Cópia de Relatório - Materiais II (1)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA - UFPB
CENTRO DE TECNOLOGIA - CT
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL - DECA
EDJANE COSMO DA SILVA
JULIA DE LIMA SILVA
VICTÓRIA BEATRICE MALAGUETA SANTANA
DOSAGEM DE CONCRETO - DETERMINAÇÃO DO NÍVEL DE ABATIMENTO E DO ÍNDICE DE RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO -
JOÃO PESSOA
2024
SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO……………………………………………………………………………..
2 OBJETIVOS……………………………………………………………………………….
PARTE I – DOSAGEM DO CONCRETO 
3 MATERIAIS E MÉTODOS………………………………………………………………..
 3.1 APARELHAGEM E INSTRUMENTAÇÃO……………………………………………………
 3.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL…………………………………………………………
 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES…………………………………………………………
PARTE II - DETERMINAÇÃO DE CONSISTÊNCIA (ABATIMENTO)
5 MATERIAIS E MÉTODOS………………………………………………………………
 5.1 APARELHAGEM E INSTRUMENTAÇÃO………………………………………………….
 5.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL…………………………………………………….....
 6 RESULTADOS E DISCUSSÕES………………………………………………
PARTE III - RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO
7 MATERIAIS E MÉTODOS………………………………………………………………
 7.1 APARELHAGEM E INSTRUMENTAÇÃO……………………………………………...... 
 7.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL……………………………………………………....
 8 RESULTADOS E DISCUSSÕES………………………………………………
9 CONSIDERAÇÕES FINAIS………………………………………………………
 10 REFERÊNCIAS…………………………………………………………………
 
 
1 INTRODUÇÃO
O concreto é um material composto, constituído por cimento, água, agregado miúdo (areia) e agregado graúdo (pedra ou brita), e vazios. Pode também conter adições (cinza volante, pozolanas, sílica ativa etc.) e aditivos químicos com a finalidade de melhorar ou modificar suas propriedades básicas. A sua utilização é ampla na construção civil, visto que possibilita o desenvolvimento de projetos estruturais grandiosos.
Para sua devida aplicação devemos analisar os cuidados necessários no seu preparo e aplicação (NBR 12655) sejam em para estruturas moldadas na obra, estruturas pré-moldadas e componentes estruturais pré-fabricados para edificações e estruturas de engenharia. Assim, também faz-se necessária a determinação do nível de abatimento da mistura (NBR 16889) para verificarmos a princípio a homogeneidade e só então moldarmos os corpos-de-prova e realizarmos o processo de cura (NBR 5738) para só assim determinemos o índice de resistência à compressão (NBR 5739) que variam de acordo com a composição escolhida para que, em seu estado fresco e, consequentemente, no estado endurecido o concreto apresente as propriedades necessárias como a resistência (compressão, tração e flexão), trabalhabilidade, com o objetivo de potencializar a durabilidade e qualidade do produto final.
As práticas apresentadas nesse relatório foram realizadas para a disciplina de Materiais de Construção Civil II da Universidade Federal da Paraíba (UFPB) no Laboratório de Ensaio de Materiais e Estruturas (LABEME) da UFPB. Ademais, sabendo-se que os ensaios possuem especificidades para cada tipo de composição esse relatório foi dividido em três partes, sendo iniciada pelo preparo do concreto (NBR 12655), seguida pela determinação da consistência do concreto através do abatimento (NBR 16889) e sendo finalizado pelo ensaio de resistência a compressão dos corpos-de-prova (NBR 5739).
2 OBJETIVOS
2.1 OBJETIVOS GERAIS
Nessa sequência de ensaios temos como objetivo atingir um traço, a partir das propriedades dos materiais adicionados e nas suas influências no resultado da mistura do concreto, que tivesse uma resistência à compressão dentro do esperado
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
- Realizar a produção de um concreto com abatimento de 90mm (+/- 5mm) a a partir de um traço piloto (1: 1,686 : 2,546 : 0,475 (1));
- Realizar molde dos corpos-de-prova;
- Realizar o processo de cura do concreto, a fim de conseguir uma resistência a compressão dentro da normatização;
- Realizar a verificação da resistência a compressão dos corpos-de-prova.
PARTE I – PREPARO DO CONCRETO 
3 MATERIAIS E MÉTODOS
 3.1 APARELHAGEM E INSTRUMENTAÇÃO
 Para conseguirmos realizar o ensaio foi-se necessário os seguintes materiais e equipamentos.
· Balança; 
· Betoneira estacionária;
· Colher de pedreiro;
· Concha para concreto.
 3.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
 
 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
 O traço piloto indicado para a dosagem do concreto foi o de 1 : 1,686 : 2,546 : 0,475 em massa e é necessário inicialmente determinar o volume do corpo de prova utilizado como referência a fim de que se possa calcular a quantidade exata dos materiais. Dessa forma, sabe-se que o corpo de prova possui dimensões de 10x20, aplicando esses valores na fórmula do volume do cilindro (V = 𝝅r²h) é possível determinar que o seu volume é igual a 1570 cm³ ou 0,00157 m³. O objetivo durante a quantificação dos materiais foi de, ao final, ter uma quantidade de concreto suficiente para preencher 6 corpos de prova, logo, 6 x 0,00157m³ = 0,009m³.
Após isso é preciso então calcular o consumo de cimento por m³ através da seguinte equação:
1. CC = 1000McMEc+MaMEa+MbMEb+a/c, onde M é a massa de cada material, ME a massa específica de cada material e a/c é o fator água cimento do traço.
Temos então que CC = 100013,15+1,6862,63+2,5462,9+0,475, logo, CC = 432,6 kg/m³. Sabendo disso, podemos calcular a quantidade de cada material necessário por m³ de concreto, dessa forma, multiplicando todas as massas por 432,6 temos:
Para 1 m³ de concreto:
· 434,6 kg de cimento
· 729,36 kg de areia
· 1109,19 kg de brita
· 205,48 l de água
Após isso, basta multiplicar o valor do consumo de cimento por m³ pelo volume final necessário de concreto obtido anteriormente a fim de determinar que a quantidade de cimento utilizado inicialmente no experimento foi de 3,893 kg ou 3893 g de cimento (432,6 kg/m³ x 0,009 m³). Dessa forma, obtemos então as quantidades de materiais utilizados inicialmente no preparo do concreto multiplicando as massas de cada um pela quantidade de cimento obtida.
Para 0,009m³ de concreto:
· 1 x 3,893 = 3,893 kg de cimento
· 1,686 x 3,893 = 6,56 kg de areia
· 2,546 x 3,893 = 9,9 kg de brita
· 0,475 x 3,893 = 1,8 l de água
Como descrito no procedimento experimental ao longo do experimento foram feitos acréscimos de materiais com o objetivo de melhorar a consistência e o abatimento da mistura, a Tabela 1 a seguir apresenta as mudanças nas quantidades de material a partir das adições feitas e seus respectivos abatimentos.
Tabela 1 - Adições de materiais e respectivos abatimentos
	TRAÇO PILOTO - 1 : 1,686 : 2,546 : 0,475
	
	CIMENTO (KG)
	AREIA (KG)
	BRITA (KG)
	ÁGUA (l)
	ABATIMENTO (mm)
	OBS
	QUANTIDADES INICIAIS
	3,89
	6,56
	9,9
	1,8
	0
	
	ADIÇÃO 1
	3,89
	6,56
	9,9
	2,2
	165
	adição de 400 ml de água
	ADIÇÃO 2
	3,89
	6,96
	9,9
	2,2
	40
	adição de 400 g de areia
	ADIÇÃO 3
	4,09
	7,36
	9,9
	2,2
	20
	adição de 200g de cimento e 400 g de areia
	ADIÇÃO 4
	4,09
	7,36
	9,9
	2,3
	20
	adição de 100 ml de água
	ADIÇÃO 5
	4,39
	8,36
	9,9
	2,5
	30
	adição de 300g de cimento, 1kg de areia e 200 ml de água
Tendo em vista as adições feitas ao longo da prática é necessário então ajustar o traço do concreto obtido nessa etapa e para isso basta dividir todas as quantidades finais dos materiais por 4,39 que é a quantidade final de cimento. Sendo assim, tem-se que ao final da dosagem o traço em massa do concreto foi de 1 : 1,9 : 2,26 : 0,57
PARTE II - DETERMINAÇÃO DA CONSISTÊNCIA (ABATIMENTO)
5 MATERIAIS E MÉTODOS
5.1 APARELHAGEM E INSTRUMENTAÇÃO
 Para conseguirmos realizar o ensaio foi-se necessário os seguintes materiais e equipamentos.
· Cone de Adams;
· Haste de adensamento; 
· Placa de base;
· Régua ou trena metálica;
· Concha;
5.2 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
 
6 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Tabela 2 - Abatimentos 
	ABATIMENTO (mm)
	QUANTIDADES INICIAIS
	0
	ADIÇÃO 1
	165
	ADIÇÃO 2
	40
	ADIÇÃO 3
	20
	ADIÇÃO 4
	20
	ADIÇÃO 5
	30
Analisando os resultados é possível perceber que não foi possível obter um valor de abatimento adequado paramuitos usos convencionais da construção civil como na concretagem de lajes por exemplo, no entanto, de acordo com a ACI (American Concrete Institute) os valores de abatimentos obtidos que estão entre 20 - 100 mm podem ser usados em algumas aplicações como pavimentação e uso de concreto massa. A partir da Tabela 3 a seguir podemos definir que o concreto obtido com o traço piloto possuía uma consistência seca e que após a primeira adição o mesmo passou a ter uma consistência mole e, por fim, ele apresentou uma consistência firme em todos os demais abatimentos.
Tabela 3 - Classificação das consistências do concreto
Fonte: Andolfato, 2002. Unesp
Além disso, cabe ressaltar que é importante analisar o aspecto do concreto que em alguns dos ensaios de abatimento realizados apresentou uma grande segregação dos agregados graúdos o que evidencia que não houve uma boa coesão da massa. Ademais, esse aspecto mencionado e o próprio valor do abatimento pode ter sofrido interferência devido a etapa de adensamento que foi realizado por pessoas diferentes, de uma forma não uniforme e com uma baixa intensidade, algo que foi possível de verificar após o abatimento ao observar que ficavam muitos vazios na massa. Por fim, outro fator que pode ter interferido nos resultados obtidos é o da temperatura e do tempo do ensaio que devido a necessidade de muitas adições e por ter sido realizado em um contexto de aula e com a presença de muitas pessoas durou mais que o indicado, bem como o fato de que os materiais utilizados no concreto como o cimento e a areia não estavam nas condições ideais no momento do ensaio no que diz respeito a qualidade, por exemplo.
PARTE III - RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO
7 MATERIAIS E MÉTODOS
7.1 APARELHAGEM E INSTRUMENTAÇÃO
 Para conseguirmos realizar o ensaio foi-se necessário os seguintes materiais e equipamentos.
· Molde;
· Desmoldante;
· Soquete metálico;
· Máquina de ensaios à compressão.
7.2 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
 
8 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Ao final da dosagem e durante o processo de moldagem verificou-se que não havia concreto o suficiente para preencher os 6 corpos de prova previstos inicialmente, isso pode ter se dado devido a fatores como a perda de material durante o processo tendo em vista que foram feitos muitos ensaios de abatimento e que a própria betoneira acaba contribuindo para isso por ficar material associado ao seu tambor, além da possibilidade de alguma falha durante a quantificação e pesagem dos materiais no início do experimento. Ademais, tendo moldado e curado os corpos de prova adequadamente conforme a norma descreve, estes foram submetidos ao ensaio de resistência a compressão onde os resultados obtidos a partir da divisão da força de ruptura pela área da seção transversal do corpo de prova se encontram na Tabela 4 a seguir:
Tabela 4 - Resultados do ensaio de resistência à compressão
	CP
	DATA - MOLDAGEM
	DATA - ROMPIMENTO
	IDADE
	Máx. Força (kN)
	Máx. Tensão (N/mm²)
	1
	10/04
	17/04
	7 dias
	65,6563
	8,3596
	2
	10/04
	17/04
	7 dias
	79,6875
	10,1461
	3
	10/04
	17/04
	7 dias
	86,3438
	10,9936
	4
	10/04
	17/04
	7 dias
	80,1563
	10,2058
	5
	10/04
	17/04
	7 dias
	82,1563
	10,4604
	MÉDIA
	78,8
	10,0331
	DESVIO PADRÃO
	7,8032
	0,99353
É possível perceber a partir dos dados apresentados na Tabela 3 que a resistência à compressão média da amostra é de 10 Mpa sendo este um valor inferior ao esperado, tendo em vista que aos 7 dias o concreto já deve apresentar cerca de 73% do valor da sua resistência final, dessa forma a resistência encontrada aos 28 dias seria de cerca de 14Mpa. Os principais fatores que podem ter influenciado nos resultados obtidos foram: Tipo do cimento, que é um dos materiais mais importantes no que diz respeito a resistência mecânica e que não passou por um controle de qualidade prévio a fim de verificar se estava em condições de uso; Procedimento e tempo da mistura, tendo em vista que todo o processo durou mais que o usual; Condições de adensamento e de cura, que são etapas extremamente importantes e podem ter apresentado falhas de execução; O próprio traço utilizado que foi determinado pelo método da ABCP e que nos permitiu chegar em um concreto de consistência firme ao final da dosagem; Além de outros fatores como a aderência da pasta com o agregado.
9 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 Esse ensaio é de suma importância na construção civil, de modo que avaliamos o estado físicos e químicos do concreto, analisando os seus impactos ambientais e econômicos, uma vez que temos a ressalva do ciclo de vida do cimento e como influência na mecânica estrutural do edifício, levando em conta a vida útil da obra. A confiabilidade e a resistência das estruturas de construção dependem de suas características de qualidade. Portanto, a seleção da composição do concreto é uma medida importante na fase de planejamento da construção de qualquer instalação. 
 Utilizando a análise linear conseguimos ter uma percepção quantitativa e qualitativa no processo do ensaio da dosagem do concreto, de modo que conseguimos testar a tensão de ruptura dos corpos de provas e com todos esses dados conseguimos ter uma correlação entre os resultados do ensaio que teve a resistência a compressão de 10 MPa em 7 dias de cura. 
 Tendo em vista, o método científico do conhecimento prévio da teoria do ensaio seguindo a NBR 5739 e NBR 5738, notamos uma dependência, entre a resistência do concreto com a compressão, uma vez que, existe uma significância estatística entre a tensão de ruptura do corpo de prova e a análise de sobrevivência do cimento que foi utilizado para a realização do ensaio, pois o mesmo estava com nódulos e fora da validade, visto que a cada três meses a qualidade do cimento diminui em 15% influenciando assim o resultado da resistência a compressão do concreto. 
 Vale ressaltar, que durante a execução do ensaio, lidamos com várias invariáveis que impossibilitaram chegar no mesmo resultado estipulado pela norma NBR 12655 e NBR 16889, visto que, o agregado miúdo continha materiais vegetais e não estava na granulometria estipulado pela norma, influenciando assim o resultado final e o incides de vazios, vale salienta que o granulometria da brita que foi usada no ensaio 25mm influenciou no abatimento de tronco de cone, a brita utilizada para o ensaio é geralmente mais recomendado para peças de maior volume e não é recomendado para um pilar de 15cm de largura.
 
10 REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12655: Concreto de cimento Portland — Preparo, controle, recebimento e aceitação — Procedimento. Rio de Janeiro, 2022.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16541: Concreto — Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone. Rio de Janeiro, 2020.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16972: Concreto — Procedimento para moldagem e cura de corpos de prova. Rio de Janeiro, 2016.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7215: Concreto - Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos. Rio de Janeiro, 1994.
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