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1 Construções I Texto 5 - Dosagem Experimental do Concreto INTRODUÇÃO Na dosagem experimental o traço final é obtido baseado nas características dos materiais, nas solicitações mecânicas a que estará sujeito o concreto e nas implicações inerentes de cada obra. Desta forma são levadas em conta as cargas que irão atuar na estrutura, as dimensões das peças e o espaçamento entre as armaduras, os processos construtivos bem como as condições do meio em que vai ser implantada a construção. É através da dosagem experimental que será obtido o traço mais econômico de modo a atender as propriedades desejadas para o concreto fresco (consistência, plasticidade, poder de retenção de água e trabalhabilidade) bem como as propriedades desejadas para o concreto endurecido (resistência mecânica e durabilidade) de modo a atender as condições peculiares de cada obra. 1. ESCOLHA DOS MATERIAIS 1.1 Cimento: A escolha do tipo mais apropriado, entre os vários tipos de cimento existentes no mercado brasileiro, vai depender fundamentalmente das qualidades desejadas para o concreto endurecido como resistência mecânica e durabilidade. Dessa forma é necessário o conhecimento, além da resistência mecânica desejada para o concreto depois de endurecido, outros fatores impostos pela obra tais como o se o concreto é do tipo massa, pré-moldado, magro ou rolado entre outros e o grau de intensidade dos agentes agressivos provocados pelas condições ambientais as quais o concreto estará exposto. A seguir são apresentadas as aplicações indicadas para os vários tipos de cimento existentes no mercado brasileiro. Cimento Portland Comum CPI e CPI-S (NBR 5732): é muito adequado para o uso em construções de concreto em geral quando não há exposição a sulfatos do solo ou de águas subterrâneas. O Cimento Portland comum é usado em serviços de construção em geral, quando não são exigidas propriedades especiais do cimento. Também é oferecido ao mercado o Cimento Portland Comum com Adições CP I-S, 2 com 5% de material pozolânico em massa, recomendado para construções em geral, com as mesmas características. Cimento Portland CP II (NBR 11578): Gera calor numa velocidade menor do que o gerado pelo Cimento Portland Comum. Seu uso, portanto, é mais indicado em lançamentos maciços de concreto, onde o grande volume da concretagem e a superfície relativamente pequena reduzem a capacidade de resfriamento da massa. Este cimento também apresenta melhor resistência ao ataque dos sulfatos contidos no solo. Recomendado para obras correntes de engenharia civil sob a forma de argamassa, concreto simples, armado e protendido, elementos pré-moldados e artefatos de cimento. No mercado existem três tipos de cimento CP II: Cimento Portland CP II-Z (com adição de material pozolânico) - Empregado em obras civis em geral, subterrâneas, marítimas e industriais. E para produção de argamassas, concreto simples, armado e protendido, elementos pré-moldados e artefatos de cimento. O concreto feito com este produto é mais impermeável e por isso mais durável. Cimento Portland Composto CP II-E (com adição de escória granulada de alto- forno) - Este cimento combina com bons resultados o baixo calor de hidratação com o aumento de resistência do Cimento Portland Comum. Recomendado para estruturas que exijam um desprendimento de calor moderadamente lento ou que possam ser atacadas por sulfatos. Cimento Portland Composto CP II-F (com adição de material carbonático - fíler) - Para aplicações gerais. Pode ser usado no preparo de argamassas de assentamento, revestimento, argamassa armada, concreto simples, armado, protendido, projetado, rolado, magro, concreto-massa, elementos pré-moldados e artefatos de concreto, pisos e pavimentos de concreto, solo-cimento, dentre outros. Cimento Portland de Alto Forno CP III – (Com escória - NBR 5735): Apresenta maior impermeabilidade e durabilidade, além de baixo calor de hidratação, assim como alta resistência à expansão devido à reação álcali-agregado, além de ser resistente a sulfatos. É um cimento que pode ter aplicação geral em argamassas de assentamento, revestimento, argamassa armada, de concreto simples, armado, protendido, projetado, rolado, magro e outras. Mas é particularmente vantajoso em 3 obras de concreto-massa, tais como barragens, peças de grandes dimensões, fundações de máquinas, pilares, obras em ambientes agressivos, tubos e canaletas para condução de líquidos agressivos, esgotos e efluentes industriais, concretos com agregados reativos, pilares de pontes ou obras submersas, pavimentação de estradas e pistas de aeroportos. Cimento Portland CP IV – 32 (Pozolânico - NBR 5736): Para obras correntes, sob a forma de argamassa, concreto simples, armado e protendido, elementos pré- moldados e artefatos de cimento. É especialmente indicado em obras expostas à ação de água corrente e ambientes agressivos. O concreto feito com este produto se torna mais impermeável, mais durável, apresentando resistência mecânica à compressão superior à do concreto feito com Cimento Portland Comum, a idades avançadas. Apresenta características particulares que favorecem sua aplicação em casos de grande volume de concreto devido ao baixo calor de hidratação. Cimento Portland CP V ARI - (Alta Resistência Inicial - NBR 5737): Com valores aproximados de resistência à compressão de 26 MPa a 1 dia de idade e de 53 MPa aos 28 dias, que superam em muito os valores normativos de 14 MPa, 24 MPa e 34 MPa para 1, 3 e 7 dias, respectivamente, o CP V ARI é recomendado no preparo de concreto e argamassa para produção de artefatos de cimento em indústrias de médio e pequeno porte, como fábricas de blocos para alvenaria, blocos para pavimentação, tubos, lajes, meio-fio, mourões, postes, elementos arquitetônicos pré- moldados e pré-fabricados. Pode ser utilizado no preparo de concreto e argamassa em obras desde as pequenas construções até as edificações de maior porte, e em todas as aplicações que necessitem de resistência inicial elevada e desforma rápida. Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC) - (NBR 13116): Este tipo de cimento tem a propriedade de retardar o desprendimento de calor em peças de grande massa de concreto, evitando o aparecimento de fissuras de origem térmica, devido ao calor desenvolvido durante a hidratação do cimento. Cimento Portland CP (RS) - (Resistente a sulfatos - NBR 5733): O CP-RS oferece resistência aos meios agressivos sulfatados, como redes de esgotos de águas servidas ou industriais, água do mar e em alguns tipos de solos. Pode ser usado em concreto dosado em central, concreto de alto desempenho, concreto projetado, armado e protendido, obras de recuperação estrutural e industriais, elementos pré- 4 moldados de concreto, pisos industriais, pavimentos, argamassa armada, argamassa e concretos submetidos ao ataque de meios agressivos, como estações de tratamento de águas e esgotos, obras em regiões litorâneas, subterrâneas e marítimas. Cimento Portland Branco (CPB) – (NBR 12989): O Cimento Portland Branco se diferencia por coloração, e está classificado em dois subtipos: estrutural e não estrutural. O estrutural é aplicado em concretos brancos para fins arquitetônicos, com classes de resistência 25, 32 e 40, similares às dos demais tipos de cimento. Já o não estrutural não tem indicações de classe e é aplicado, por exemplo, em rejuntamento de azulejos e em aplicações não estruturais. Pode ser utilizado nas mesmas aplicações do cimento cinza. Adequado aos projetos arquitetônicos mais ousados, o cimento branco oferece a possibilidade de escolha de cores,uma vez que pode ser associado a pigmentos coloridos. 1.2 Agregados: os agregados devem possuir resistência física (ruptura, flexão, impacto, abrasão, etc) e química compatíveis com o uso final a que se destinam. 1.2.1) miúdo: o tipo de agregado miúdo - natural ou artificial - em geral depende da disponibilidade do mercado e em relação à densidade – leve, média ou pesada – ou da granulometria – grossa, média ou fina - dependerá do tipo de concreto desejado. 1.2.2) graúdo: o diâmetro máximo (dmax) do agregado graúdo deverá ser a princípio maior diâmetro possível desde que atenda as seguintes condições: 1/4 da menor dimensão de vigas e pilares (e) 1/3 da espessura da laje dmax < eh/1,2 – eh = espaçamento horizontal das armaduras em vigas ev/0,5 – ev = espaçamento horizontal das armaduras em lajes 1/3 do diâmetro da tubulação de bombeamento 5 A figura 1 ilustra as condições acima descritas. Figura 1 –Condições geométricas para determinação do dmax do agregado graúdo 1.3. Água: a qualidade da água deve ser considerada, tendo em vista que as impurezas podem intervir na pega do cimento, na resistência mecânica e na durabilidade. Em geral, a água potável é a indicada para a produção de concreto. 1.4. Aditivos: é todo produto que adicionado em pequena proporção em nos concretos, no momento da mistura, tem a finalidade de modificar, no sentido favorável, as propriedades desse concreto, tanto no estado fresco quanto no endurecido. Existem no mercado diversos tipos de aditivos objetivando a melhoria de uma dada propriedade desejada para o concreto tais como: Aditivos impermeabilizantes: reduz a permeabilidade e absorção capilar dos concretos. Aditivo redutor de água: reduz a quantidade de água unitária necessária a produzir um concreto de determinada consistência. São também chamados plastificantes, pois podem aumentar a fluidez de um concreto quando se mantém fixa a relação água/cimento. Aditivo retardador: retarda o tempo de pega do concreto. Aditivo redutor-retardador: reduz a quantidade de água unitária necessária para produzir um concreto de determinada consistência e retarda a pega do concreto. Aditivo redutor-acelerador: reduz a quantidade de água necessária a produzir um concreto de determinada consistência e acelera a pega e o desenvolvimento das reações iniciais do concreto. eh ev 6 Aditivo incorporador de ar: incorpora e estabiliza uma quantidade elevada de micro- bolhas no concreto fresco, mantendo-as incorporadas após a pega e o endurecimento. Aditivo super fluidificante: aumenta significativamente a fluidez do concreto fresco, mantida a relação água/cimento. São também denominados redutores de água de alto poder, pois reduzem significativamente a quantidade de água unitária necessária para produzir um concreto de determinada consistência. Retentor de água: diminui a velocidade de perda de água por uma diminuição da exsudação das misturas frescas. Aditivo expansor: provoca uma expansão controlada durante o processo de hidratação do cimento nas argamassas e concretos. Esta expansão pode ser inferior, igual ou superior à retração. 2. CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DOS MATERIAIS 2.1 Ensaios físicos do cimento: durante o recebimento do cimento escolhido deverão ser executados no mínimo os seguintes ensaios: Finura da peneira 0,075mm – NBR 11579 Determinação da massa específica real (Dc) - NBR 6474 Área específica (exceto nos cimentos tipos CP-III e CP-IV) – NBR 7224 Tempos de início e fim de pega - NBR 11581 Resistência à compressão nas idades especificadas para o tipo de cimento - NBR 7215 2.2 Agregados: os agregados empregados na elaboração do concreto devem atender o estabelecido na NBR 7211 e independente da graduação, devem ser realizados os seguintes ensaios para a sua qualificação: Determinação da composição granulométrica - NBR 7217 – esse ensaio permitirá a obtenção da dimensão máxima característica (dmax) e do módulo de finura (MF) Determinação da massa unitária em estado solto () - NBR 7251 7 Determinação da massa específica real (D) - NBR 6458 Determinação do teor de argila em torrões e materiais friáveis - NBR 7218 Determinação do teor de materiais pulverulentos - NBR 7219 2.2.1) agregado miúdo Determinação de impurezas orgânicas húmicas - NBR 7220 Determinação da absorção de água - NBR 9777 Determinação da umidade (ha) – NBR 9775 Determinação do inchamento (I) - NBR 6467 2.2.2) agregado graúdo Determinação da absorção de água - NBR 9937 Determinação da abrasão “Los Angeles”- NBR 6465 Determinação da umidade (hb) – NBR 9939 2.3 Água: a água destinada ao amassamento e cura deverá atender aos requisitos exigidos na NBR 6118 2.4 Aditivos: os aditivos conforme o seu tipo devem atender as NBR 10908, NBR 11768 e NBR 12317. 3. DETERMINAÇÃO DO TRAÇO UNITÁRIO PESO SECO (1:a:p:x) 3.1- Determinação da resistência de dosagem (fc28) fc28 = fck + 1,65 sd (1) Onde: fck = resistência característica do concreto à compressão, que é a resistência adotada para fins de projeto estrutural, onde se admite a probabilidade da ocorrência de apenas 5% de resistência à compressão menor do que ela. 8 sd = desvio padrão de dosagem do concreto definido pela expressão 1 2 n fcmfci sd (2) fci = resistência à compressão individual de cada exemplar fcm = resistência média dos exemplares n = número total de exemplares (mínimo de 20) A figura 2 demonstra a correlação entre fck e fc28 em termos estatísticos tendo em vista que na prática a variação da resistência à compressão obedece à distribuição normal de freqüência – Curva de Gauss Figura 2 – Curva de Gauss para corpos de prova de concreto O valor do desvio padrão depende da condição específica da obra. Se não for conhecido, segundo a ABNT, poderão ser fixados inicialmente os desvios em função do tipo e condições de controle a serem empregados: Condição A - Aplicável a concreto de classe C10 à C80 (fck 10 a 80 MPa) - Cimento e agregado medido em massa - Água medida em massa ou volume com dispositivo dosador 9 - Determinações precisas e freqüentes da umidade dos agregados Proposta do sd = 4,0 Mpa Condição B - Aplicável a concretos de classe C10 à C20 (fck 10 a 20 MPa) - Cimento em massa - Agregados em volume - Água em volume com dispositivo dosador - Correção da umidade em pelo menos três vezes na mesma turma de concretagem - Volume do agregado miúdo corrigido pela curva de inchamento Proposta do sd = 5,5 Mpa 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 Condição D O desvio padrão (sd) poderá ser igual ao de 20 exemplares feitos na obra. 10 3.2- Determinação do fator água/cimento (x) A fixação ou escolha do fator água/cimento (x) deve ser baseada em critérios de resistência mecânica (fc28) e de durabilidade, devendo-se utilizar o menor valor determinado. Em relação à durabilidade quando não for possível, ou a obra não justificar um estudo mais aprofundado da durabilidade do concreto, pode adotar, para o fator água/cimento as recomendações da tabela 1. TABELA 1 - Fatores água/cimento (x) máximos permissíveis para diferentes tipos de estruturas e graus de exposição(Beraldo, 1991). Condições de Exposição Extrema Severa Moderada Protegida Concreto imerso em meio agressivo Concreto em contato com água sob pressão Concreto alternadamente em contato com água e ar Concreto exposto às intempéries e ao desgaste Concreto exposto às intempéries -Concreto permanentemente imerso em meio agressivo Concreto revestido ou disposto em obras interiores Natureza da obra Peça delgada 0,48 l/kg 0,54 l/kg 0,60 l/kg 0,65 l/kg Peça de grande dimensão 0,54 l/kg 0,60 l/kg 0,65 l/kg 0,70 l/kg Em função da resistência de dosagem, o fator água cimento é obtido a partir da resistência à compressão do cimento escolhido, obtido no ensaio especificado na NBR 7215, conforme indicado no gráfico da figura 3. No caso da não realização desse ensaio, pode-se adotar para a resistência à compressão do cimento, o especificado pelo fabricante (25, 32, 40) e nesse caso, a obtenção do fator água/cimento deverá ser feita a través do gráfico da figura 4. 11 Figura 3 – Fator água/cimento x resistência de dosagem em função da resistência à compressão do cimento obtida no ensaio NBR 7215 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Fcimento = 23 MPa Fcimento = 26 MPa Fcimento = 29 MPa Fcimento = 32 Mpa Fcimento = 35 Mpa Fcimento = 38 Mpa Fcimento = 41 Mpa Fcimento = 44 Mpa Fcimento = 47 Mpa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 Figura 4 - Fator água/cimento x resistência de dosagem em função da resistência à compressão do cimento especificada pelo fabricante 3.3- Determinação da relação água/mistura seca (A%) O componente físico mais importante na trabalhabilidade do concreto é a consistência e o elemento que mais influi na consistência do concreto é a relação água/mistura seca (A%). Segundo a NBR 6118, a consistência do concreto deve estar de acordo com as dimensões da peça a ser concretada, com a distribuição da armadura no seu interior e com os processos de lançamento e adensamento utilizados. A tabela 2 fornece indicações úteis sobre os resultados do Slump Test. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 fator água / cimento (x = Pag / Pcim) Re sis tê nc ia m éd ia d o co nc re to à co m pr es sã o fc c2 8 (M Pa ) CP 40 CP 32 CP 25 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 fator água / cimento (x = Pag / Pcim) Resist ência média do co ncreto à compr essão fcc28 (MPa ) CP 40 CP 32 CP 25 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 fator água / cimento (x = Pag / Pcim) R e s i s t ê n c i a m é d i a d o c o n c r e t o à c o m p r e s s ã o f c c 2 8 ( M P a ) CP 40 CP 32 CP 25 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 fator água / cimento (x = Pag / Pcim) Resistênc ia média do concre to à compress ão fcc28 (MPa) CP 40 CP 32 CP 25 13 TABELA 2 - Índices de consistência do concreto em função de diferentes tipos de obras e condições de adensamento. Consistên cia Abatimento (cm) Tipo de obra Tipo de adensamento Extremam ente seca 0 Pré-fabricação Condições especiais de adensamento Muito seca 0 Grandes massas; pavimentação Vibração muito enérgica Seca 0 a 2 Estruturas de concreto armado ou protendido Vibração enérgica Rija 2 a 5 Estruturas correntes Vibração normal Plástica 5 a 12 Estruturas correntes Adensamento manual Úmida 12 a 20 Estruturas correntes sem grandes responsabilidades Adensamento manual Fluida 20 a 25 Concreto inadequado para qualquer uso estrutural - A relação água/mistura seca (A%) é expressa, em função do traço unitário peso seco, por: 100 1 % m x A (3) onde m = a + p é o peso total de agregados para 1 kg de cimento Na prática, a relação água/mistura seca, para o traço inicial, é obtida través da tabela 3, em função do diâmetro máximo da brita e do tipo de adensamento empregado. 14 TABELA 3 – Valores de A% Diâmetro máximo da brita (mm) A% PARA ADENSAMENTO Porcentagem de ar incorporado (%) Manual (%) Moderado (%) Enérgico (%) 6,3 11,5 10,5 9,5 3,5 9,5 11,0 10,0 9,0 3,0 12,5 10,5 9,5 8,5 2,5 19,0 10,0 9,0 8,0 2,0 25,0 9,5 8,5 7,5 1,5 32,0 9,7 8,2 7,3 1,0 38,0 9,0 8,0 7,0 1,0 50,0 8,5 7,5 6,5 0,5 76,0 8,0 7,0 6,0 0,3 3.4- Determinação do peso total de agregados para 1kg de cimento (m) O valor de m em função do fator água/cimento (x) e da relação água/mistura seca (A%) conhecidos, é obtido da relação dada em (3), explicitando o valor de m: (4) 3.5- Alternativas para composição dos agregados (a e p) Neste trabalho, o método adotado será o método da menor porcentagem de vazios onde a composição ideal dos agregados secos deverá ser definida em laboratório através de ensaios para determinação da menor percentagem de vazios entre os agregados. Consiste em determinar densidade aparente, no mínimo de 5 misturas Pm x A 100 1 % 15 diferentes de agregados (areia + britas). A densidade aparente destas misturas que proporcionar o maior valor, certamente é a mais homogênea, atingirá o máximo de compacidade e conseqüentemente a menor porcentagem de vazios. % vazios = (Massa específica - Massa Unitária) x 100 Massa Específica Para obtenção do traço inicial, de modo simplificado, pode-se adotar a tabela 4 para obtenção do percentual de areia no agregado total e no caso de utilização de britas de graduação diferentes, a tabela 5, proposta pela ABCP, para determinação do percentual de cada tipo de brita. TABELA 4 – Percentual de areia no agregado total do traço unitário Tipo do agregado Graúdo % de areia no agregado total Adensamento vibrado Adensamento manual Fina Média Grossa Fina Média Grossa Seixo 30 35 40 34 39 44 Brita 40 45 50 44 49 54 TABELA 5 – Proporcionamento dos agregados graúdos propostos pela ABCP Britas utilizadas Proporção B0, B1 B0 30% e B1 70% B1, B2 B1 50% e B2 50% B2, B3 B2 50% e B3 50% B3, B4 B3 50% e B4 50% 16 4. DETERMINAÇÃO DO TRAÇO EM PESO POR SACO DE CIMENTO, MATERIAIS SECOS Conhecido o traço unitário, materiais secos, 1:a:p:x, basta multiplicar por 50 este traço, para obtenção do traço por saco de cimento de 50kg. O traço obtido será: Peso de cimento = 50kg = 1saco Peso de areia = a . 50kg Peso de brita = p . 50kg Peso de água = x .50kg 5. DETERMINAÇÃO DO TRAÇO EM VOLUME POR SACO DE CIMENTO, MATERIAIS SECOS Volume de areia seca = a . 50/a litros Volume de brita seca = p . 50/b litros Volume de água – x . 50 litros Onde a e b são respectivamente a massa unitária em estado solto da areia e da brita respectivamente, obtidos no ensaio da NBR 7251. No caso da utilizaçãode britas de graduação diferentes, deverá ser obtido o volume de cada um dos tipos separadamente utilizando o valor da massa unitária em estado solto de cada um dos tipos de brita utilizados. 17 6. CORREÇÃO DA ÁGUA PARA 1 SACO DE CIMENTO EM FUNÇÃO DA UMIDADE DA AREIA, Em geral o agregado graúdo não contém umidade que venha influenciar de forma significante no fator água/cimento, o que não acontece com o agregado miúdo. As areias possuem uma umidade natural de em torno de 4%, mas é o ensaio da NBR 9775 que determinará a umidade real, h%, contida na areia a ser utilizada no concreto. Conhecida a umidade real da areia temos que: Ph h Ps Ps % 100 onde Ph é o peso da areia com h% de umidade Assim, calculado o peso úmido da areia e, depois fazendo a diferença entre o peso úmido e o peso seco, teremos a quantidade de água que a areia carrega por estar com h% de umidade. Essa diferença será subtraída da quantidade de água calculada no item anterior. 7. CORREÇÃO DO VOLUME DE AREIA PARA 1 SACO DE CIMENTO EM FUNÇÃO DO SEU INCHAMENTO Conhecido o inchamento I% da areia através do ensaio da NBR 6467 temos que: Vs VsI Vh 100 % onde Vh = volume da areia úmida Vs = volume da areia seca Assim, calculado o volume da areia úmida, teremos a quantidade de agregado miúdo que realmente entrará no traço em volume para 1 saco de cimento. 18 8. DETERMINAÇÃO DO CONSUMO DE MATERIAIS POR METRO CÚBICO DE CONCRETO 8.1 cimento x D p D a D ar C pac 1 %1000 Onde: C = consumo de cimento por m3 de concreto em kg % ar é obtida na tabela 5 em função do diâmetro máximo da brita utilizada Dc = massa específica real do cimento escolhido obtido no ensaio NBR 6474 Da = massa específica real da areia obtido no ensaio NBR 6458 Dp = massa específica real da brita obtido no ensaio NBR 6458 No caso da utilização de britas de graduação diferentes, a parcela p/Dp deverá ser desdobrada em p1/Dp1 + p2/Dp2 onde p1, p2, Dp1 e Dp2 são, respectivamente, os pesos no traço unitário e massa específica real de cada um dos tipos de brita utilizados. 8.2 areia e brita(s) Conhecido o consumo de cimento para confecção de 1m3 de concreto, a obtenção da respectiva quantidade de areia e de brita(s) dar-se-á por simples “regra de três” visto que já são conhecidas as quantidades em peso e em volume de areia e de brita(s) para 50kg (1saco), tanto para a areia seca quanto para a areia úmida. 19 9. DETERMINAÇÃO DO TRAÇO FINAL O traço final será definido em função de ensaios que deverão ser realizados no concreto fresco e no concreto endurecido de modo a verificar se as condições pré- estabelecidas de projeto e do cálculo e as condições de execução e de utilização posterior estarão atendidas pelo traço preliminar que foi desenvolvido nos itens anteriores. No concreto fresco devem ser realizados os seguintes ensaios: Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone - NBR 7223 Determinação da consistência pelo espalhamento do tronco de cone - NBR 9606 Determinação dos tempos de pega por meio da resistência à penetração - NBR 9832 Determinação da massa específica e do teor de ar pelo método gravimétrico- NBR 9833 Exsudação – ASTM – C 232 Perda de abatimento - NBR 10342 No concreto endurecido devem ser realizados os seguintes ensaios: Massa específica - NBR 9778 Resistência à compressão axial - NBR 5739 Resistência à tração na flexão - NBR 12142 Variações de comprimento - NBR 8490 Para a execução dos ensaios deverá ser previsto o volume total de concreto necessário para a confecção de todos os corpos de prova, considerando que o volume do tronco de cone para os ensaios de abatimento é de 0,005498m3, o volume da forma de 20cm de altura é de 0,001571m3 e o volume da forma de 30cm de altura é de 0,002356m3. Obtido o volume total, por regra de três obtém-se as 20 quantidades de cimento, areia, brita(s) e água para a produção deste concreto, visto que já são conhecidas as quantidades para 1m3 de concreto. O traço final será obtido mediante ajustes e/ou correções que se fizerem necessárias ou não ao traço inicial, para que todas as propriedades desejadas para o concreto fresco e endurecido sejam atendidas. No caso da necessidade de correção da plasticidade pela adição de água, para cada volume de água a ser adicionada, deverá ser adicionado concomitantemente o corresponde peso de cimento, para que seja mantido o fator água/cimento determinado pela resistência de dosagem. 10. PLANO DE CONCRETAGEM Para execução dos trabalhos de concretagem deverão ser realizadas as seguintes tarefas: previsão do volume lançado por hora previsão do tempo de lançamento planejamento das camadas planejamento da operação de vibração planejamento da operação de acabamento 11. JUNTAS DE CONCRETAGEM Durante uma concretagem podem aparecer problemas e que se faça necessário a adoção de uma junta de concretagem. Estes problemas podem ser, por exemplo, a quebra de equipamento, acidentes, término da jornada de trabalho, etc. Nestes casos é conveniente a adoção de determinados cuidados na retomada dos serviços. Deve-se evitar o angulo reto. É conveniente se utilizar ângulos de 45o. Na ligação do concreto novo com o já aplicado deve-se tomar cuidados com a limpeza das superfícies. Evitar o uso de ácidos que podem afetar tanto o concreto como a armadura. A utilização de uma argamassa do próprio concreto é aconselhável assim como a aplicação de produto próprio que ajuda na ligação dos dois concretos. 21 No caso específico de vigas evitar junta nos locais de esforços cortantes mais acentuados como os próximos à pilares sendo aconselhável os meios dos vãos. 12. EXERCÍCIO DE CÁLCULO DO TRAÇO INICIAL Obter o traço inicial em volume para 1m3 de concreto, para execução de lajes, vigas e pilares, expostos em condições severas de agressividade, considerando que: O fck de projeto de todos elementos estruturais deverá ser de 20MPa O cimento deverá ser o CPIII 32, adotando-se para resistência a compressão o valor especificado pelo fabricante O agregado miúdo será a areia lavada Em função do projeto estrutural, o agregado graúdo será constituído de brita 1 e 2 Considerar como desvio padrão para a determinação da resistência de dosagem o valor de 5,5MPa A percentagem de areia em relação ao agregado total poderá ser obtida de modo simplificado O adensamento será realizado com vibrador de agulha As tabelas 6, 7, 8 e 9 apresentam respectivamente, os resultados dos ensaios físicos realizados com o cimento, a areia e as britas que serão utilizadas. Tabela 6 – Ensaios físicos realizados com o cimento Material: Cimento Portland Marca Tupy CP III Classe 32 NBR-11579 Finura 0,075mm = 2,3 % NBR-11580 Água de consistência normal = 0,120 kg Inicio da mistura = 07 h 50 minutos NBR – 11581 Tempo de pega Inicio de pega = 10 hs 54 minutos (inicio: 03:34 h) Final de pega = 18 hs 46 minutos (fim: 11:16 h) NBR-7224 Área específica = 2,63 m2/kg NBR – 6474 Massa específica = 3,10 kg/dm3 NBR – 11582 Expansibilidade de Le Chatelier À quente = 1,2 mm À frio = 1,1 mm OBS: Cimento aprovado para utilização em concreto 22 Tabela 7 – Ensaios físicos realizados com a areia Material: areia lavada do Rio Guandu - RJ peneira pesos porcentagens cálculo porcentagens acumuladas - limites da NBR-7211 (mm) (g) retidaacumula da MF muito fina fina média grossa 9,5 0 0,0 0,0 0,0 //// //// //// //// 6,3 0 0,0 0,0 --- 0-3 0-7 0-7 0-7 4,8 49 4,9 4,9 4,9 0-5 0-10 0-11 0-12 2,4 349 34,9 39,8 39,8 0-5 0-15 0-25 0-40 1,2 230 23,0 62,8 62,8 0-10 0-25 10-45 30-70 0,6 162 16,2 79,0 79,0 0-20 21-40 41-65 66-85 0,3 113 11,3 90,3 90,3 50-85 60-88 70-92 80-95 0,15 71 7,1 97,4 97,4 85-100 90-100 90-100 90-100 fundo 26 2,6 100,0 100,0 100 100 100 100 total 1000 100,0 374,2 MF=3,74 dmax= 4,8mm NBR 6458 NBR 7251 NBR 7218 NBR 7220 ASTM C 128 ASTM C 123 NBR 6465 Massa específica real (kg/dm3) Massa unitária (kg/dm3) Torrões de argila (%) Material Pulverulent o (%) Impureza orgânica (p. p. m.) Absorção (%) Abrasão Los Angeles (%) 2,61 1,51 0,1 2,2 menor 0,8 --- Limites máximos permitidos nas especificações da NBR 7122 2,55 a 2,65 1,40 a 1,65 3% 5% 300 pp 0,3 a 2,0 Inchamento: 27% Umidade 5% 23 Tabela 8 – Ensaios físicos com a brita 1 Material: brita 1 da pedreira do Magarça peneira pesos porcentagens cálcul o porcentagens acumuladas - limites da NBR-7211 (mm) (g) retida acumula da MF brita 0 brita 1 brita 2 brita 3 brita 4 100 0 0,0 0,0 xxx //// //// //// //// //// 76 0 0,0 0,0 0,0 //// //// //// //// //// 64 0 0,0 0,0 xxx //// //// //// //// 0-30 50 0 0,0 0,0 xxx //// //// //// //// 75- 100 38 0 0,0 0,0 0,0 //// //// //// 0-30 90- 100 32 0 0,0 0,0 xxx //// //// //// 75-100 95- 100 25 0 0,0 0,0 xxx //// //// 0-25 87-100 //// 19 244 2,4 2,4 2,4 //// 0-10 75-100 95-100 //// 12,5 1286 12,9 15,3 xxx //// //// 90-100 //// //// 9,5 6812 68,1 83,4 83,4 0-10 80-100 95-100 //// //// 6,3 1158 11,6 95,0 xxx //// 92-100 //// //// //// 4,8 324 3,2 98,2 98,2 80-100 95-100 //// //// //// 2,4 120 1,2 99,4 99,4 95-100 //// //// //// //// 1,2 0 0,0 99,4 99,4 //// //// //// //// //// 0,6 0 0,0 99,4 99,4 //// //// //// //// //// 0,3 0 0,0 99,4 99,4 //// //// //// //// //// 0,15 0 0,0 99,4 99,4 //// //// //// //// //// fundo 56 0,6 100,0 xxx //// //// //// //// //// total 10000 100,0 681,3 MF=6,81 dmax= 19mm 24 NBR 6458 NBR 7251 NBR 7218 NBR 7220 ASTM C 128 ASTM C 123 NBR 6465 Massa específica real (kg/dm3) Massa unitária (kg/dm3) Torrões de argila (%) Material Pulverulent o (%) Impureza orgânica (p. p. m.) Absorção (%) Abrasão Los Angeles (%) 2,71 1,42 0,0 0,5 --- 0,4 25,7 Limites máximos permitidos nas especificações da NBR 7122 2,55 a 3,00 1,25 a 1,85 0,5% 1% --- 0,3 a 2,0 50% Tabela 9 – Ensaios físicos realizados com a brita 2 Material: brita 1 da pedreira do Magarça - RJ Brita 2 peneira pesos porcentagens cálcul o porcentagens acumuladas - limites da NBR-7211 (mm) (g) retida acumula da MF brita 0 brita 1 brita 2 brita 3 brita 4 100 0 0,0 0,0 --- //// //// //// //// //// 76 0 0,0 0,0 0,0 //// //// //// //// //// 64 0 0,0 0,0 --- //// //// //// //// 0-30 50 0 0,0 0,0 --- //// //// //// //// 75-100 38 0 0,0 0,0 0,0 //// //// //// 0-30 90-100 32 0 0,0 0,0 --- //// //// //// 75-100 95-100 25 0 0,0 0,0 --- //// //// 0-25 87-100 //// 19 7842 78,4 78,4 78,4 //// 0-10 75-100 95-100 //// 12,5 1719 17,2 95,6 --- //// //// 90-100 //// //// 9,5 280 2,8 98,4 98,4 0-10 80-100 95-100 //// //// 6,3 115 1,6 100,0 --- //// 92-100 //// //// //// 4,8 0 0 100,0 100 80-100 95-100 //// //// //// 25 2,4 0 0 100,0 100 95-100 //// //// //// //// 1,2 0 0,0 100,0 100 //// //// //// //// //// 0,6 0 0,0 100,0 100 //// //// //// //// //// 0,3 0 0,0 100,0 100 //// //// //// //// //// 0,15 0 0,0 100,0 100 //// //// //// //// //// fundo 56 0,6 100,0 --- //// //// //// //// //// total 10000 100,0 7768 MF=7,77 dmax= 25mm NBR 6458 NBR 7251 NBR 7218 NBR 7220 ASTM C 128 ASTM C 123 NBR 6465 Massa específica real (kg/dm3) Massa unitária (kg/dm3) Torrões de argila (%) Material Pulverulent o (%) Impureza orgânica (p. p. m.) Absorção (%) Abrasão Los Angeles (%) 2,72 1,38 0,0 0,3 --- 0,3 25,7 Limites máximos permitidos nas especificações da NBR 7122 2,55 a 3,00 1,20 a 1,80 0,5% 1% --- 0,3 a 2,0 50%
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