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Concreto de cimento Portland Prof.: Erick Santana Materiais de Construção Concreto de Cimento Portland; Propriedades do cimento em seu estado fresco; Propriedade do cimento em seu estado endurecido. O que veremos hoje? CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND O que é o concreto de cimento Portland? O concreto de cimento Portland é um material resultante da mistura, em determinadas proporções, de aglomerante, agregados graúdos e miúdos. O aglomerante geralmente é cimento O agregado miúdo geralmente é areia O agregado graúdo geralmente é brita O que é o concreto de cimento Portland? É importante diferenciar pasta, de argamassa e concreto. Pasta: Água + Cimento Argamassa: Água + Cimento + Agregado Miúdo Concreto: Água + Cimento + Agregado Miúdo + Agregado Graúdo Algumas horas depois o concreto endurece e com o passar dos dias alcança a resistência determinada em projeto. O concreto converte-se em um material monolítico, possuindo a característica de uma rocha O que é o concreto de cimento Portland? A resistência do concreto depende dos seguintes fatores: Resistência do agregado; Resistência da pasta; Resistência da ligação entre a pasta e o agregado. O que é o concreto de cimento Portland? Para obtenção de um bom concreto é necessário uma série de operações executadas e controladas de forma a obter-se, a partir dos componentes, um material que resista aos diversos esforços previstos e durabilidade previstas em projeto. O que é o concreto de cimento Portland? O que é o concreto de cimento Portland? Quais são as operações necessárias para obtenção de um bom concreto? Os agregados têm que ser compatíveis com o espaçamento da estrutura utilizada; Dosagem e quantificação de materiais têm que ser verificadas; Mistura de materiais; Avaliar a distância do transporte até o local de aplicação; O que é o concreto de cimento Portland? Altura de lançamento; Características de adensamento; Processo de cura. Concreto dosado de acordo os princípios básicos apresentam a resistência, custo, trabalhabilidade e durabilidade previstas em projeto. Para obter o concreto ideal é necessário conhecer as características do concreto tanto no estado fresco quanto endurecido. . O que é o concreto de cimento Portland? Concreto dosado de acordo os princípios básicos apresentam a resistência, custo, trabalhabilidade e durabilidade previstas em projeto. Para obter o concreto ideal é necessário conhecer as características do concreto tanto no estado fresco quanto endurecido. . O que é o concreto de cimento Portland? CLASSIFICAÇÃO DOS CONCRETOS Classificação O concreto pode ser classificado segundo ao uso de armaduras, massa específica e em relação a sua resistência. Classificação quanto à armadura – Concreto simples O concreto simples não possui armadura. É utilizado na fabricação de blocos de concreto, na construção de brocas de fundação e tubulações. Classificação quanto à armadura – Concreto simples O concreto armado é o material resultante da união entre o concreto simples e de barras de aço, que são envolvidas por concreto, com perfeita aderência entre os dois materiais. A união entre concreto e barras de aço só é possível devido a seguintes razões: O concreto adere bem a armadura de aço; O coeficiente de dilatação térmica do concreto e do aço são praticamente iguais; O concreto diminui a exposição do aço à oxidação. Classificação quanto à armadura – Protendido O concreto é um material resistente ao esforço de compressão, porém sua resistência tração varia de 8 a 15% da resistência prevista para compressão. Sob flexão o concreto desenvolve fissuras, ainda em estágios iniciais de carregamento. Para reduzir ou impedir essas fissuras, uma força de compressão concêntrica ou excêntrica é introduzida na direção longitudinal da peça, que age eliminando ou reduzindo as tensões de tração nas seções críticas da peça, elevando a capacidade das seções a flexão, força cortante e à torção. Classificação quanto à armadura – Protendido Classificação quanto à armadura – Protendido Ponte em concreto protendido – Vitória/ES Classificação quanto à massa específica – Concreto leve A densidade desse concreto varia entre 400 e 1.800kg/m³. Os tipos mais comuns são concreto celular autoclavado, concreto com EPS (isopor) e concreto com argila expandida. É aplicado em enchimento e regularização de lajes, piso e elementos de vedação. Possui algumas vantagens como redução do peso específico e isolante termoacústico. Classificação quanto à massa específica – Concreto leve Blocos de concreto celular autoclavado (CCA) Classificação quanto à massa específica – Concreto leve Blocos de concreto com EPS A densidade desse concreto varia entre é aproximadamente 2.400 kg/m³. Sua resistência a compressão de projeto é alcançada aos 28 dias Classificação quanto à massa específica – Concreto normal Sua densidade varia entre 2.800 e 4.500 kg/m³. São obtidos com a utilização de agregados especiais como a hematita. É aplicado em contrapesos de gasodutos, hospitais e usinas nucleares. Uma de suas propriedades é ser isolante radioativo. Classificação quanto à massa específica – Concreto pesado Baixa resistência – menor que 20 MPa. Moderada resistência – entre 20 e 40MPa. Alta resistência – maior que 40MPa. Classificação quanto à resistência à compressão TIPOS DE CONCRETO Tipos de concreto Para cada tipo de obra tem-se o concreto indicado para cada situação. Concreto compactado a rolo (CCR) Este concreto possui uma relação água e cimento bastante baixa e é bastante consistente. É utilizado em pavimentações urbanas, como sub-base de pavimento, e barragens. Nos trabalhos de pavimentação o concreto rolado é uma solução que apresenta boa durabilidade e resistência a erosões. Concreto compactado a rolo (CCR) Em barragens o uso do material decorre do fato do custo ser menor, quando comparado ao concreto convencional, pois não necessita de formas, apresenta maior velocidade de execução e alta resistência a compressão. O concreto resfriado é utilizado em peças de elevados volumes como bases ou blocos de fundação. Este processo permite o controle da fissuração que aconteceria devido a dilatação térmica. Concreto resfriado Uso corrente em obras edificações prediais, onde o acesso é reduzido e necessário vencer alturas elevadas ou longas distâncias. Permite rapidez na concretagem, otimização da mão de obra, permite concretar grande volume de concreto em um curto espaço de tempo. Concreto bombeável É utilizado como reparo ou reforço estrutural, revestimento de túneis, monumentos, contenção de encostas, taludes, canais e galerias. Dispensa a utilização de fôrmas e diminui o prazo de execução de obras emergenciais. O concreto é projetado através de mangueiras especiais com uso de ar comprimido. Concreto projetado Concreto de alta resistência inicial É utilizado quando se necessita ganhar resistências mecânicas nas primeiras idades, geralmente associado à resistência à compressão, módulo de elasticidade, desgaste superficial. É obtido com o uso de cimentos especiais CP V e aditivos. É utilizado tanto em estruturas convencionais quanto em protendidas. Possui rapidez na desforma, liberação da estrutura para utilização parcial ou total e obtém ganhos de produtividade. Concreto de alto desempenho Concreto de avançada tecnologia. Possui elevada resistência mecânica, durabilidadee química. Apresenta também baixa deformabilidade. É utilizado em estruturas com cargas ou tensões de compressão elevadas, obras emergenciais ou de recuperação, estruturas submetidas a ambientes agressivos ou que necessitem de alta durabilidade. Sua resistência a compressão é superior a 40MPa e pode ultrapassar os 100 MPa. Concreto auto-adensável O concreto auto-adensável é obtido pela ação de aditivos e superplastificantes, que proporcionam maior facilidade de bombeamento, excelente homogeneidade, resistência e durabilidade. Possui a característica de fluir entre as armaduras e preenchendo o espaço vazios da fôrma sob efeito do peso próprio, tornando desnecessária, ou reduzida, necessidade de utilização de equipamento de vibração. Outros tipos de concreto Tipo Aplicação Vantagens Colorido Estruturas de concreto aparente, pisos (pátios, quadras e calçadas), guarda corpo de pontes. Substitui gastos com revestimento e evita custos de manutenção de pintura. Pavimentos rígidos Pavimentos rodoviários e urbanos, pisos industriais e pátios de estocagem Maior durabilidade e menor custo de manutenção Submerso Plataformas marítimas Resistência a agressão química Outros tipos de concreto Tipo Aplicação Vantagens Com fibras de aço e polímeros Reduz a fissuração Maior resistência à abrasão, à tração e ao impacto. Convencional Uso corrente na construção civil Se dosado em central possui a qualidade atestada pelo fornecedor. PROPRIEDADES DO CONCRETO Para o conhecimento das propriedades do concreto, é necessário analisá-lo em sua fase plástica (concreto fresco) e no início da pega (concreto endurecido). Propriedades do concreto Propriedades do concreto fresco - consistência A consistência é o maior ou menor grau de fluidez da mistura fresca, relaciona-se com a mobilidade da massa. O principal fator que influi na consistência é o teor água/materiais secos (A%). Onde Págua é o peso da água, Pc é o peso do cimento, Pm é o peso dos agregados graúdos e miúdos. Propriedades do concreto fresco - consistência Em função de sua consistência podemos classificar os agregados em: Seco ou plástico – quando a relação A% é baixa (entre 6 e 8%); Plástico – quando a relação A% está entre 8 e 11%; Fluido – quando a relação A% é alta (entre 11 e 14%). A consistência deve ser adequada à natureza da obra, ao espaçamento entre as paredes das fôrmas e à distribuição das armaduras. Propriedades do concreto fresco - consistência O processo de determinação mais utilizado no Brasil, devido à simplicidade e facilidade de ser executado em obra, é o ensaio de abatimento de cone, conhecido como Slump Test (ABNT NBR NM 67:1998). Propriedades do concreto fresco - consistência LIMITES DE ABATIMENTO DE CONE – SLUMP TEST (RIPPER,1995) Tipo de obra Consistência Slump Mínimo (mm) Máximo (mm) Fundações e muros não armados Firme 20 60 Fundações e muros armados Firme Plásico 30 70 Estruturas usuais e lastros Plástico 50 70 Peças com alta densidade de armaduras Plástico a fluido 70 90 Concreto bombeado até 40m de altura Fluido 80 100 Concreto bombeado acima de 40m de altura Muito Fluido 90 130 Propriedades do concreto fresco - plasticidade É a propriedade do concreto fresco identificada pela facilidade com que este é moldado sem se separar a líquida da parte sólida. Esta segregação pode ocorrer durante o transporte, durante o lançamento (devido aos movimentos bruscos), durante o adensamento (vibração excessiva) ou pela ação da gravidade quando os agregados graúdos assentam-se no fundo das fôrmas. A distribuição das barras de aço do concreto armado pode solicitar um concreto mais plástico, afim de evitar espaços vazios entre as armaduras Propriedades do concreto fresco - plasticidade Ao aumentar a plasticidade do concreto pode ser desfavorável para resistência do concreto e favorável a segregação. Neste caso, é indicado utilizar aditivos superplastificantes que aumentam a plasticidade do concreto sem alterar a relação água/cimento. As dimensões dos agregados miúdos influenciam na plasticidade do concreto, por possuírem elevada superfície específica. A alteração do teor de mistura provoca modificações no consumo de água e consequentemente de cimento (para correção da resistência pretendida). Propriedades do concreto fresco - plasticidade O cimento age como lubrificante entre as partículas de areia, por isso quanto maior a quantidade de areia em relação ao cimento, menor será a plasticidade. Quanto mais angulosa, rugosa e alongada forem as formas dos agregados graúdos menor será a plasticidade. Grãos arredondados e de textura superficial lisa, como cascalhos (seixos rolados), favorecem a plasticidade do concreto, porém sua superfície lisa prejudica a ligação agregado-pasta. Propriedades do concreto fresco– poder de retenção da água Retenção de água é a capacidade que tem a massa de concreto fresco de reter água durante a mistura do concreto. Essa propriedade é assegurada pela presença do agregado miúdo. A distribuição granulométrica dos agregados miúdos proporcionam otimizam retenção de água de amassamento, ajudando a conservá-la em massa e auxiliando a hidratação do cimento. O processo incorreto da definição de proporção de grãos dos agregados, sem a presença de finos, ou com um excesso de água na mistura, pode acarretar na exsudação do concreto. Propriedades do concreto fresco – poder de retenção da água A exsudação ocorre quando a parte sólida no concreto precipita e a água sobe até a superfície da peça concretada. O concreto exsudado pode se tornar poroso, permitir a retração da massa com o aparecimento de fissuras e a água pode carrear partículas de cimento do seu interior. Propriedades do concreto fresco – trabalhabilidade A definição de trabalhabilidade é bastante subjetiva. De forma genérica a trabalhabilidade pode ser definida como a maior ou a menor facilidade de seu emprego para atender determinado fim. O concreto é dito trabalhável quando, em seu estado fresco, apresenta consistência e dimensões máximas dos agregados apropriadas ao tipo de obra a que se destina. Propriedades do concreto fresco – trabalhabilidade A trabalhabilidade é resultado da compatibilização de: Consistência, mobilidade e coesão; Densidade de armadura e dimensão da peça; Métodos de mistura, transporte e adensamento. A interferência das propriedades internas ao concreto são simultâneas e atuam uma sobre as outras. O ângulo de atrito interno, coesão e viscosidade determinam a mobilidade. Estas influenciam na consistência, que por sua vez, refletem na trabalhabilidade Propriedades do concreto endurecido Com exceção da aparência, o uso adequado da relação água/cimento proporcionam características melhores ao concreto executado. As principais propriedades do concreto endurecido são: Resistência; Durabilidade; Impermeabilidade; Aparência. A quantidade de água necessária para hidratar os grãos de cimento corresponde a 25% do seu peso, porém é necessário um mínimo de água para atingir a trabalhabilidade de água necessária exigida em projeto. Como fazemos o cálculo do fator água/cimento inicial para moldar nosso concreto? Propriedades do concreto endurecido - resistência Propriedades do concreto endurecido - resistência Abrams em 1919 reconheceu uma relação dependência entre a relação água/cimento e resistência do concreto endurecido. Chamando essa relação de Lei de Abrams expressa em: A e B são constantes empíricas x é o fator água/cimento. Propriedades do concreto endurecido - resistência Propriedades do concreto endurecido - resistência As curvas indicas pela ABCP servem como valores iniciais para o cálculo do fator água/cimento, porém o ideal é obter a própria curva para própria obra, pois CP-32, por exemplo, gera concretos com resistências superiores a 32 MPa, logo, podemos otimizar o processo. A influência da idade na resistência mecânica está intrinsicamente ligada a resistência da pasta, que por sua vez é determinadapelo tipo de cimento. Propriedades do concreto endurecido - resistência Quanto ao agregado é necessário que sua resistência a compressão seja superior ou igual a resistência do concreto. No que diz respeito a ligação entre pasta/agregado, isto depende basicamente da textura superficial do agregado e da natureza do agregado. Outro processo bastante importante para resistência do concreto é a cura. Para favorecer a hidratação do cimento é necessário controlar a água de amassamento no interior do concreto, evitando sua evaporação. Propriedades do concreto endurecido – durabilidade e impermeabilidade A durabilidade pode ser definida como a propriedade do concreto em resistir à ação do tempo, aos ataques químicos, à abrasão ou qualquer outra ação deterioração. Quanto maior a impermeabilidade concreto maior será ação de agentes agressivos em seu interior. Uma maneira de favorecer a impermeabilização é utilizando finos no traço de concreto, como o filler. Propriedades do concreto endurecido – durabilidade e impermeabilidade Quanto maior a impermeabilidade concreto maior será ação de agentes agressivos em seu interior. Uma maneira de favorecer a impermeabilização é utilizando finos no traço de concreto, como o filler. Deve-se também estabilizar o volume do concreto endurecido ao longo do tempo. Agentes químicos como sultafatos, reagindo com hidróxido de cálcio livre e aliminatos de cálcio hidratado presentes do cimento, aumentam o volume dos sólidos provocando expansão. PRODUÇÃO DO CONRETO Produção de concreto Os aspectos técnicos e econômicos são os mais importantes para produção do concreto. Quanto ao aspecto técnico é a trabalhabilidade (consistência, resistência e durabilidade) ideal para obra de referência. Quanto ao aspecto econômico tem-se que proporcionar o menor consumo de cimento possível. Produção de concreto A produção do concreto consiste em uma série de operações para obter o concreto planejado para obra. Essas operações são: Dosagem; Mistura; Transporte; Lançamento; Adensamento; Cura. Produção de concreto - dosagem Dosar o concreto consiste em determinar a proporção mais adequada e econômica com que cada material entra na composição da mistura, objetivando as propriedades ideais tanto para o concreto em seu estado fresco quanto no estado endurecido. O traço do concreto usualmente é em massa e é definido da seguinte forma: Produção de concreto - dosagem Onde 1 é a massa de cimento, “m” é a quantidade de agregados, que pode ser apenas miúdos, no caso de argamassas, ou agregados graúdos e miúdos, no caso de concreto, x é a quantidade de água. No Brasil é usual a indicação mista, o cimento é indicado em peso e agregados em volume. Os cálculos de dosagem serão desenvolvidos em outra seção da aula. Produção de concreto - dosagem A dosagem pode ser experimental e não experimental. A dosagem não experimental é aquela em que o engenheiro se baseia apenas em sua experiência ou em tabelas confeccionadas em obras anteriores para confeccionar o concreto. Este tipo de dosagem é indicada para obras pequenas onde o controle pode ser reduzido. Produção de concreto - dosagem A NBR 6118:2014 delimita o uso da dosagem não experimental em obras pequenas, que deverão respeitar as seguintes condições: Quantidade mínima de cimento por m³ de concreto é de 300kg; Proporção de agregado miúdo no volume total do agregado deve ser entre 30 e 50%; A quantidade de água no volume total de concreto deve está entre 7 e 10%. Em estruturas onde as solicitações são maiores como edifícios e obras de grande porte é obrigatório o uso da dosagem experimental. Como obter concreto com menores custos sem um controle rigoroso? Produção de concreto - dosagem Produção de concreto - dosagem A dosagem experimental, de modo geral, é orientada pelo seguinte roteiro: Caracterização precisa dos materiais; Estudo das dimensões das peças a concretar; Cálculo da tensão de dosagem (fcj); Determinação do fator água e cimento; Estabelecimento do traço inicial; Estabelecimento do traço final (após as correções) Produção de concreto - amassamento O amassamento manual é definido pela NBR 6118/2014 e pode ser empregado em obras de pequena importância, onde o volume de concreto e a responsabilidade do uso do concreto não justifique o uso de uma betoneira. Não é permitido amassar um volume superior a 100kg de cimento em uma só vez. Produção de concreto - amassamento O amassamento mecânico é feito em betoneiras, que são constituídas por um tambor ou cuba, fixo ou móvel em torno de um eixo que passa pelo seu centro, no qual, por meio de pás, que também podem ser fixas ou móveis, se produz a mistura. Produção de concreto - dosagem Os principais elementos a serem considerados na operação de uma betoneira são: o volume máximo por betonada, o tempo de mistura, velocidade de rotação e ordem de colocação dos materiais. a) Volume por betonada – quantidade de material acima do máximo ou abaixo do mínimo de cada equipamento irá prejudicar a perfeita homogeneização da mistura. Estas informações podem ser obtidas pelas especificações do fabricante. Produção de concreto - dosagem b) Tempo de mistura – o tempo de mistura é contado a partir do momento que todos os materiais são lançados na cuba. Segundo a NBR 12655/2015 o tempo e a velocidade de mistura serão definidos pelo fabricante. c) Velocidade de rotação – conforme o item acima a velocidade de rotação será definida pelo fabricante, porém a centrifugação não deve ser excessiva para não segregar a massa de concreto. Produção de concreto - dosagem d) Para ordem de colocação dos materiais não existe regras pré-determinadas, a ABCP orienta que em primeiro lugar coloque-se o agregado graúdo, em segundo lugar água, em terceiro lugar que se adicione o cimento e por último a areia. Após a conclusão do amassamento é necessário transportar o concreto até às futuras estruturas. Quando o concreto é produzido em obra e o volume a ser transportado é pequeno, usa-se os carrinhos de mãos, giricos, elevadores, guinchos. Produção de concreto - transporte Produção de concreto - transporte Para concreto em canteiros de grande obras utiliza-se o concreto usinado que é trazido para obra por caminhões betoneira. O tempo de transporte é fundamental para preservação e qualidade do concreto fresco, pois deve-se evitar a evaporação da água adicionada, evitar que o concreto chegue no local de aplicação com tempo o suficiente para sua distribuição na fôrma, ou seja, antes do tempo de pega. A vibração excessiva também pode prejudicar o veículo transportador de concreto, pois pode favorecer a segregação. Existem aditivos químicos como retardadores de pega que auxiliam no transporte, pois estendem o tempo máximo de trabalhabilidade do concreto. Produção de concreto - transporte Produção de concreto - lançamento O lançamento é operação que consiste em colocar o concreto em seu local definitivo. O tempo máximo entre o amassamento e o lançamento, de um concreto sem aditivos, é de 90 minutos. É necessário observar o local de lançamento, que deve está limpos ou sem empecilhos que afetem a qualidade do concreto, como uma fôrma de madeira úmida que pode alterar a relação água/cimento. Produção de concreto - lançamento Existem algumas recomendações para lançamento do concreto, são elas: As fôrmas devem está livres de detritos e substâncias estranhas; As ferragens não devem conter óleos e graxas que venham prejudicar a aderência da pasta de cimento às ferragens. As fôrmas de madeira não podem está saturadas de água. Deve-se utilizar produtos químicos que auxiliam o desmonte da forma que são os desmoldantes. Produção de concreto - lançamento d) Evitar arrastar o concreto em distâncias superiores a 0,80 e 1 metro. Pois isto pode provocar perda de argamassa. É indicado que para distâncias superiores a essa sejam utilizados pás e enxadas para distribuição do concreto. e) Evitar o lançamento de concretode grandes alturas. A altura máxima de uma fôrma, para que não haja segregação deve está no intervalo entre 1,50 e 2,0m. Para alturas superiores e peças esbeltas o concreto deve ser lançado através de janelas na face lateral da fôrma. f) Para vencer grandes níveis entre o ponto de transporte o local de aplicação pode-se recorrer a bomba de concreto, que permite lançamentos para níveis superiores ou inferiores ao ponto final de transporte. Produção de concreto - lançamento Produção de concreto – adensamento Esta etapa destina-se a eliminar ar e vazios contidos na massa de concreto. Deve ser feito imediatamente após o lançamento. Esta etapa destina-se a eliminar ar e vazios contidos na massa de concreto. Deve ser feito imediatamente após o lançamento. Quanto melhor for executado o adensamento, melhor será resistência mecânica, adensamento e aderência dos concreto às ferragens. Produção de concreto – adensamento Resistência mecânica x Índices de vazios Produção de concreto – adensamento O adensamento manual pode ser feito com o auxílio de barras de aço ou pedaços de madeira, que terão a função de um soquete. Este tipo de adensamento pode ser feito por camadas de concreto com espessura máxima entre 15 e 20cm e para um concreto com slump entre 5 a 12cm. O processo de adensamento manual deve cessar quando a superfície do concreto apresentar uma superfície lisa de cimento e elementos finos. Produção de concreto – adensamento O adensamento mecânico é o único permitido para obras estruturais. Existe uma variedade de formas de adensamento mecânico de concreto, cuja escolha depende do tipo de construção e a forma de execução da obra. Vibrador por imersão – A agulha deve ser cravada perpendicularmente a massa, com espaçamentos de 40cm, que é geralmente o raio do vibrador. A espessura deve ter espessura máxima entre 40 e 50cm. Não se deve vibrar a uma distância inferior a 10 cm da fôrma. Produção de concreto – adensamento Vibrador por externo – Utilizado em indústria de pré-moldados, devido a dificuldade de movimentação do equipamento. É um equipamento fixado as fôrmas e é equivalente ao vibrador por imersão. Produção de concreto – adensamento Mesa vibratória – São mesas utilizadas em qual o concreto será adensado. Também são utilizadas em indústria de pré-moldados, de pequeno e médio porte, para produção de blocos, placas, meio-fio, pequenas vigas. Produção de concreto – adensamento Nesta etapa são tomada as medidas necessárias para que não seja evaporada a água necessária para hidratação do cimento. A norma brasileira exige que a cura seja feita nos primeiros 7 dias contados a partir do lançamento do concreto. É desejável que se faça até o 14º dia para se ter garantia contra o aparecimento de fissuras devido a retração. Produção de concreto – cura Produção de concreto – cura Os métodos de cura mais utilizados em obras são: Irrigação periódica da superfície – método simples que consiste em irrigar a superfície exposta em intervalos frequentes. Imersão – método ideal da cura de cimento, entretanto com aplicação restrita. É utilizado em indústrias de pré-moldados, onde as peças fabricadas são imersas em tanques de água DOSAGEM DO CONCRETO O que seria a dosagem do concreto? Para efetuar o estudo de dosagem do concreto, devemos definir: Resistência característica do concreto; Tipos de cimento que vai utilizar; Os ensaios de caracterização do agregado, com informações como: diâmetro máximo, módulo de finura, massa específica absoluta e aparente da areia. Determinação da resistência de dosagem O fck, resistência característica a compressão do concreto, é utilizada para dimensionamento da estrutura, de modo que apenas 5% dos resultados de resistência compressão sejam inferiores ao fck adotado. É normal que a fixação de valores de fck esteja entre 15 e 30 MPa, em função do tipo de cimento e tecnologia de concretagem disponíveis. Compete de quem for a responsabilidade de executar a obra fabricar um concreto que satisfaça as condições mínimas de resistência impostas no projeto. Determinação da resistência de dosagem Observando a variabilidade a variabilidade em torno da média dos valores obtidos. Obtendo-se então o fcj. O fcj corresponde ao valor médio obtido nos resultados de ruptura do concreto. Quanto mais rigorosa for a produção do concreto, maior será a precisão do valor do fcj, ou seja, menor a quantidade de materiais utilizados para obter a resistência do concreto almejado. A NBR 6118 recomenda a construção da Curva de Gauss para obtenção do fcj. Determinação da resistência de dosagem Determinação da resistência de dosagem O cálculo de tensão de dosagem pode ser obtido através da equação abaixo: Caso a curva dos dados de obra seja próxima da curva normal, pode-se utilizar os dados de desvio padrão obtidos no experimento. Caso o desvio padrão não seja conhecido através de ensaios com corpos de prova da obra considerada ou de outra obra com mesmo padrão de execução de concreto, o desvio padrão pode ser fixado seguindo os critérios sugeridos na NBR 6118. Determinação da resistência de dosagem Determinação da resistência de dosagem Quando houver assistência de um profissional habilitado, especializado em tecnologia do concreto, todos os materiais forem medidos em peso, e houver medidor de água, corrigindo-se as quantidade de agregado miúdo e de água em função de determinações frequentes e precisas do teor de humidade dos agregados, e houver garantia de manutenção no decorrer da obra, homogeneidade dos materiais empregados – Sd = 4,0 MPa. Determinação da resistência de dosagem Quando houver assistência profissional legalmente habilitado, especializado em tecnologia do concreto, o cimento for medido em peso, agregados em volume, e houver um medidor de água, corrigindo-se o volume de agregados miúdo e da quantidade de água em função de determinações frequentes e precisas do teor de umidade dos agregados. Sd=5,5MPa. Determinação da resistência de dosagem Quando o cimento for medido em peso e os agregados em volume e houver medidor de água, corrigindo-se a quantidade de água em função da umidade dos agregados simplesmente estimada. Sd=7,0MPa. Determinação do traço Os passos para determinação do traço de concreto serão determinados para cada 1 kg de cimento utilizado (1 : a : p ), sendo: Onde, a = peso do agregado miúdo; p = peso do agregado graúdo. Determinação do traço O fator água/cimento pode ser entendido como a relação massa desses dois materiais, ou seja: A fixação do fator água/cimento pode ser baseada nos critérios de resistência mecânica e de durabilidade. Recomenda-se utilizar sempre o menor valor determinado. Determinação do traço Em relação a durabilidade, quando não for possível, ou quando a obra não justificar o estudo mais aprofundado da durabilidade do concreto, pode-se adotar, para o fator A/C as recomendações do quadro a seguir: Determinação do traço Quando o fator água e cimento for estiver em função da resistência mecânica, deve ser feita com base na Curva de Abrams do cimento utilizado. Determinação do fator água/cimento Slump (mm) Diâmetro máximo do agregado graúdo (mm) 9,50 19,00 25,00 32,00 38,00 40 a 60 220 195 190 185 180 60 a 80 225 200 195 190 185 80 a 100 230 205 200 195 190 Determinação do consumo de água (kg/m³) Determinando quantidade de brita e areia A proporção entre agregado graúdo e miúdo depende da forma e da granulometria. A tabela na NBR 6118 prescreve que a proporção do agregado graúdo e miúdo, que é fixada no intuito de obter um concreto com melhor trabalhabilidade adequada ao seu emprego e deve situar-se entre 30 e 50%. Determinação do consumo de agregado graúdo Massa de agregado em relação a cimento O fator mais importante na trabalhabilidade do concreto é a consistência e, o que mais influi na consistência é a relação água/mistura seca (A%). Água/Mistura SecaCorreção do volume de areia São corrigidas as massas de areia e brita em função da umidade, que pode ser feita da seguinte forma: Assim, para definir a massa de agregado úmido tem-se que saber a quantidade de agregado que realmente entrará no traço. Porém, em obra o mais comum é medir os agregados em volume, com uso de padiolas. Correção do volume de areia A correção do volume de areia em função do inchamento pode ser feito da seguinte forma: Módulo de finura do agregado é a soma das porcentagens acumuladas em massa de um agregado, nas peneiras da série normal, dividida por 100. Correção do volume de areia A correção do volume de areia em função do inchamento pode ser feito da seguinte forma: Determinação do traço Quando se executa uma obra, há necessidade de se avaliar a quantidade materiais que devem ser adquiridos. Nessa avaliação o ponto de partida é o consumo de cimento por metro cúbico de concreto. Se a dosagem não for experimental, a NBR 6118 exige o mínimo de cimento de 300 kg/m³. Dos materiais constituintes para executar 1 m³ = 1.000dm³=1.000l de concreto, pode-se escrever: Determinação do traço A massa específica real dos materiais ou densidade real, é dada por: Determinação do traço Seja C a quantidade em quilos de cimento para o traço 1:a:p:x : Onde “a” é a quantidade de areia, “p” de brita e “x” de água por dm³ de concreto. Determinação do traço A expressão acima leva em consideração a massa dos agregados graúdos e miúdos em seu estado seco. Uma vez encontrada a quantidade de cimento (C), pode-se encontrar a quantidade de outros materiais, a partir do traço, aplicando “Regra de Três”. Determinação do traço Para betoneiras, o traço de concreto normalmente é preparado para 1 saco de cimento, sendo os agregados medidos em padiolas. As padiolas são caixas de madeira, com base fixa e alturas variáveis, para medir e colocar agregados na betoneira. As dimensões são fixas em 0,35m x 0,45m e altura variável em função do volume de agregado a ser medido. Não recomenda-se que a altura da padiola não exceda 0,35m, a fim de facilitar o manuseio do operário na obra. Exemplos de traços Estruturas Traço Bloco de Fundação 1:2,5:4 Baldrame Pilares Vigas médias Cinta Laje 1:2:3 ou 1:2:3,5 Piso com tráfego de veículos leves 1:2,5:3,5 Piso de concreto magro – base para contrapiso 1:4:6 Exercício 1 Calcule o traço do concreto em massa e misto para o concreto com posto com os seguintes dados: Cimento Portland CP-32 Fck = 20 MPa Slump – 70mm Dmáx = 19mm Módulo de Finura da areia = 2,8 Controle de execução do concreto = C Inchamento da areia = 25% Umidade da areia = 5% Por hoje é só, time! O que veremos aula que vem? Faremos simulações no Laboratório Virtual!! Vamos buscar entender um pouco mais sobre as propriedades do cimento.