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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO André Luis Abitante Ederval de Souza Lisboa Gustavo Alves G. de Melo Catalogação na publicação: Poliana Sanchez de Araujo – CRB 10/2094 L769m Lisboa, Ederval de Souza. Materiais de construção : concreto e argamassa [recurso eletrônico] / Ederval de Souza Lisboa, Edir dos Santos Alves, Gustavo Henrique Alves Gomes de Melo. – 2. ed. – Porto Alegre : SAGAH, 2017. Editado como livro impresso em 2017. ISBN 978-85-9502-013-9 1. Materiais de construção. 2. Concreto. 3. Argamassa. Engenharia. I. Alves, Edir dos Santos. II. Melo, Gustavo Henrique Alves Gomes de. III. Título. CDU 691.3:62 Resistência do concreto Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: � Explicar o que é porosidade do concreto. � Classificar os tipos de porosidade do concreto. � Identificar o que é A/C. Introdução Neste texto você conhecerá a propriedade mais importante do con- creto, a resistência. Nos mais diversos usos desse material tão impor- tante para a vida do homem, a resistência se destaca. As peculiarida- des do comportamento mecânico do material permitem que ele seja confeccionado e moldado nas mais diversas formas, sendo que após um certo período de tempo sua resistência se torna suficiente para abrigar pessoas, criar estradas e represar água. Características O concreto é o material mais utilizado na construção civil devido a sua excelência de resistência à água, praticidade no manuseio e fácil obtenção no mercado da construção civil. Ultimamente tem-se buscando a qualidade na construção civil por meio de processos mais racionais, aumentando assim a utilização de concreto dosado em central, devido ao maior controle dos materiais constituintes do con- creto, além do controle de sua trabalhabilidade e resistência à compressão. Em concreto você fará sua dosagem dimensionando-o a partir da sua resis- tência (kgf/cm2). Então, em todos os projetos você precisará especificar a re- sistência de cálculo ( fck). Uma viga de 20 x 40 cm de seção transversal (800 cm²) com fck = 20 MPa (200 kgf/cm2) suportaria uma carga de 160.000 kgf (160 ton). 200 = P 800 = > P = 160.000 kgf Exemplo Corpos de prova Os corpos de prova moldados segundo a ABNT NBR 5738 devem conter as seguintes informações (Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2016): � Número de identificação do corpo de prova. � Data da moldagem. � Idade do corpo de prova. � Data do ensaio. � Resistência à compressão expressa com aproximação de 0,1 MPa. � Tipo de ruptura do corpo de prova. No piso nivelado e regular, são colocadas as formas cilíndricas de aço para moldagem (Figura 1). Cada forma é preenchida até a metade e recebe 12 golpes de bastão padronizado para que a mistura se assente no fundo do molde. Depois, despeja-se a segunda camada de concreto, que recebe mais 12 golpes (Fig. 2). Figura 1. Modelo de forma cilíndrica. Figura 2. Forma preenchida até a metade. Materiais de construção: concreto e argamassa156 O acabamento é padronizado e etiquetado, com data e número de série. A mistura descansa sobre o piso por 24 horas. Figura 3. Formas sendo etiquetadas. No início do controle experimental da resistência do concreto, o conjunto de corpos de prova correspondia a algumas betonadas que tivessem sido con- troladas e era considerado como representativo do concreto da parte da estru- tura realizada com ele. O concreto podia ser preparado na própria obra, empregando betoneiras de pequeno porte, colhendo amostras aleatoriamente ao longo dos trabalhos de construção. Quando se admitia que o concreto de toda a estrutura tinha sido controlado, por meio de corpos de prova extraídos aleatoriamente ao longo de toda a construção, obtinha-se uma estimativa da resistência carac- terística do concreto de toda a estrutura. Obviamente, esses procedimentos envolviam a presença de uma grande variabilidade aparente nos resultados experimentais obtidos. A impossibilidade de se avaliar o quantil de 5% de uma distribuição de valores, a partir de uma amostra muito pequena, provocava muitas controvér- sias. As próprias normas aceitavam critérios simplistas, julgando satisfatória uma amostra com 32 exemplares para a determinação do valor característico de uma população pela definição (Fig. 4): fckest = fcm - 1,65 Sd Resistência do concreto 157 Cônica (a) Cônica e bipartida (b) Cônica e cisalhada (c) Cisalhada (d) Colunar (e) Figura 4. Tipos de ruptura de corpos de prova. Cálculo da resistência Você pode calcular a resistência à compressão da seguinte maneira: Carga da ruptura Área da seção transversal O resultado será expresso com aproximação de 0,1 Mpa. Corpo de prova 10x20 cm. Área da seção transversal: Área da base: π * R2 Raio: 5 cm = 0,05 m Carga limite: Valor encontrado * 9,8 = Valor em KN Valor em KN = Valor em N * 1.000 Cálculo da tensão: σ = F / A σ = fck = (Valor em N * 1.000) / [π * (raio m)2] Exemplo Materiais de construção: concreto e argamassa158 Carga limite: 5,85 tf = 5.850 kgf * 9,8 = 57.330 N Área: π * (0,05 m)2 = 3,14 * 0,0025 = 0,00706 m2 σ = fck = 57330 N / 0,00706 m2 = 8120396,6 N/m2 = 8120396,6 Pa = 8,12 MPa Exemplo Ensaios de resistência à compressão A resistência média à compressão inicial é calculada de acordo com a ABNT NBR 12655 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2015), em que se considera dois tipos de controle da resistência: � Controle estatístico do concreto por amostragem parcial. � Controle do concreto por amostragem total. Para cada um é prevista uma forma de cálculo do valor estimado da resis- tência característica fckest dos lotes do concreto. Amostragem parcial Para amostragem parcial, são retirados exemplares de algumas betonadas de concreto: � Concretos do grupo I (classes até C50, inclusive) – mínimo 6 exemplares. � Concretos do grupo II (classes superiores a C50) – mínimo 12 exemplares. De acordo com a NBR 8.953, para lotes com números de exemplares 6 ≥ n ≤ 20: fckest = 2 f1 + f2 + ... fm-1 m − 1 − fm Onde: � m = n/2. Despreza-se o valor mais alto de n, se for ímpar. � f1, f2,...,fn = valores das resistências dos exemplares, em ordem crescente. Resistência do concreto 159 No controle estatístico do concreto por amostragem parcial para lotes com número de exemplares n ≥ 20: Onde: � fcm é a resistência média dos exemplares do lote, em MPa. � Sd é o desvio padrão do lote. Condição de preparo em função do desvio padrão (Sd) Condição A (Sd = 4,0 MPa) Materiais dosados em massa e a água de amassamento são corrigidos em função da correção da umidade dos agregados. � Classe C10 a C80. Condição B (Sd = 5,5 MPa) Cimento dosado em massa e agregados dosados em massa combinada com volume, a umidade do agregado miúdo é determinada e o volume do agregado miúdo é corrigido por meio da curva de inchamento. � Classe C10 a C25. Condição C (Sd = 7,0 MPa) Em cimento medido em massa, agregados e água em volume, a umidade dos agregados é estimada. � Classe C10 a C15. Nota 5 – ABNT NBR 12655 Não se deve tomar para fckest um valor menor que Ψ6 ⋅ f1. Adota-se, para Ψ6, os valores da Quadro 1, em função da condição de preparo do concreto e do número de exemplares da amostra, admitindo-se a interpolação linear. fckest = Ψ6 ∙ f1 Materiais de construção: concreto e argamassa160 Condição de preparo Número de exemplares (n) 2 3 4 5 6 7 8 10 12 14 ≥16 A 0,82 0,86 0,89 0,91 0,92 0,94 0,95 0,97 0,99 1,00 1,02 B ou C 0,75 0,80 0,84 0,87 0,89 0,91 0,93 0,96 0,98 1,00 1,02 Nota: Os valores entre 2 e 5 são empregados para casos excepcionais. Quadro 1. Valores para Ψ6. Fonte: Associação Brasileira de Normas Técnicas (2015, p. 17). Amostragem total A amostragem total consiste no ensaio de exemplares de cada amassada de concreto. Neste caso não há limitação para o número de exemplares do lote e o valor estimado da resistência característica é dada por: � Para n ≤ 20, f = fckest 1. � Para n > 20, fckest = fi. � i =0,05 n. Quando o valor de i for fracionário, adota-se o número inteiro imediatamente superior. Casos excepcionais Você precisa saber que é possível dividir a estrutura em lotes correspon- dentes a no máximo 10 m³, e amostrá-los com número de exemplares entre 2 a 5. Nesses casos, denominados excepcionais, o valor estimado da resistência característica é dado por: fckest = Ψ6 ∙ f1 Em que Ψ6 é dado pelo Quadro 1, para o número de exemplares de 2 a 5. Resistência do concreto 161 Aceitação ou rejeição dos lotes de concreto Os lotes de concreto devem ser aceitos, quando o valor estimado da resistência caracte- rística satisfizer a relação: fckest ≥ fck Ensaio de prova de carga da estrutura O ensaio de prova de carga da estrutura apresenta as seguintes características: � É planejado de forma a representar a combinação de carregamentos que determinou na verificação analítica a não conformidade. Não é um re- curso recomendável caso a estrutura indique a possibilidade de ruptura frágil. � Deve ter monitoramento continuado do carregamento e da resposta da es- trutura para não danificar a estrutura durante o ensaio. Não conformidade final Constatada a não conformidade final de parte ou do todo da estrutura, deve ser escolhida uma das seguintes alternativas: � Determinar as restrições de uso da estrutura. � Providenciar o projeto de reforço. � Decidir pela demolição parcial ou total da estrutura. Materiais de construção: concreto e argamassa162 1. Quanto maior a resistência à com- pressão do concreto: a) Menor a deformação. b) Menor a resistência à tração do concreto. c) Menor a resistência à flexão. d) Menor a durabilidade. e) Mais barato. 2. A porosidade do concreto: a) Não influencia na resistência. b) Não influencia na durabilidade. c) Não influencia no ingresso de água no concreto. d) Não influencia no surgimento de corrosão de armadura no con- creto armado. e) Não está presente em mais de 50% do volume de poros. 3. A lei de Abrams: a) Não é influenciada pela vibração do concreto. b) É a relação entre a porosidade e a resistência do concreto. c) É a relação entre a quantidade de água e a quantidade de cimento do concreto. d) Relaciona a relação A/C com a resistência. e) A diferença entre o adensamento manual e o mecânico. 4. A especificação consciente do concreto: a) Não permite a utilização de agre- gados locais. b) Não deve economizar na escolha do cimento. c) Leva em consideração as solici- tações. d) Não deve levar em consideração margem de segurança. e) Não leva em consideração novos usos. 5. Um concreto resistente NÃO deve apresentar: a) Porosidade baixa. b) Baixo consumo de cimento. c) Baixa quantidade de água. d) Preço alto. e) Porosidade. Resistência do concreto 163 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5738:2015. Concreto – proce- dimento para moldagem e cura de corpos de prova. Rio de Janeiro: ABNT, 2015. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 12655:2015. Concreto de ci- mento Portland – preparo, controle, recebimento e aceitação - procedimento. Rio de Janei- ro: ABNT, 2015. Leituras recomendadas ANVAR, D.; PREDOSO, T.; BRITO, T. Cura do concreto. Salvador: [s.n.], 2005. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5732:1991. Cimento Portland comum. Rio de Janeiro: ABNT, 1991. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5733:1991. Cimento Portland de alta resistência inicial. Rio de Janeiro: ABNT, 1991. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5735:1991. Cimento Portland de alto-forno. Rio de Janeiro: ABNT, 1991. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5736:1991. Cimento Portland pozolânico. Rio de Janeiro: ABNT, 1991. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5737:1992. Cimentos Por- tland resistentes a sulfatos. Rio de Janeiro: ABNT, 1992. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5739:2007. Concreto – En- saio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos. Rio de Janeiro: ABNT, 2007. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 7215:1996. Cimento Portland – Determinação da resistência à compressão. Rio de Janeiro: ABNT, 1996. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 12989:1993. Cimento Por- tland branco – especificação. Rio de Janeiro: ABNT, 1993. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 13116:1994. Cimento Por- tland de baixo calor de hidratação – especificação. Rio de Janeiro: ABNT, 1994. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 14931:2004. Execução de es- truturas de concreto – procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2004. BAUER, L. A. F. A cura do concreto: métodos e materiais. Boletim n. 32, São Paulo, 1991. BOTELHO, M. H. C.; MARCHETTI, O. Concreto armado: eu te amo. São Paulo: Edgard Blu- cher, 2004. Referências Materiais de construção: concreto e argamassa164