08 Dosagem experimental

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Resistência do concreto à compressão
Dosagem experimental
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Resistência do concreto à compressão
Resistência característica
fck
Resistência de cálculo
fcd
Resistência de dosagem
fcj
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Resistência característica do concreto
Curva de distribuição normal de Gauss
fcm
fck1
fck2
P%
P%
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Resistência característica do concreto
fck = resistência característica 
Limite inferior em relação ao qual se quer que p1% daqueles valores sejam superiores
fcm = valor médio da distribuição
s = desvio padrão da distribuição
t = coeficiente de Student
Função de p (%)
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Coeficiente de Student em função de p1 (% acima do valor mínimo)
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Resistência característica do concreto
fcm
fck
P%
t x s
fck= fcm – 1,65 x s
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CB-130 (NBR 8953) – Concreto para fins estruturais Classificação por grupos de resistência.
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Resistência de cálculo (design)
 gc = coeficiente de minoração da resistência do concreto.
Desvios desfavoráveis
da resistência do concreto
da geometria das peças.
 Em geral 
 gc = 1,4
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Resistência de dosagem (fcj)
fcj = fcm = fck + 1,65 x s
O concreto é dosado em laboratório para a resistência média.
j = idade do concreto (28 dias em geral).
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NBR 12655/96 – Concreto: preparo, controle e recebimento (item 6.4)
Dosagem racional e experimental
Obrigatória para fck > 15 MPa (C 15)
Apenas para fck = 10 MPa (C 10)
C > 300 kg/m³
Dosagem empírica
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Condições de preparo do concreto
Condição A:
Aplicável às classes C10 até C80
Cimento e agregados medidos em massa
A água é medida em massa ou volume
Dispositivo dosador
Correção em função de determinação da umidade dos agregados
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Condições de preparo do concreto
Condição B:
Aplicável às classes C10 até C25
O cimento é medido em massa
Os agregados em massa combinada com volume
A água é medida em volume 
Dispositivo dosador
Correção em função da determinação da umidade dos agregados. (pelo menos 3 vezes ao dia)
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Condições de preparo do concreto
Condição B:
Aplicável às classes C10 até C20
O cimento é medido em massa
Os agregados são medidos em volume, através do conhecimento da massa unitária
Volume de agregado miúdo é corrigido em função da sua curva de inchamento
A água é medida em volume
Dispositivo dosador
Correção em função da determinação da umidade dos agregados (pelo menos 3 vezes ao dia)
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Condições de preparo do concreto
Condição C:
Aplicável apenas aos concretos das classe C10 e C15
O cimento é medido e massa
Os agregados são medidos em volume
A água é medida em volume
Correção em função da:
Estimativa da umidade dos agregados; e
Determinação da consistência do concreto (slump-test) 
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Resistência de dosagem do concreto
Atender às condições de variabilidade da produção de concreto.
O desvio padrão (Sd) mede a variabilidade.
fcj = fck + 1,65 x Sd
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Concreto com desvio padrão conhecido
Mesmos materiais
Equipamentos similares
Condições equivalentes
Calcular Sd a partir de:
pelo menos 20 resultados consecutivos
obtidos em período imediatamente anterior de 30 dias
sd > 2,0 MPa
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Concreto com desvio padrão desconhecido
No início da obra
Desvio padrão a ser adotado em função da condição de preparo
* Para a condição de preparo C, e enquanto não se conhece o desvio padrão, exige-se para concretos da classe C15 o consumo mínimo de 350 kg/m3.
Plan1
		
		
		
								Condição		Desvio padrão (MPa)
								A		4.0
								B		5.5
								C*		7.0
Plan2
		
Plan3
		
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Dosagem experimental do concreto
Técnicas de cálculo estrutural mais desenvolvidas aliadas ao maior conhecimento dos comportamentos mecânicos do concreto e do aço fizeram surgir estruturas mais arrojadas em concreto armado ou protendido
O concreto é submetido a tensões mais elevadas
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Dosagem experimental do concreto
Metodologias de dosagem mais precisas baseadas em:
Leis científicas, e 
Ensaios experimentais
Métodos de dosagem comumente utilizados no Brasil:
Método da ABCP
Método do IPT
Método do INT
Método do ITERS
Método do ACI adaptado pela ABCP às condições brasileiras
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Fundamentos da dosagem experimental
Definição e considerações gerais
A dosagem visa a garantir ao concreto
No estado fresco:
Trabalhabilidade adequada aos meios disponíveis para que seja transportado, lançado e adensado, sem segregação
No estado endurecido:
Características compatíveis com as solicitações impostas pela utilização e exposição da obra (resistência, durabilidade, permeabilidade)
Ser produzido a baixo custo (competitividade com outros materiais alternativos)
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Principais elementos considerados na dosagem de um concreto
Resistência
característica
Controle de
qualidade
Resistência
de dosagem
Relação água/cimento (x)
Risco de ataque
químico no 
concreto massa
Tipo de
cimento
Idade para a
resistência
exigida
Durabilidade
Processo de
adensamento
Seção da peça e 
espaçamento das barras
Trabalhabilidade
requerida
Dimensão máxima
 do agregado
Forma do
agregado
Granulometria
dos agregados
Proporção
agregado/cimento (m)
Traço
Proporção de cada
tipo de agregado
Peso dos componentes
por betonada
Capacidade da betoneira
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Concreto fresco
A trabalhabilidade depende de
Fatores relativos aos materiais
Condições de execução da obra
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Condições de execução da obra
Dimensão máxima característica do agregado
Dimensões da peça
Menor do que 1/4 da menor distância entre faces da forma
Menor do que 1/3 da altura das lajes
Pelo espaçamento das armaduras
O espaço livre entre duas barras deve ser maior do que 1,2 vezes a dimensão máxima característica do agregado nas camadas horizontais e 0,5 vezes a mesma dimensão máxima característica no plano vertical
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Condições de execução da obra
Dimensão máxima característica do agregado
No concreto bombeado a dimensão máxima característica é limitada pelo diâmetro da tubulação
Misturas mais fluidas para peças
Densamente armadas
Grandes dimensões de moldagem em relação ao volume
Processo de adensamento menos enérgico
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Agregado miúdo
Como as areias possuem elevado desenvolvimento superficial, qualquer alteração em seu teor na mistura, acarreta variações no consumo de água, e conseqüentemente, no de cimento, para manter-se a plasticidade do concreto
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Agregado graúdo
Forma
Textura superficial
Dimensão máxima característica
Misturas contendo quantidades excessivas de agregados graúdos dão concretos com baixa mobilidade e coesão, exigindo grande esforço para seu lançamento e adensamento
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Cimento e água
O cimento, por ser o componente mais fino do concreto, atua como elemento lubrificante das partículas maiores, reduzindo o atrito interno, favorecendo assim a plasticidade do concreto fresco
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Principais influências do cimento no concreto fresco
Aumento da plasticidade com o aumento da relação a/c
O aumento do consumo de cimento (mantendo-se o fator a/c constante) favorece a plasticidade, aumenta a coesão e reduz a segregação
A exsudação é diminuída quando o consumo do cimento aumenta
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Principais influências do cimento no concreto fresco
Consistência deficiente do concreto fresco, devida ao agregado miúdo com forma e textura de partículas defeituosas, pode ser corrigida com o aumento do consumo de cimento
Adições minerais (como cinza volante) favorecem a plasticidade do concreto, por serem bastante finas e de forma arredondada
A escória de alto forno e a argila calcinada podem produzir efeito contrário
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Concreto endurecido
Qualidades desejáveis
Resistência mecânica (compressão, tração, tração na flexão,
cisalhamento, abrasão)
Aderência
Durabilidade
Impermeabilidade
Aparência
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Resistência mecânica
Fatores que influem na resistência mecânica do concreto
Resistência da pasta de cimento endurecida
Grau de hidratação
Porosidade – relação a/c
Resistência do agregado
Resistência da ligação pasta/agregados 
Forma, textura superficial e natureza química dos agregados
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Durabilidade
É a capacidade do concreto de resistir à ação do tempo, aos ataques químicos, abrasão ou qualquer outra ação de deterioração
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Método de dosagem ABCP/ACI
Considerações preliminares
Métodos de dosagem:
Europa - 20 métodos
Brasil - 4 métodos
Método ABCP/ACI:
Desenvolvido com base nos métodos do American Concrete Institute (ACI) e Portland Cement Institute (PCI), adaptando-se às condições brasileiras, ou seja, permitindo a utilização de agregados graúdos britados e a areia de rio que obedecem a NBR 7211
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Fundamentos do método
Conhecimento prévio das seguintes informações:
Materiais
Tipo, massa específica e nível de resistência aos 28 dias do cimento a ser utilizado
A análise granulométrica e massa específica dos agregados disponíveis
Massa unitária compactada do agregado graúdo
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Fundamentos do método
Concreto
Dimensão máxima característica admissível
Consistência desejada do concreto fresco, medida pelo abatimento do tronco de cone
Condições de exposição ou finalidade da obra
Resistência de dosagem do concreto
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Fixação da relação água/cimento
Critérios da durabilidade
Critério da resistência mecânica
Conhecimento prévio da resistência normal do cimento ou da sua estimativa
Plan1
		Tipo da estrutura		Estrutura exposta à
ação da água do mar
ou sulfatadas*
		Peças delgadas e seções
com menos de 2,5 cm de 
recobrimento da armadura		0.4
		Outros		0.45
Plan2
		
Plan3
		
*
*
*
Gráfico para determinação da relação água/cimento em função das resistências do concreto e cimento aos 28 dias
Resistência normal do cimento aos 28 dias (MPa)	
26
29	
32	
35	
38	
41	
44	
Gráf1
		26.8		29		31.6		34.0591578217		37		39.8		42.5		44
		20		22		24		26		27.9		29.9		31.9		42.5
		15.2		16.8		18.2		19.8		20.1		21.9		23.1		31.9
		11.6		12.7		13.9		14.9		16		17.2		18.3		23.1
																18.3
26 MPa
29 MPa
32 MPa
35 MPa
38 MPa
41 MPa
44 MPa
Relação água/cimento, l/kg
Resistência à compressão do concreto requerida aos 28 dias, MPa
Abrams
		UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA
		CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
		DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
		LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
		CURVAS DE ABRAMS
		Certificado n° :		2220 - A		Interessado :		Samitri, S/A Mineração da Trindade
		Natureza do trabalho: Estudo de dosagem de concreto visando o aproveitamento de rejeitos de mineração.
		
		
				CIMENTO				CP-V-ARI-Plus, Ciminas
				AGREGADO MIÚDO				100% areia Rio Piranga
				AGREGADO GRAÚDO				Brita 1 calcária da Mineração Mina Forte
				LANÇAMENTO				Convencional
		
				RELAÇÃO ÁGUA / CIMENTO X RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO
				Relação		Resistência à compressão do concreto aos 28 dias (MPa)
				Água / Cimento		26		29.000		32.000		35.000		38.000		41.000		44.000
				0.49		26.8		29.0		31.6		34.1		37.0		39.8		42.5
				0.60		20.0		22.0		24.0		26.0		27.9		29.9		31.9
				0.70		15.2		16.8		18.2		19.8		20.1		21.9		23.1
				0.80		11.6		12.7		13.9		14.9		16.0		17.2		18.3
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
				CURVAS DE ABRAMS PARA AS IDADES DE:
				3 dias		fc3 = 9,507 * X -1,4865										r2 =		0.9822
				7 dias		fc7 = 13,383 * X -1,1463										r2 =		0.9421
				28 dias		fc28 = 15,395 * X -1,2316										r2 =		0.863
				91 dias		fc91 = 16,04 * X -1,918										r2 =		0.8741
		
		
		Obs.:
		
		
		Preparado por :				Verificado por :												Data :		3/27/00
		Lauro Gontijo Couto				Délio Porto Fassoni												Folha :		Anexo 1/5
Abrams
		0		0		0		0		0		0		0		0
		0		0		0		0		0		0		0		0
		0		0		0		0		0		0		0		0
		0		0		0		0		0		0		0		0
																0
26 MPa
29 MPa
32 MPa
35 MPa
38 MPa
41 MPa
44 MPa
Relação água/cimento, l/kg
Resistência à compressão do concreto requerida aos 28 dias, MPa
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Método de dosagem ABCP/ACI
Quando a resistência normal do cimento é conhecida:
A adoção da relação a/c é feita diretamente com a resistência normal conhecida
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Método de dosagem ABCP/ACI
Quando a resistência normal do cimento é desconhecida mas é conhecida a resistência média e o desvio padrão ou o coeficiente da variação do cimento em questão
Resistência estimada=resistência média + 1,65 x s
s= desvio padrão da fabricação do cimento
Utiliza-se a resistência estimada para a adoção da relação a/c
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Método de dosagem ABCP/ACI
Quando o desconhecimento é total
Adota-se como estimativa da resistência normal do cimento a resistência mínima especificada pela norma, de acordo com a classe do cimento
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Consumo de água no concreto (l/m³)
Valores recomendados como ponto de partida para o consumo de água de concretos preparados com pedra britada, areia natural e consumo de cimento da ordem de 300 kg/m3
Plan1
		Abatimento do
tronco de cone (mm)		Dimensão máxima característica do 
agregado graúdo (mm)
				9.5		19		25		32		38
		40 a 60		220		195		190		185		180
		60 a 80		225		200		195		190		185
		80 a 100		230		205		200		195		190
Plan2
		
Plan3
		
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Consumo de água no concreto
Para seixo rolado como agregado graúdo, estes valores podem ser reduzidos de 5 a 15%
Areias muito finas (zona 1 da NBR 7211) podem gerar aumentos da ordem de 10%
Determinação experimental do consumo de água - tentativas
Car=consumo de água requerida
Cai=consumo de água inicial
AR=Abatimento requerido
AI=Abatimento inicial
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Consumo de cimento (kg/m³)
Determinação do consumo de cimento (C)
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Consumo de agregados
Determinação do consumo de agregados
Consumo de agregados: obtido pela diferença de volume necessária para compor 1 m3 de concreto
Proporcionamento agregado graúdo/miúdo (é a composição granulométrica do agregado total quem vai ditar a trabalhabilidade e o custo final)
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Consumo de agregado graúdo
Determinação do consumo de agregado graúdo (Cb)
Pelo método ABCP/ACI o consumo de agregado graúdo é função de:
Dimensão máxima característica do concreto
Módulo de finura da areia
Cb=VC x dC (kg/m3)
VC=Volume compactado/m3 de concreto
 dC=Massa unitária compactada 
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Método de dosagem ABCP/ACI
Volume compactado seco (VC) de agregado graúdo por m3 de concreto
Plan1
		MF		Dmáx (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		0.825
		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
Plan2
		
Plan3
		
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Método de dosagem ABCP/ACI
Proporcionamento de britas
Plan1
		Britas Utilizadas		Proporção
		B0,B1		30% B0 e 70% B1
		B1,B2		50% B1 e 50% B2
		B2,B3		50% B2 e 50% B3
		B3,B4		50% B3 e 50% B4
Plan2
		
Plan3
		
*
*
*
Consumo de agregado miúdo
Determinação do consumo de agregado miúdo (Cm)
Somatório
dos volumes dos materiais=1m3 de concreto
VC+Va+Vm+Vb= 1 m3
Cm= Vm x gm
 g= massa específica dos materiais
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Método de dosagem ABCP/ACI
Apresentação do traço do concreto
Cimento (1) : areia : graúdo : relação a/c