kg c= 10,64 kg a = 11,91 kg b= 20 kg H = a/c 1 + m x 100 a/c= (8.83%)*(4) a/c= 0,35 água= 0,35 * 10,64 água= 3,72 kg 48 48 = 53% H = 8,83% Traço: 1:7 Traço Rico: maior consumo de cimento (m+2) Cálculo do quantitativo de materiais do Traço pobre (1:7) 1) Cálculo do traço Traço Unitário = 1+a 1+m 53% = 1+a 1+7 m= b-a b= 7-3,24 a = 3,24 b=3,76 c = 1 a = 3,24 b= 3,76 Traço 1:7 em Kg c= 5,32 kg a = 17,23kg b= 20 kg H = a/c 1 + m x 100 a/c= (8.83%)*(8) a/c= 0,71 água= 0,71* 5,32 água= 3,78 kg Método de Dosagem IPT/ EPUSP Dosagem dos traços rico e pobre (1:3 e 1:7) 1) Fixa-se o teor de argamassa ótimo () e calcula-se o traço unitário e o traço em massa dos traços intermediários (1:3 e 1:7); 49 4) Moldagem dos corpos-de-prova para ruptura à compressão; 5)Determinam-se as massas específicas desses concretos para o calculo do consumo real de cimento. 49 2) Tomando-se como referência o H % do traço intermediário (Traço:1:5) calcula-se a quantidade de água estimada a ser adicionada nos concretos; 3)A água deve ser adicionada aos poucos até atingir o abatimento especificado ( 8 ±2 cm); 50 51 A determinação da massa específica do concreto é importante para a determinação do consumo de cimento do traço (utilizado no diagrama de dosagem). Massa específica do concreto Massa do concreto fresco Volume do recipiente Massa específica do concreto kg/dm3 = 52 Massa específica do concreto kg/dm3 Calculo do volume do recipiente Altura=20cm Diâmetro=10cm hRVcil 2 1. Pesar o recipiente vazio (CP) 2. Pesar o recipiente com o concreto (CP + concreto) 3. Massa do concreto em kg ((2) – (1)) Conversão: 1 dm3 = 1000 cm3 Como calcular: Massa específica do concreto Massa do concreto fresco Volume do recipiente = 53 54 54 CONSUMO REAL DE CIMENTO 55 56 Onde: c massa específica REAL do cimento (kg/dm 3); a massa específica REAL da areia (kg/dm 3); b massa específica REAL da brita (kg/dm 3); x relação água/cimento (a/c) C é o consumo de cimento por metro cúbico de concreto (1000 dm3). 1:a:b Traço unitário x a/c Conversão: 1 m3 = 1000 dm3 56 Método de Dosagem IPT/ EPUSP CONSUMO TEÓRICO DE CIMENTO x ba C bac 1 1000 57 57 ..... A partir das equações matemáticas é possível determinar o traço em função da resistência requerida. 1 - Após a ruptura dos corpos-de-prova nas idades especificadas; 3 – É possível efetuar a Montagem do Diagrama de Dosagem 4 - Determinação das equações matemáticas Excell 58 58 MONTAGEM DO DIAGRAMA DE DOSAGEM 2 – Com as informações obtidas durante as dosagens; 59 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 a/c 10 20 30 40 50 fc (MPa) 3 4 5 6 7 8 m(kg/kg) 200300400500600 C(kg/m³) Abatimento = 70 ± 10 mm Resistência à compressão 7 dias 28 dias log(fc28) = -2.53375 * a/c + 4.61813 log(fc7) = -2.68137 * a/c + 4.54249 m = 11.2553 *a/c - 1.28876 Método de Dosagem IPT/ EPUSP LEI DE ABRAMS LEI DE LYSELEI DE MOLINARI 59 Resistência à compressão axial X Relação a/c Relação a/c X m Consumo de cimento X m 60 LEI DE ABRAMS Para um certo conjunto particular de materiais, a resistência do concreto é função da relação a/c. Quanto maior a relação água/cimento, menor a resistência. Menor durabilidade 60 61 LEI DE LYSE Para um certo conjunto particular de materiais, mantida a consistência do concreto (abatimento), o traço "m" é diretamente proporcional à relação a/c. 0,30 0,52 0,69 61 62 LEI DE MOLINARI O consumo de cimento de um concreto correlaciona-se com o valor do traço seco “m” através de uma curva do tipo: 3 5 7 580 350 285 TRAÇOS: 1:3 1:5 1:7 (580kg/m3) (350kg/m3) (285kg/m3) (Exemplo ilustrativo) 62 Método de Dosagem IPT/ EPUSPExemplo de um Diagrama de Dosagem 63 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 a/c 10 20 30 40 50 fc (MPa) 3 4 5 6 7 8 m(kg/kg) 200300400500600 C(kg/m³) Abatimento = 70 ± 10 mm Resistência à compressão 7 dias 28 dias log(fc28) = -2.53375 * a/c + 4.61813 log(fc7) = -2.68137 * a/c + 4.54249 m = 11.2553 *a/c - 1.28876 63 64 Referências Bibliográficas ISAIA,G.C. Concreto. Ensino, pesquisa e realizações - Volume 1 e Volume 2. Editora: IBRACON, 2005. Notas de aula- professor David Grubba https://pt.slideshare.net/davidgrubba/materiais-de-construo-propriedades-do-concreto MEHTA,P. K.; MONTEIRO, P.J.M. Concreto - Microestrutura, propriedades e materiais. Editora: IBRACON, 2008. AITCIN,P.C. Concreto de Alto Desempenho. Editora PINI, 1º Edicão, 2000. https://pt.slideshare.net/davidgrubba/materiais-de-construo-propriedades-do-concreto 65 Bibliografia Complementar ISAIA, G.C. Materiais de Construção Civil e Princípios de Ciência e Engenharia dos Materiais - Volume 1 e Volume 2. Editora: Ipsis Gráfica e Editora, 2007. SCHLUMPF,J.; HOFLER, J. Concreto projetado para túneis. Editora: Putzmeister (versão em português impressa pela Sika Brasil) - 2ª Edição,2004. BAUER, L.A.F. Materiais de Construção - Volume 1 e Volume 2. Editora LTC, 5ª Edição, 1994. ASHBY, M. F.; JONES, D. R. H. Engenharia de Materiais - Uma introdução a propriedades, aplicações e projeto. Volume 1 e Volume 2. Editora Campus, 3ª Edição, 2007. FREIRE, W. J.; BERALDO, A. L. Tecnologias e materiais alternativos de construção. Editora. Unicamp,2003.