Dosagem prof. ana catarina evangelista

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UFRJ – ESCOLA DE ENGENHARIA Dosagem
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Profa. Ana Catarina Evangelista
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DOSAGEM DO CONCRETO
1. DEFINIÇÃO
· É o proporcionamento adequado dos materiais, como cimento, água,
agregados, e eventualmente dos aditivos. O produto final – concreto –
deve atender os requisitos necessários tanto no estado fresco quanto
endurecido. Estes requisitos devem ser obtidos para que a obra seja
economicamente viável.
2. TRAÇO
· É a relação entre a quantidade de cimento, sendo unitária, e as
quantidades de agregados, podendo ser dado em massa ou volume.
Geralmente, esta apresentação é feita da seguinte forma:
Cimento(1):AgregadoMiúdo:AgregadoGraúdo:Relação a/c
Em relação a massa do cimento seria(traço em massa):
1 : Ca/C : Cb/C : Cágua/C
deve-se indicar também o consumo de cimento.
3. VOLUME DE CONCRETO
· O volume total de concreto é obtido pelo soma dos volumes individuais
de cada componente, incluindo-se os vazios .
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Vconc = Vc + Va + Vb + Vágua + Vvazios
Vc = Mc / gc
Va = Ma / ga
Vb = Mb / gb
Vágua = Mágua / gágua
Onde,
Vc = volume de cimento
Va = volume de areia
Vb = volume de brita
Vágua = volume de água
Mc = massa de cimento
Ma = massa de areia
Mb = massa de brita
Mágua = massa de água
gc = massa específica do cimento
ga = massa específica da areia
gb = massa específica da brita
gágua = massa específica da água
Consumo de cimento :
a = massa do agregado miúdo por massa de cimento
c
a
fator
b
b
a
a
c
C
+++
=
ggg
1
1
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3
b = massa do agregado graúdo por massa de cimento
Exemplo:
Obter o consumo de materiais de um concreto cujo traço em peso é :
1 : 1,39 : 2,96 : 0,40
sendo :
gc = 3,15 kg/dm3; ga = 2,62 kg/dm3; gb =2,54kg/dm3
Consumo de cimento:
Areia : 414 x 1,39 = 575 kg/m3
Brita : 414 x 2,96 = 1225 kg/m3
Água : 414 x 0,40 = 166 litros
4. RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO
4.1. Resistência característica – é o valor da resistência com 95% de
probabilidade de ocorrência nos resultados obtidos em ensaios. Os
resultados obedecem aproximadamente a curva de Gauss- curva de
distribuição normal de frequência.
Sendo n = número de amostras e fc = resistência de cada amostra,
teremos:
3/414
40,0
54,2
96,2
62,2
39,1
15,3
1
1000
mkgC =
+++
=
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Resistência média :
Desvio padrão:
De acordo com a Curva de Gauss e com a NBR 6118, teremos:
fck = fcj – 1,65 sd (Resistência característica)
E a Resistência de dosagem :
fcj = fck + 1,65 sd
Onde sd é o desvio padrão determinado pela expressão:
sd = kn x sn
Sendo :
sn = desvio padrão da resistência, determinado em ensaios com corpos de
prova da obra considerada ou de outra obra cujo concreto tenha sido executado
com o mesmo equipamento e iguais organizações e controle de qualidade.
Os valores de kn são os indicados a seguir:
å
=
=
n
i
ccj fn
f
1
1
( )
1
1
2
-
-
=
å
=
n
ff
s
n
i
ccj
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n 20 25 30 50 200
kn 1,35 1,30 1,25 1,20 1,10
Não se tomará para sd valor inferior a 2 MPa.
Quando não for conhecido sn, o desvio padrão para a dosagem sd será
fixado segundo os seguintes critérios:
a) Quando houver assistência de um profissional legalmente habilitado,
especializado em tecnologia do concreto, todos os materiais forem
medidos em peso e houver medidor de água, corrigindo-se as
quantidades de agregado miúdo e água em função do teor de
umidade, e houver garantia de manutenção, no decorrer da obra, da
homogeneidade dos materiais a serem empregados :
Sd = 4 MPa
b) Quando houver assistência de um profissional habilitado,
especializado em tecnologia do concreto, o cimento for medido em
peso e os agregados em volume, e houver medidor de água, com
correção do volume de agregado miúdo em função do teor de umidade
:
Sd= 5,5 MPa
c) 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 MPa
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5. MÉTODO DE DOSAGEM ABCP/ACI
5.1. OBJETIVO
Este método é recomendado para concretos feitos com agregados de
massa específica convencional, com trabalhabilidade para moldagem in loco, ou
seja consistência deve ser de semi-plástica a fluida.
São necessários os seguintes dados:
a) Materiais :
· Cimento - tipo, massa e específica, e nível de resistência aos 28 dias.
· Agregados – análise granulométrica e massa específica.
· Agregado graúdo – massa unitária compactada.
b) Concreto :
· Dimensão máxima característica admissível .
· Consistência medida pelo abatimento do tronco de cone.
· Condições de exposição ou finalidade da obra.
· Resistência de dosagem de concreto.
5.2. PROCEDIMENTO
5.2.1. Escolha do abatimento
Pode ser feita de acordo com a tabela 1.
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Tabela 1 – Abatimento em função do tipo de estrutura
Tipo de construção Abatimento
mínimo(cm)
Abatimento
máximo(cm)*
Paredes de fundação e sapatas 2 8
Vigas e paredes armadas 2 10
Pilares 2 10
Pavimentos e lajes 2 8
Concreto massa 2 8
*Pode-se aumentar 2 cm se o adensamento não for mecânico
5.2.2. Fixação do diâmetro máximo do agregado
Geralmente é escolhido com base no fator rconômico, nas dimensões das
peças a ser concretada e o espaçamento entre as armaduras, coforme a NBR
6118:
Dmáx. < ¼ das distâncias entre as faces das formas
Dmáx. < 1/3 da espessura da laje
Dmáx. < e/1,2 , onde “e” é o espaçamento entre as barras das armaduras.
5.2.3. Fixação do fator água/cimento
Para fixação do fator a/c com base na durabilidade o ACI apresenta a
tabela 2.
A escolha com base na resistência mecânica do concreto deve ser feita
com base nas Curvas de Abrams do cimento, caso não seja possível pode-se
adotar a figura1.
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Tabela 2- Relações a/c máximas para concretos submetidos a condições
severas
Tipo da Estrutura Estrutura exposta à ação da água do
mar ou sulfatadas
Peças esbeltas e seções com menos
de 2,5cm de recobrimento da
armadura
0,40
Outros 0,45
5.2.4. Determinação do consumo de água do concreto(Ca)
A quantidade de água para se obter um determinadoabatimento depende:
do tamanho máximo, da forma , da textura e da granulometria do agregado
graúdo.
Os valores da tabela 3 são recomendados como ponto inicial para concreto
feitos com agregado graúdo britado, agregado miúdo, consumo de cimento da
ordem de 300kg/m3 e abatimento de 40 a 100mm.
Tabela 3 – Consumo de água aproximado (l/m3)
Dimensão máxima característica do agregado graúdo
(mm)
Abatimento
(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
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Experimentalmente, a determinação exata do consumo de água pode ser
obtida após 2 ou 3 tentativas. Pode-se utilizar a seguinte expressão para facilitar
esta operação:
Onde :
Car = consumo de água requerida
Cai = consumo de água inicial
ar = abatimento requerido
ai = abatimento inicial
5.2.5. Determinação do Consumo de Cimento(C):
O consumo de cimento é calculado com base no consumo de água e no
fator água/cimento:
O consumo de cimento normalmente varia de 200 a 400kg/m3.
5.2.6. Determinação do Consumo de Agregados
Os agregado graúdos e miúdos forma uma curva granulométrica total de
agregados, sendo de grande importância para a trabalhabilidade e o custo final do
concreto.
1,0
÷÷ø
ö
ççè
æ
=
i
r
aiar a
a
CC
ca
C
C a
/
=
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Após serem obtidos os consumos de água e cimento, o consumo de
agregados é determinado através da diferença de volume para completar 1m3 de
concreto.
No método da ABCP o consumo de agregado graúdo é função da : sua
dimensão máxima e do módulo de finura da areia, e o consumo de agregado
miúdo será função dos teores da pasta e agregado graúdo do concreto.
a) Determinação do Consumo de Agregado Graúdo(Cb) :
O consumo de agregado graúdo é obtido diretamente na tabela 4:
Tabela 4 – Volume compactado seco(Vc) de agregado graúdo por m3 de
concreto
Dmáx.M.F.
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
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A determinação de Cb é feita pela expressão:
Cb = Vc x Mc (kg/m3)
Onde Vc e Mc são respectivamente, o volume compactado por m3 de
concreto (tabela4) e a massa unitária compactada do agregado graúdo.
Segundo a NBR 7211 a brita já graduada recebe a seguinte denominação:
Brita Zero (B0), Brita Um (B1), Brita Dois (B2), Brita Três (B3), Brita Quatro(B4),
podendo Ter dimensão máxima de 9,5(B0) a 76 mm(B4).
Estudos desenvolvidos na ABCP levaram a conclusão de que o menor
volume de vazios na mistura de duas britas de graduações contígua é obtido
quando se mistura 50% de cada uma delas (Tabela 5), exceto no caso das britas
zero e um.
Tabela 5 – Proporcionamento de britas
Britas Utilizadas PROPORÇÃO
B0,B1 30%B0 e70% B1
B1, B2 50%B1 e50%B2
B2,B3 50%B2 e50%B3
B3,B4 50%B3 e50%B4
Quando não for possível determinar a massa unitária compactada, pode-se
adotar o valor de 1500kg/m3.
b) Determinação do Consumo de Agregado Miúdo
Esta determinação é imediata, pois pode-se admitir que o volume de
concreto é formado pela soma dos volumes absolutos de cimento(Vc), água (Va) e
agregados (Vm-Vb). Assim, para 1 m3 de concreto tem-se:
÷÷ø
ö
ççè
æ ++-=
a
C
b
C
c
C
V abm ggg
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Onde, gc, gb e ga são respectivamente, as massas específicas do cimento,
agregado graúdo e água; o consumo de areia será:
Vm = gm x Vm
Onde gm é a massa específica da areia. Segundo a ABCP o volume de
vazios nos concretos convencionais é geralmente inferior a 2%, e o erro cometido
em não considerá-lo é pequeno. Caso seja utilizado aditivo incorporador de ar ,
seu volume deve ser considerado na expressão que determina o volume de
agregado miúdo.
5.3. Correções e Ajustamento dos Traços
a) Umidade
Determinando-se o teor de umidade dos agregado através da expressão :
H = (Ph-Ps)/ Ps x 100 em % , o peso úmido será:
Ph = (1+ h/100)Ps
E o volume corrigido será :
Vcorr = Vinicial – hxPs/100
b) Correção do abatimento
Para aumentar ou diminuir o abatimento (slump) em 1 cm, deve-se
aumentar ou diminuir a quantidade de água em 2 kg/m3 de concreto. Em seguida,
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deve-se corrigir a quantidade de cimento, pois o fator água/cimento deverá ser
inalterado.
Ex: Abatimento desejado = 4 cm
Abatimento obtido = 1 cm
Quantidade de água inicial = 180 L
Quantidade de água necessária = 2x(4-1) = 6 kg/m3
Ca corrigido = 180+6=186 L
Fator a/c= 0,62
C c corrigido = 186/0,62 = 300 kg.
Para que a massa específica do concreto permaneça inalterada após as
correções é também necessário ajusta a quantidade de areia (Cm).
Cm = Peso do concreto – (Cacorr+Cccorr+Cb),em kg.