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1 1. Como já foi dito anteriormente, o objetivo final da dosagem é a determinação da quantidade com que cada material – cimento, água e agregados – entra na composição do concreto, ou seja, o consumo dos materiais por metro cúbico de concreto. Os procedimentos adotados na realização dessa mistura é o que constitui um método de dosagem. Existem, atualmente, inúmeros métodos ou procedimentos para esse fim, só no Brasil existem 4 métodos bastante conhecidos: Instituto Tecnológico do Rio Grande do Sul (INT), Instituto de Pesquisas Tecnológicas/ USP (IPT/EPUSP) e da ABCP1. O método de dosagem atualmente preconizado pela ABCP foi desenvolvido com base nos métodos do ACI2 e Portland Cement Institute (PCI), adaptando-se às condições brasileiras. Logicamente que, tendo o Brasil dimensões continentais, seria praticamente impossível adaptar esse método a todos os agregados disponíveis no País. Procurou-se então fazer uma adaptação que permitisse a utilização de agregados graúdos britados e areias que obedecessem à NBR 7211, que são os materiais mais utilizados na preparação de concretos em nosso país. O método utilizado no exemplo resolvido do material dessa disciplina, está baseado no método ABCP/ACI. Portanto: Dado uma solicitação de Estudo de Dosagem para uma obra de ampliação de um aeroporto, onde o concreto solicitado será aplicado em pilares e vigas da estrutura. O concreto solicitado possui as seguintes características de projeto: a) fck de Projeto = 35,0 MPa b) Desvio Padrão para efeito de cálculo - Sd = 4,0 c) Consistência desejada (Slump) = 120 mm d) Sobre a dimensão máxima do agregado que pode ser utilizada devido às armaduras = 19 mm (Dmáx do agregado) Mediante essas informações, o engenheiro tecnologista de concreto, responsável pelo desenvolvimento do traço ideal, coletou amostras de todos os materiais, cimento e agregados que serão utilizadas para a produção desses concretos e realizou todos os testes pertinentes, obtendo os seguintes resultados: AGREGADOS Tamanho Máximo do Agregado = 19 mm Massa específica da Brita 1 (19 mm) = 2,70 g/cm³ Massa específica da areia = 2,60 g/cm³ - Módulo de Finura da areia = 3,0 Massa unitária compactada da Brita 1 = 1,45 g/cm³ Umidade da areia = 7% CIMENTO: Tipo CP II E 40 Massa específica do cimento = 3,30 g/cm³ 1 ABCP: Associação Brasileira de Cimento Portland 2 ACI: American Concrete Institute ATIVIDADE 4 e 5 Curso: Engenharia Civil Disciplina: Construção Civil II Professora: Daniele Maria Pilla Junqueira Cafange 2 Resistência do cimento aos 28 dias = 50 MPa ADITIVO: Tipo Polifuncional – teor de 0,8% em relação à massa de cimento De acordo com as informações de projeto e dos materiais acima, utilizando o método de dosagem ACI/ABCP, determine: a) fcj para Sd= 4,0 MPa b) Relação água/cimento; c) Consumo de água (litros); d) Consumo de cimento (kg/m³); e) Consumo de agregado graúdo (kg/m³); f) Consumo de agregado miúdo (kg/m³); g) Determinação do traço unitário; h) Consumo de aditivo; i) Teor de argamassa do concreto em questão; j) Correção da quantidade de água pela umidade da areia. Resolução: a) fcj para Sd= 4,0 Mpa fcjm = fck + 1,65* Sd fcjm = 35 + 1,65* 4,0 portanto fcmj = 41,6 MPa aproximadamente 42,0 MPa b) Relação água/cimento; A relação água/cimento é função: -Resistência requerida do concreto = 42,0 MPa -Resistência do cimento aos 28 dias = 50,0 MPa (resistência real obtida através de ensaios em argamassa padrão utilizando areias do IPT) Portanto analisando graficamente: relação a/c = 0,56 c) Consumo de água (litros); O consumo de água é função: - Abatimento especificado para o concreto (Slump test) = 120 mm - Dmáx do agregado graúdo = 19,0 mm Portanto avaliando a tabela que nos informa a quantidade de água mínima para o concreto com as informações acima, temos que: Cons. de água = 210 l d) Consumo de cimento (kg/m³); Ccimento = 210/0,56 Ccimento = 375 kg/m³ e) Consumo de agregado graúdo (kg/m³); Inicialmente temos que encontrar o volume que o agregado graúdo ocupa na composição desse concreto. O volume que o agregado graúdo ocupa é função: - Dmáx do agregado graúdo = 19 mm - Módulo de finura do agregado miúdo = 3,0 Através da Tabela em que temos a relação entre essas duas informações temos que o volume ocupado pelos agregados graúdos nesse concreto é de: Vgraúdo = 0,650 m³ 3 Portanto, o consumo do agregado graúdo: Cg = Vc x Mcg Mcg = massa unitária compactada seca do agregado graúdo Vc = Volume Compactado Seco Cgraúdo = 0,650 * 1450 (kg/m³) Cgraúdo = 942,5 kg/m³ f) Consumo de agregado miúdo (kg/m³); Vm = 1 - ( C / p c + Cg / p g + Ca / p a ) Inicialmente temos que encontrar o volume que o agregado miúdo ocupa na composição desse concreto. O volume que o agregado miúdo: Vm = 1- (375/3300 + 942,5/2700 + 210/1000) Vm = 1- 0,6726 portanto Vm = 0,3274 m³ Portanto, o consumo do agregado miúdo: Cm = p m x Vm Cmiúdo = 2.600 * 0,3274 Cmiúdo = 851,2 kg/m³ g) Determinação do traço unitário; 375/375: 851,2/375: 942,5/375: 210/375 T = 1: 2,27: 2,51: 0,56 h) Consumo de aditivo; Caditivo = 0,008 * 375 Caditivo = 3,0 kg/m³ i) Teor de argamassa do concreto em questão a= 2,27 (proporção do agregado miúdo) p =2,51 (proporção do agregado graúdo) A%= ((1+2,27)/(1+2,27+2,51))/100 A%= (3,27/5,78)/100 A%= 56,6% j) Correção da quantidade de água pela umidade da areia Umidade = 7% Encontrar a massa de areia úmida: MU = MS *(1+h%) MU = 851,2 * (1+0,07) portanto MU = 910,8 kg Massa de água na areia = 910,8 – 851,2 = 59,6 litros No entanto devemos diminuir a quantidade de água que está na areia, da quantidade de água teórica inicial do traço. Portanto: Qágua corrigirda = 210 – 59,6 = 150,4 litros 4 ADICIONAL: Correção do volume da areia, devido à presença de água na mesma Material Massa (kg) Massa específica (kg/m³) Volume (m³) Cimento 375 3300 0,1136 Agregado miúdo 851,2 2600 0,327 Agregado graúdo 942,5 2700 0,349 Água 150,4 1000 0,150 Volume TOTAL 0,939 Portanto para fechar 1m³ de materiais no concreto, temos que: 1- 0,939 = 0,060 m³ (falta esse volume, que iremos acrescentar de areia) Massa específica = massa/volume 2600 = massa de areia/0,060 Massa de areia que deve ser acrescentada no traço = 156 kg Tabelas e fórmulas: Determinação do Consumo de cimento 5 Determinação do Consumo de agregado graúdo: Cg = Vc x Mcg Mcg = massa unitária compactada seca do agregado graúdo Vc = Volume Compactado Seco (Tabela abaixo) Determinação do Consumo de agregado miúdo: Vm = 1 - ( C / p c + Cg / p g + Ca / p a ) ONDE: p c, p g e p a, são respectivamente as massas específicas do cimento, ag. graúdo e água. Cm = p m x Vm sendo p m, a massa específica do ag. miúdo. Determinação do Traço unitário: Determinação do Teor de argamassa: 6 2. Para resolução das questões, utilizar as características físicas dos materiais a seguir indicadas na tabela. a) Calcular as quantidades de materiais (em dm³) a serem adquiridos para a execução de uma estrutura cujo volume de concreto é 75 m³. O traço do concreto estudado para a obra é: 1: 2,20: 1,15:2,52 (cimento, areia grossa, brita 0 e brita 1), com relação água/cimento igual a 0,60. Resolução: - Calcular a massa de cimento para o traço em questão: MC = 75000/ (1/3,0 + 2,20/2,62 + 1,15/2,74 + 2,52/2,76 + 0,60) M cimento = 75000/3,104 M cimento = 24.162,37 kg portanto M cimento = 484 sacos de cimento (supondo sacos de 50 kg) Massa dos demais materiais: M areia grossa = 24.162,37 * 2,20 = 53.157,21 kg M b0 = 24.162,37 * 1,15 = 39.286,73 kg M b1 = 24.162,37 * 2,52 = 60.889,17 kg M água = 24.162,37 * 0,60 = 14.497,42 litros Cálculos em volume dos materiais: Vareia = massa areia/ massa unitária areia Vareia = 53.157,21/1,54 = 34.517,67 dm³ Porém a areia apresenta 27% de inchamento Vareia inchada = 34.517,67 * Coeficiente de inchamento Vareia inchada = 34.517,67 * (1+0,27) Vareia inchada = 34.517,67 * 1,27 Vareia inchada = 43.837,44 dm³ Vbrita0 = massa brita 0/ massa unitária brita0 Vbrita0 = 39.286,73/1,42 = 27.666,71 dm³ Vbrita1 = massa brita 1/ massa unitária brita1 Vbrita1 = 60.889,17/ 1,38 Vbrita1 = 44.122,59 dm³ 7 b) Utilizando o traço acima, que volume de fôrmas se encherá com o concreto de uma betonada em que se utilizam 5 sacos de cimento? Mcimento = 5 * 50 = 250 kg Vconcreto = 250 * (1/3,0 + 2,20/2,62 + 1,15/2,74 + 2,52/2,76 + 0,60) Vconcreto = 250* 3,104 Vconcreto = 776 dm³ Para Cálculos em Volume: 3. A tabela 1, a seguir, traz os resultados do ensaio de resistência à compressão aos 28 dias das amostras de um lote de concreto. Com base nesses dados calcule a resistência característica estimada do concreto, que represente o lote, sabendo que se trata de amostragem parcial e condição de preparo “A”: Onde m = número de amostras/2 (ABNT NBR 12655:2015) m = n/2 portanto m = 18/2 então m = 9 fckest = 2 x {(18+ 20+ 6*22)/8} – 22,0 fckest = 2 x {21,3} -22 fckest = 20,5 MPa Resposta correta: fckest = 20,5 MPa 8
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