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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 Dosagem de concreto Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: � Explicar o que é dosagem do concreto. � Identificar os fatores que influenciam o processo de dosagem. � Reconhecer a quantidade necessária de material para a dosagem de um concreto. Introdução Neste texto, você vai aprender uma das tarefas do engenheiro tecno- logista, que é a dosagem do concreto. Uma das etapas mais impor- tantes da dosagem, geralmente inicia em laboratório e é reproduzida em escala na obra ou na usina de concreto. Para isso, você vai estudar a quantidade necessária de cada um dos componentes utilizados para a produção de concreto, pois é de suma importância para prever o comportamento do material. Concreto O concreto é uma mistura de aglomerantes, agregados e água em determi- nadas proporções. Na linguagem da construção civil, essa mistura é chamada de dosagem ou traço. Figura 1. Traço É a indicação de quantidade dos materiais que constituem o concreto. O traço varia de acordo com a finalidade de uso e com as condições de aplicação. A seguir, veja os traços mais adequados para os principais usos: � Traço em volume de todos os materiais do concreto. � Traço em volume só dos agregados, sendo o cimento dado em peso. � Traço em peso de todos os materiais que constituem o concreto. O traço em volume de todos os materiais do concreto é o mais utilizado na prática, no entanto, o mais adequado é o traço em peso. Figura 2. Os traços são indicados da seguinte maneira: 1:3:3, 1:3:4, 1:3:6, sendo que o 1º algarismo indica a quantidade de cimento a ser usado; o 2º algarismo indica a quantidade de areia; e o 3º algarismo indica a quantidade de pedra. Assim, temos para o traço 1:3:3, um volume de cimento por três volumes da areia. De acordo com o traço temos diferentes resistências para os concretos, como 150 kg/cm2, 250 kg/ cm2, etc. A quantidade de água depende da umi- Materiais de construção: concreto e argamassa166 dade da areia, e você deve ter em mente que argamassas e concretos com uma dosagem excessiva de água diminuem sua resistência. Você deve ter muito cuidado para expressar o traço, pois caso ocorra algum engano, o concreto produzido vai apresentar propriedades diferentes daquelas previstas na dosagem. A dosagem do concreto sempre deve ser feita com os materiais secos e me- didos em massa, no entanto, para enviar o traço para a obra, ele deve ser convertido de maneira adequada. Conversão do traço Veja como transformar o traço em massa de materiais secos (1:2, 8:3, 2:0, 45) para traço em volume de materiais secos (Tv) e massa combinado com volume de materiais secos (Tmv). Adotando a seguinte fórmula: Considere os valores para: � Massa unitária dos materiais: � Massa específica dos materiais: Dosagem de concreto 167 Assim, para converter o traço em massa para traço em volume (Tv) teremos: Tm - 1: 2,8 : 3,2 : 0,45 No entanto, é comum apresentar o traço unitário, ou seja, referente à uni- dade de cimento, desta forma: Conversão para traço em massa combinado com volume (Tmv) Para expressar o traço para um saco de cimento, basta multiplicar a pro- porção por 50 kg (peso de um saco de cimento). Adotando a fórmula, Considere: 50 kg = 1 saco de cimento 92,5 dm3 = areia 97 dm3 = brita 22,5 dm3 = água Para o traço em massa combinado com volume Tmv – 1:1,85:1,94:0,45. Você deve corrigir o traço de acordo com a umidade (h=3,5%) e inchamento médio da areia (Iméd = 1,25 e γa = 1,51 kg/dm3). Materiais de construção: concreto e argamassa168 Considere: � Traço referente a 1 saco de cimento: Utilize as seguintes fórmulas para: � Correção quanto ao inchamento: x dm � Correção quanto a umidade: � Quantidade de água presente na areia úmida: x x kg kg � Massa da água na areia úmida: kg � Quantidade de água a ser adicionada: kg Dosagem de concreto 169 � Assim, o traço corrigido será: Dimensionamento da padiola Para fazer o dimensionamento da padiola, você deve adotar duas medidas, determinando a altura em função do volume dos agregados. Veja a seguir: Figura 3. Dimensionamento da padiola. � Para padiola de areia, considere a fórmula: x x x x Para que a padiola não fique com altura e peso excessivo, divide-se a altura por dois e especifica-se duas padiolas, ou seja, duas padiolas com dimensões de 40x45x32,1cm por traço. Materiais de construção: concreto e argamassa170 � Para padiola de brita, considere a fórmula: x x Assim, você terá duas padiolas com dimensões de 40x45x27cm. Produção do traço Para a produção do traço dado para um saco de cimento, a especificação é: 1 saco de cimento: 2 padiolas de areia: 2 padiolas de brita= 1:2:2 Consumo do traço 1dm3 = 1 litro Sempre que trabalhar com concreto é necessário saber o consumo de ma- terial por metro cúbico de concreto. Essa determinação é feita através do cál- culo do consumo de cimento por metro cúbico, veja a fórmula a seguir: Considere: � γc = massa específica do cimento � γa = massa específica da areia � γb = massa específica da brita � 1:a:b:x = traço do concreto expresso em massa � C= consumo de cimento por metro cúbico de concreto, 1000 dm3. Dosagem de concreto 171 Veja como determinar a quantidade de materiais necessária para a moldagem de 12 corpos de prova cilíndricos de concreto, com dimensões de 15x30 cm, sabendo que o traço utilizado será Tm 1 : 2,5 : 3,5 : 0,50. Solução: x x Cilindro: C = 1,716 kg de cimento a = 1,716 × 2,5 a = 4,29 kg de areia b = 1,716 × 3,5 b = 6,01 kg de brita x = 1,716 × 0,5 x = 0,858 kg de água Exemplo Método de dosagem ACI/ABCP Conheça as cinco regras fundamentais do método de dosagem ACI/ABCP: � Projeto estrutural � Os materiais disponíveis � Os equipamentos e mão de obra disponíveis � Buscar a melhor qualidade � O menor custo possível Materiais de construção: concreto e argamassa172 Dosagem racional do concreto Dosar um concreto no laboratório consiste em determinar as quantidades de- vidamente estudadas dos materiais envolvidos, sendo: cimento, água, agre- gados e eventualmente aditivos, em proporções convenientemente adequadas, para dar as propriedades exigidas, de maneira que os componentes desta mis- tura atendam satisfatoriamente todos os fatores, tornando o concreto em es- tado duro com 0% de vazios como uma pedra artificial. Cálculo do traço a. Critérios para fixação da resistência de dosagem ( fcj): Fixa a condição característica da obra pela resistência do concreto ( fck) estipulada no projeto, na idade de “j “dias (efetiva), definida pela expressão: � fcj = fck + 1,65 x Sd - (Sd = desvio padrão) b. Desvio padrão do concreto: O valor do desvio padrão depende da condição específica da obra. Se não for conhecido, poderão ser fixados inicialmente os desvios em função do tipo e condições de controle a serem empregados: � Condição A � Aplicável a concretos da classe C10 a C80 ( fck 10 a 80 MPa) � Cimento e agregado medido em massa � Água medida em massa ou volume com dispositivo dosador � Determinações precisas e frequentes da umidade dos agregados � Proposta do Sd = 4,0 MPa � Condição B � Aplicável a concretos da classe C10 à C25 ( fck 10 a 25 MPa) � Cimento em massa � Agregado em volume � Água em volume com dispositivo dosador � Correção da umidade empelo menos três vezes da mesma turma de concretagem � Volume do agregado miúdo corrigido pela curva de inchamento � Proposta do Sd = 5,5 MPa Dosagem de concreto 173 � Condição C � Aplicável a concretos da classe C10 à C15 ( fck 10 a 15 MPa) � Cimento em massa � Água em volume � Umidade estimada � Exige-se para esta condição o consumo mínimo de cimento = 350 kg/m3 � Proposta do Sd = 7,0 MPa Veja a dosagem do concreto por método de dosagem ACI/ABCP na prática � Características dos materiais e do cimento utilizado no traço: � Características do concreto a ser confeccionado: Areia Brita 1 Brita 2 Cimento Mf = 2,60 δ = 2700 kg/m3 δ = 2700 kg/m3 CP II - 32 MPa Inch = 30% γ comp = 1500 kg/m3 γ comp = 1500kg/ m3 δ = 3100kg/m3 H = 6% γ solta = 1430 kg/m3 γ solta = 1400 kg/m3 δ = 2650 kg/m3 Φmáx = 25 mm γ = 1460 kg/m3 Proporção das britas Concreto B1 = 80 % fck = 25 MPa B2 = 20 % Abatimento = 90 +/- 10 Condição B Exemplo Materiais de construção: concreto e argamassa174 Solução: O primeiro passo é determinar a relação A/C (água/cimento). Você deve considerar os seguintes critérios: � Resistência mecânica: escolha do fator A/C em função da curva Abrams do cimento. � Durabilidade: relação A/C e tipo de cimento. � Determinar a resistência da dosagem do concreto em função do desvio padrão aos 28 dias. Fc28 = fck + 1,65 x Sd Fc28 = 25 + 1,65 x 5,5 Fc28 = 34 MPa � Com esse valor, você retirar o valor do fator A/C no gráfico das curvas Abrams do cimento. Assim, você terá o fator A/C = 0,475 O segundo passo é determinar o consumo de materiais, veja a seguir: � Determinação do consumo de água (Ca): Consumo de água aproximado (m3) Abatimento mm Dmáx agregado graúdo (mm) 9,5 19,0 25,0 32,0 38,0 40 a 60 220 195 190 185 180 60 a 80 225 200 195 190 185 80 a 100 230 205 200 195 190 Tabela 1. Consumo de água aproximado. Dosagem de concreto 175 Sendo assim, o consumo de água= Ca = 200 litros � Determinação do consumo de cimento (Cc) � Determinação do consumo de agregado graúdo (Cb), em função do diâmetro máximo MF Dimensão máxima (mm) 9,5 19,0 25,0 32,0 38,0 1,8 0,645 0,770 0,795 0,820 0,845 2,0 0,625 0,750 0,775 0,800 0,845 2,2 0,605 0,730 0,755 0,780 0,805 2,4 0,585 0,710 0,735 0,760 0,785 2,6 0,565 0,690 0,715 0,740 0,765 2,8 0,545 0,670 0,695 0,720 0,745 3,0 0,525 0,650 0,675 0,700 0,725 3,2 0,505 0,630 0,655 0,680 0,705 3,4 0,485 0,610 0,635 0,660 0,685 3,6 0,465 0,590 0,615 0,640 0,665 Tabela 2. Teor de agregado graúdo. � Determinação do volume da areia (Va) � Determinação do consumo de agregado miúdo Materiais de construção: concreto e argamassa176 O terceiro passo é a apresentação do traço. Cimento: areia: brita 1: brita 2: água/cimento Você deve corrigir o traço para o inchamento e a umidade fornecida no início do exercício e, após, dimensionar as padiolas para o traço corrigido. Dosagem de concreto 177 1. Qual dos itens abaixo NÃO é definido durante a dosagem do concreto: a) Teor de adições no saco de cimento. b) Dimensão máxima do agregado. c) Trabalhabilidade. d) A/C e) Consumo de cimento. 2. O cimento dosado para ser utilizado no concreto não é responsável: a) Desenvolvimento da resistência. b) Durabilidade. c) Calor de hidratação. d) Preço. e) Agressão às armaduras causadas pela despassivação. 3. Qual dos itens abaixo NÃO é levado em consideração no momento de escolha dos agregados para os con- cretos mais comuns: a) Preço. b) Disponibilidade. c) Dimensão máxima. d) Microestrutura química. e) Granulometria. 4. O consumo de cimento no concreto: a) Deve ser alto. b) Não influencia na retração. c) Praticamente define o custo. d) Se elevado diminui a fissuração. e) Não tem relação com o consumo de agregados. 5. Qual dos itens abaixo NÃO corres- ponde a relações práticas comuns entre os componentes do concreto: a) 1% a mais de agregado miúdo corresponde a necessidade de mais 2 kg/m3 de água. b) 1% a mais de cimento significa aproximadamente 2,5 cm de slump. c) 1% a mais de cimento precisa de aproximadamente 2 kg/m3 de água. d) 1% a menos de ar incorporado gera a necessidade de aproxima- damente 3 kg/m3 de água. e) Para aumentar 2,5 cm de slump necessita-se aproximadamente 6 kg/m3 de água. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND. Guia básico de utilização do cimento Portland. 7. rev. São Paulo: ABCP, 2002. (BT-106). ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 6118: 2014. Projeto de estru- turas de concreto – procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2014. 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. HELENE, P.; TERZIAN, P. Manual de dosagem e controle do concreto. São Paulo: Pini, 1993. Leituras recomendadas Materiais de construção: concreto e argamassa178