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TECNOLOGIA DO BETÃO Exemplo de cálculo duma composição pelo método de Faury Dados: • Análise granulométrica dos inertes (quadro 1); • Massa Volúmica das britas, 2660 Kg/m3 • Massa Volúmica das areias, 2610 Kg/m3 • Massa Volúmica do cimento, 3160 Kg/m3 • Pretende-se um betão que tenha um abaixamento do cone de Abrams de 8 a 10 cm (betão mole) • Dosagem de cimento, 300 Kg/m3 Quadro 1 Material que passa através do peneiro, % Brita 1 Brita 2 Brita 3 Areia natural do rio Tejo * 125 100 100 100 100 * 63 100 100 100 100 40 100 100 100 100 * 31,5 100 100 100 100 25 100 100 94,3 100 20 100 100 83,9 100 * 16 100 100 40,5 100 12,5 100 83,8 5 100 * 8 100 20,2 0 100 6,3 76,6 5 0 100 * 4 15,3 3,2 0 100 * 2 4,6 0,7 0 99,3 * 1 2,3 0 0 95,3 * 0,5 1,3 0 0 44,2 * 0,25 0 0 0 28,2 * 0,125 0 0 0 0,4 0,063 0 0 0 0 0,0061 0 0 0 0 Análise granulométrica dos agregados (mm) Abertura da malha Exemplo de Cálculo de uma Composição pelo Método de Faury Página 2 de 11 Resolução: 1. Determinação da máxima dimensão do agregado (Critério ASTM) Como na brita mais grossa, brita 3, mais de 90% passa através do peneiro de 25 mm de abertura, verifica-se que a máxima dimensão do inerte mais grosso é D = 25 mm 2. Atribuição de valores aos parâmetros da curva de Faury O valor de A, parâmetro de trabalhabilidade da curva de Faury, procura-se no quadro 5.9 (A. Sousa Coutinho, Vol. II). Visto tratar-se dum betão mole, e como o agregado grosso é britado (brita 1, brita 2, brita 3) e o fino é composto por areia natural rolada, o valor de A a tomar é de 30. A este valor corresponde o de B (parâmetro de compacidade) igual a 2. A = 30 B = 2 Quanto ao valor de R, raio médio do molde a encher, vamo-nos colocar na posição mais desfavorável, praticamente, atribuindo-lhe um valor igual à máxima dimensão do agregado. R = 25 mm 3. Cálculo da ordenada do ponto de abcissa D/2 = 12,5 mm da curva de Faury 75,0 17510 + ++= D R BDAP %4,70 75,0 25 25 2251730 510 = + +×+=P Exemplo de Cálculo de uma Composição pelo Método de Faury Página 3 de 11 4. Curva de Referência do betão, incluindo o cimento 5. Módulo de Finura O módulo de finura é dado pelas seguintes expressões: • Através do Material Retido ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )[ ] 100 125,025,05,01248165,3163)125(∑ >+>+>+>+>+>+>+>+>+>+>=MF • Através do Material Passado Acumulado ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )[ ] 100 125,025,05,01248165,3163)125( 11 ∑ <+<+<+<+<+<+<+<+<+<+<−=MF Fazendo o cálculo do módulo de finura através do material retido, então, 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0, 06 3 0, 12 5 0, 25 0, 50 1, 0 2, 0 4, 0 6, 3 8, 0 12 ,5 16 20 25 6340 31 ,5 MALHAS (mm) M A TE R IA L Q U E PA SS A A TR A V ÉS D O P EN EI R O , % 0, 00 65 COMPOSIÇÃO DE BETÕES - MÉTODO DE FAURY d5 LEGENDA: Areia Brita 1 Brita 2 Brita 3 Curva de Referência de Faury Exemplo de Cálculo de uma Composição pelo Método de Faury Página 4 de 11 33,2 100 6,998,718,557,47,00 = +++++ =areiaMF 77,5 100 1001007,987,974,957,840 1 = ++++++ =britaMF 76,6 100 1001001001003,998,968,790 2 = +++++++ =britaMF 60,7 100 1001001001001001001005,590 3 = ++++++++ =britaMF 63,4 100 0,846,785,724,653,570,483,375,190 = ++++++++ =FauryMF 6. Cálculo da percentagem dos componentes (inertes e cimento) Desenhando as curvas granulométrica dos inertes no gráfico que contém a curva de referência e fazendo a construção geométrica, obtém-se 0 10 20 60 70 90 100 0, 06 3 0, 12 5 0, 25 0, 50 1, 0 2, 0 4, 0 6, 3 8, 0 12 ,5 16 20 25 6340 31 ,5 MALHAS (mm) M A TE R IA L Q U E PA SS A A TR A V ÉS D O P EN EI R O , % COMPOSIÇÃO DE BETÕES - MÉTODO DE FAURY d5 LEGENDA: Areia Brita 3 Brita 2 Brita 1 Curva de Referência de Faury 13 27 40 50 30 80 0, 00 65 24 36 Exemplo de Cálculo de uma Composição pelo Método de Faury Página 5 de 11 Areia e cimento 36% Brita 1 24% Brita 2 13% Brita 3 27% Exemplo do cálculo do material que passa acumulativo da mistura: %9,363,9936,0027,07,013,06,424,02# =×+×+×+×=Mistura A análise granulométrica da mistura dos componentes é a seguinte: Quadro 2 A curva granulométrica dos agregados compostos segundo a composição obtida. Brita 1 Brita 2 Brita 3 Areia natural do rio Tejo * 125 100 100 100 100 100 * 63 100 100 100 100 100 40 100 100 100 100 100 * 31,5 100 100 100 100 100 25 100 100 94,3 100 98,5 20 100 100 83,9 100 95,7 * 16 100 100 40,5 100 83,9 12,5 100 83,8 5 100 72,2 * 8 100 20,2 0 100 62,6 6,3 76,6 5 0 100 55,0 * 4 15,3 3,2 0 100 40,1 * 2 4,6 0,7 0 99,3 36,9 * 1 2,3 0 0 95,3 34,9 * 0,5 1,3 0 0 44,2 16,2 * 0,25 0 0 0 28,2 10,2 * 0,125 0 0 0 0,4 0,1 0,063 0 0 0 0 0 0,0061 0 0 0 0 0 Mistura Análise granulométrica dos inertes e da mistura Material que passa através do peneiro, % (mm) Abertura da malha do peneiro Exemplo de Cálculo de uma Composição pelo Método de Faury Página 6 de 11 Cálculo do volume de água pelo Método de Faury Expressão Geral da Água de Amassadura VVIA −= Expressão Geral do Índice de Vazios 75,0 ' 5 − += D R K D KI Os valores de K e K’ são retirados no quadro 5.4 do A. S. Coutinho, página 34, Volume II. Assim, • 30,0=K • 003,0'=K • 25=R • 25=D 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0, 06 3 0, 12 5 0, 25 0, 50 1, 0 2, 0 4, 0 6, 3 8, 0 12 ,5 16 20 25 6340 31 ,5 MALHAS (mm) M A TE R IA L Q U E PA SS A A TR A V ÉS D O P EN EI R O , % 0, 00 65 COMPOSIÇÃO DE BETÕES - MÉTODO DE FAURY d5 LEGENDA: Curva Real Curva de Referência de Faury Exemplo de Cálculo de uma Composição pelo Método de Faury Página 7 de 11 • Volume de vazios (arbitrado) = 3015,0 m Logo, o índice de vazios é, 3 5 170,0 75,0 25 25 003,0 25 30,0 mI = − += Portanto, o volume de água da amassadura será, 3155,0015,0170,0 mA =−= Como se torna necessário separar o cimento da areia, é preciso calcular a percentagem de cimento na soma dos volumes do inerte e do cimento contidos na curva granulométrica. Para este efeito tem de se conhecer o volume dos componentes do betão em 1 m3. A dosagem do cimento é dada: 300 Kg/m3. Logo, em 1 m3, • Volume absoluto do cimento = 3095,0 3160 300 m= • Volume de água (arbitrado) = 3155,0 m • Volume de vazios (arbitrado) = 3015,0 m • Volume total = 3265,0015,0155,0095,0 m=++ • Volume absoluto de inerte em 1 m3 3735,0265,0000,1 m=− • Volume dos elementos sólidos é portanto 3830,0095,0735,0 m=+ • Percentagem do cimento na totalidade dos elementos sólidos %4,11100 830,0 095,0 =× Exemplo de Cálculo de uma Composição pelo Método de Faury Página 8 de 11 • Percentagem dos componentes sólidos do betão é portanto Cimento 11,4% Areia 24,6% Brita 1 24% Brita 2 13% Brita 3 27% 7. Acerto da composição pelo módulo de finura O módulo de finura dos componentes é Cimento0 Areia 2,33 Brita 1 5,77 Brita 2 6,76 Brita 3 7,60 O módulo de finura da mistura dos inertes com o cimento, que se determinou, calcula-se somando os produtos dos módulos de finura dos componentes pela respectiva percentagem: 89,460,727,076,613,077,524,033,2246,00114,0 =×+×+×+×+×=misturaMF Como o módulo de finura da curva de referência é 4,63 e o da mistura determinada é 4,89, a mistura que foi obtida está mais grossa do que a preconizada por Faury. Torna-se por isso necessário aumentar a sua finura. Para isso demos um acréscimo de 5,4% à percentagem de areia; diminuímos 1% à percentagem de brita fina, brita 1; 0,5% de brita 2 e de 3,9% de brita grossa, brita 3. Obtém-se então Cimento 11,4% Areia 30,0% - 24,6% = + 5,4% Brita 1 23,0% - 24,0% = - 1,0% Brita 2 12,5% - 13,0% = - 0,5% Brita 3 23,1% - 27,0% = - 3,9% Exemplo de Cálculo de uma Composição pelo Método de Faury Página 9 de 11 Logo, Cimento 11,4% Areia 30,0% Brita 1 23,0% Brita 2 12,5% Brita 3 23,1% O módulo de Finura corrigido da mistura é, 63,460,7231,076,6125,077,523,033,230,00114,0 =×+×+×+×+×=misturaMF 8. Verificação do ajustamento à curva de referência Tomando as análises granulométricas dos inertes, multiplicando-as pela proporção dos inertes que foram determinadas, e somando termo a termo obtém-se a curva granulométrica real, cujas ordenadas se indicam no quadro seguinte. Cimento Curva Teórica (mm) % 0,230 % 0,125 % 0,231 % 0,300 0,114 * 125 100 23,0 100 12,5 100 23,1 100 30,0 11,4 100 100 * 63 100 23,0 100 12,5 100 23,1 100 30,0 11,4 100 100 40 100 23,0 100 12,5 100 23,1 100 30,0 11,4 100 100 * 31,5 100 23,0 100 12,5 100 23,1 100 30,0 11,4 100 100 25 100 23,0 100 12,5 94,3 21,8 100 30,0 11,4 98,7 100,0 20 100 23,0 100 12,5 83,9 19,4 100 30,0 11,4 96,3 90,0 * 16 100 23,0 100 12,5 40,5 9,4 100 30,0 11,4 86,3 80,5 12,5 100 23,0 83,8 10,5 5,0 1,2 100 30,0 11,4 76,0 70,4 * 8 100 23,0 20,2 2,5 0 0 100 30,0 11,4 66,9 62,7 6,3 76,6 17,6 5,0 0,6 0 0 100 30,0 11,4 59,6 58,8 * 4 15,3 3,5 3,2 0,4 0 0 100 30,0 11,4 45,3 52,0 * 2 4,6 1,1 0,7 0,1 0 0 99,3 29,8 11,4 42,3 42,7 * 1 2,3 0,5 0 0 0 0 95,3 28,6 11,4 40,5 34,6 * 0,5 1,3 0,3 0 0 0 0 44,2 13,3 11,4 25,0 27,6 * 0,25 0 0 0 0 0 0 28,2 8,5 11,4 19,9 21,4 * 0,125 0 0 0 0 0 0 0,4 0,1 11,4 11,5 16,0 0,063 0 0 0 0 0 0 0 0 11,4 11,4 11,5 0,0061 0 0 0 0 0 0 0 0 11,4 11,4 0 Cálculo da composição granulométrica do inerte Total Curva Real Brita 1 Brita 2 Brita 3 Areia natural do rio do rio Tejo Abertura da malha do peneiro Exemplo de Cálculo de uma Composição pelo Método de Faury Página 10 de 11 A curva granulométrica real dos inertes é a seguinte: 9. Verificação do ajustamento à curva de referência No ponto 5 vimos já que o volume absoluto do inerte é 3690,0 m por metro cúbico de betão. Para calcular o peso da brita é necessário determinar a sua composição centesimal. • Percentagem dos inertes nos componentes sólidos: %6,884,11100 =− • Composição centesimal do inerte: Areia %9,331006,88 0,30 =× Brita 1 %0,261006,88 0,23 =× 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0, 06 3 0, 12 5 0, 25 0, 50 1, 0 2, 0 4, 0 6, 3 8, 0 12 ,5 16 20 25 6340 31 ,5 MALHAS (mm) M A TE R IA L Q U E PA SS A A TR A V ÉS D O P EN EI R O , % 0, 00 65 COMPOSIÇÃO DE BETÕES - MÉTODO DE FAURY d5 LEGENDA: Curva Real Curva de Referência de Faury Exemplo de Cálculo de uma Composição pelo Método de Faury Página 11 de 11 Brita 2 %1,141006,88 5,12 =× Brita 3 %0,261006,88 1,23 =× Multiplicando esta composição centesimal pelo volume total de inerte e pela sua massa volúmica obtém-se o peso dos componentes por metro cúbico de betão. Massa da areia – 3/6502610735,0339,0 mkg=×× Massa da brita 1 – 3/5082660735,0260,0 mkg=×× Massa da brita 2 – 3/2762660735,0141,0 mkg=×× Massa da brita 3 – 3/5082660735,0260,0 mkg=×× Massa do cimento (dado do problema) 3/300 mkg= Volume da água de amassadura 3/155 ml= A Massa Volúmica do Betão Fresco é dada por: 3/2397155300508276508650 mKgoBetãoFresc =+++++=ρ NOTAS FINAIS: - A Máxima dimensão admitida no início do cálculo, não se confirmou quando calculamos a curva de mistura….. - A dosagem de água calculada, deve ser sempre confirmada através da realização de uma amassadura experimental.
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