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1 Engenharia Civil RELATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL (MCC) Campus Marquês – São Paulo 2018 2 Engenharia Civil Relatório de Materiais de Construção Civil Ronaldo Sousa Sales – RA: C932EH8 - Turma: EC6Q13 Relatório apresentado como requisito de complemento de nota para a avaliação NP1 do Curso de Engenharia Civil na Universidade Paulista – UNIP/Marquês. Orientador: Profº Valdir Oliveira Campus Marquês – São Paulo 2018 Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil – Departamento de Eng. Civil 3 Universidade Paulista - UNIP Resumo Estes experimentos consiste em conhecer, debater e analisar o agregado miúdo e suas característica, com o objetivo de ampliar o conhecimento nos seguintes temas: Determinação de massa especifica, Determinação de massa unitária, Determinação de coeficiente de vazios, Determinação da umidade superficial do agregado miúdo pelo método do frasco de Chapman, Determinação da umidade superficial do agregado miúdo pelo método do aparelho Speedy e Inchamento do agregado miúdo. 2018 4 SUMÁRIO 1 – DETERMINAÇÃO DE MASSA ESPECIFICA “γ” DO AGREGADO MIÚDO POR MEIO DO FRASCO DE CHAPMAN 1.1 – Problematização...............................................................................7 1.2 – Definição..........................................................................................7 1.3 – Metodologia Utilizada.......................................................................7 1.4 – Objetivo............................................................................................8 1.5 – Precauções durante o ensaio...........................................................8 1.6 – Comentários e Observações............................................................8 1.7 – Conclusões e análise dos resultados...............................................8 2 – DETERMINAÇÃO DE MASSA UNITÁRIA “γ o” DO AGREGADO MIÚDO EM ESTADO SOLTO 2.1 – Problematização............................................................................9 2.2 – Definição........................................................................................9 2.3 – Metodologia Utilizada.....................................................................9 2.4 – Objetivo..........................................................................................10 2.5 – Precauções durante o ensaio.........................................................10 2.6 – Comentários e Observações..........................................................10 2.7 – Conclusões e análise dos resultados.............................................10 5 3 – DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE VAZIOS DO AGREGADO MIÚDO 3.1 – Problematização............................................................................11 3.2 – Definição........................................................................................11 3.3 – Metodologia Utilizada.....................................................................12 3.4 – Objetivo..........................................................................................12 3.5 – Precauções durante o ensaio.........................................................12 3.6 – Comentários e Observações..........................................................12 3.7 – Conclusões e análise dos resultados.............................................12 4 – DETERMINAÇÃO DA UMIDADE SUPERFICIAL DO AGREGADO MIÚDO PELO MÉTODO DO FRASCO DE CHAPMAN 4.1 – Problematização.............................................................................13 4.2 – Definição........................................................................................13 4.3 – Metodologia Utilizada.....................................................................14 4.4 – Objetivo..........................................................................................14 4.5 – Precauções durante o ensaio.........................................................14 4.6 – Comentários e Observações..........................................................14 4.7 – Conclusões e análise dos resultados.............................................15 5 – DETERMINAÇÃO DA UMIDADE SUPERFICIAL DO AGREGADO MIÚDO PELO MÉTODO DO APARELHO SPEEDY 5.1 – Problematização............................................................................15 5.2 – Definição........................................................................................15 5.3 – Metodologia Utilizada.....................................................................16 6 5.4 – Objetivo..........................................................................................16 5.5 – Precauções durante o ensaio.........................................................16 5.6 – Comentários e Observações..........................................................16 5.7 – Conclusões e análise dos resultados.............................................17 6 – INCHAMENTO DO AGREGADO MIÚDO 6.1 – Problematização.............................................................................17 6.2 – Definição........................................................................................17 6.3 – Metodologia Utilizada.....................................................................18 6.4 – Objetivo..........................................................................................19 7 – REFERENCIAL TEÓRICO 7.1 – Referencial Teórico........................................................................19 7 1 – DETERMINAÇÃO DE MASSA ESPECIFICA “γ” DO AGREGADO MIÚDO POR MEIO DO FRASCO DE CHAPMAN 1.1 – PROBLEMATIZAÇÃO Busca-se compreender e aprender a determinar a massa especifica “γ” dos agregados usados para a formação do traço do concreto, para maior precisão em tal determinação é necessário que repita o procedimento, afim de diminuir um erro de analise, obtendo um resultado mais confiável, evitando assim variações na resistência do concreto além do esperado. 1.2 - DEFINIÇÃO Determinação da massa especifica do agregado miúdo com a utilização do método do frasco de Chapman normatizado na norma NBR 9776. Coloca-se água no frasco de Chapman até a marca de 200ml, coloca-se 500g de agregado miúdo seco em estufa com temperatura entre 100ºC e 110ºC, agita-se levemente o frasco para eliminar possível bolhas de ar, efetuar a nova leitura do volume no frasco. Com os dados anotados a massa especifica do agregado foi determinada com o auxílio da seguinte expressão: γ = 𝑀𝑠𝑒𝑐𝑎 𝐿−𝐿𝑜 onde: γ = Massa especifica do agregado (g/ml) Ms= Massa seca do agregado (g) Lo= Leitura inicial do frasco (ml) L= leitura final do frasco (ml) 1.3 – METODOLOGIA UTILIZADA Estufa; secagem do agregado miúdo com temperatura entre 100ºC e 110ºC, utilizada pelo técnico de laboratório. Frasco de Chapman; Utilizado para a medição volumétrica da água e água com agregado. 8 Balança; utilizada para a pesagem da massa inicial do agregado miúdo após a secagem do mesmo em estufa. 1.4 – OBJETIVO Determinação da real massa especifica do agregado miúdo, utilizando o método do frasco de Chapman. 1.5 – PRECAUÇÕES DURANTE O ENSAIO Prudência no manuseio dos materiais e aparelhos, principalmente com o frasco de Chapman porse tratar de vidro com fina espessura o tornando muito frágil. As medidas adotadas evitaram danos materiais e principalmente físicos aos integrantes do estudo. 1.6 – COMENTÁRIOS E OBSERVAÇÕES Este experimento nos mostra como podemos determinar a massa especifica de um agregado. Tal conhecimento nos ajudará a determinar a massa especifica de um agregado que possamos utilizar, mas desconhecemos a sua massa especifica, é necessário este conhecimento para que possamos executar o correto traço do concreto. 1.7– CONCLUSÕES E ÁNALISE DOS RESULTADOS A massa especifica do agregado miúdo “areia” foi calculada utilizando a seguinte expressão: γ= 𝑴𝒔 𝑳−𝑳𝒐 = 𝟓𝟎𝟎 𝟑𝟗𝟎−𝟐𝟎𝟎 = 𝟐, 𝟔𝟑𝟏 𝒈 𝒎𝒍⁄ onde: γ = Massa especifica do agregado (g/ml) Ms= Massa seca do agregado (g) Lo= Leitura inicial do frasco (ml) L= leitura final do frasco (ml) 9 2 – DETERMINAÇÃO DE MASSA UNITÁRIA “γ o” DO AGREGADO MIÚDO EM ESTADO SOLTO 2.1 – PROBLEMATIZAÇÃO Lançar o agregado estudado ao recipiente de uma altura entre 10 e 12cm para evitar a compactação do agregado, realizar a regularização do agregado junto ao recipiente de forma que o mesmo não ultrapasse a sua borda e não fique espaços abaixo dela. 2.2 – DEFINIÇÃO A massa unitária “γ o” do agregado no estado solto. É o quociente da massa do agregado lançado no recipiente e o volume desse recipiente. Foi realizada medição e pesagem do recipiente vazio para determinar seu volume e massa respectivamente, em seguida foi cheio com o agregado com a ajuda de uma concha lançando-o de uma altura de aproximadamente 10cm para evitar a segregação do mesmo, o enchimento foi superior a altura da borda do recipiente para que fosse possível realizar a regularização do agregado junto a borda do mesmo sem que ficasse espaços abaixo da borda, em seguida foi realizada nova pesagem do recipiente mas dessa vez cheio para determinar sua nova massa. Com todos os dados anotados a massa unitária do agregado foi determinada com a ajuda da seguinte expressão: γ o = 𝑴 𝑽 onde: γ o= Massa unitária do agregado M= Massa do agregado V= Volume total 2.3 – METODOLOGIA Estufa; secagem do agregado miúdo, com temperatura entre 100ºC e 110ºC, utilizada pelo técnico de laboratório. 10 Balança; utilizada para a pesagem da massa do recipiente vazio, e posteriormente cheio. Recipiente Paralelepipédico; utilizado para determinar o volume do agregado, com as seguintes medidas: 3,306dm³ sendo 146mm x 149mm de base e 152mm de altura. Concha; utilizada para lançar o agregado no recipiente Régua; utilizada para a regularização do agregado junto a borda do recipiente. Areia; (5025g) 2.4 – OBJETIVO: Determinar a massa unitária do agregado miúdo pelo método da caixa de paralelepípedo que auxilia no cálculo de dosagem do concreto ou argamassa, contribuindo também para o conhecimento do material empregado. 2.5 – PRECAUÇÕES DURANTE O ENSAIO Cuidado ao manusear os equipamentos para evitar danos materiais e físicos aos integrantes do ensaio. 2.6 – COMENTÁRIOS Este ensaio nos auxilia a compreender como calcular a dosagem correta do concreto ou argamassa utilizada em campo. Para que possamos trabalhar sem que haja desperdício ou falta de materiais. 2.7 - CONCLUSÕES E ÁNALISE DOS RESULTADOS A massa unitária do agregado miúdo foi calculada com a seguinte expressão: γ o = 𝑀𝑎𝑟−𝑀𝑟 𝑉 = 6299−1274 3,06 = 1,52 𝑔 𝑐𝑚³⁄ onde: γ o= Massa unitária do agregado Mar= Massa do agregado + massa do recipiente 11 Mr= Massa do recipiente V= Volume do recipiente 3 – DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE VAZIOS DO AGREGADO MIÚDO 3.1 – PROBLEMATIZAÇÃO Busca-se o conhecimento do coeficiente de vazios de determinado agregado, afim de avaliar o dimensionamento quantitativo de pasta de cimento necessário para o tipo de agregado, para evitar custos desnecessários ou até mesmo a falta de pasta de cimento. 3.2 – DEFINIÇÃO Foram adicionados em quantidade proporcional, água (200ml) e areia (200g) simultaneamente no frasco de Chapman até que alcançasse a marca de 400ml, em seguida levados a balança para determinação de sua massa total (areia + água); agitou-se levemente a mistura para a eliminação de bolhas de ar que pudessem comprometer a leitura do volume da mistura. Realizada nova leitura do volume alcançado e com os dados anotados, com o auxilio da determinação da massa especifica “γ“ da areia já determinada em experimento anterior. Determinamos o coeficiente de vazios com a seguinte expressão: 𝐶𝑣 = 400 ∗ γ − mt 400 ∗ (γ − 1) onde: γ= Massa especifica da areia Mt= Massa total da mistura Cv= Coeficiente de vazios 12 3.3 – METODOLOGIA UTILIZADA Balança; capacidade de 1kg e sensibilidade de 1g ou menos, utilizada para a medição da massa da mistura (água + areia). Frasco de Chapman; utilizado para a medição do volume da mistura. Espátula; utilizada para manuseio da amostra. Recipiente; utilizado para a coleta da amostra. Areia; 200g Água; 200ml 3.4 – OBJETIVOS Determinação do coeficiente de vazios do agregado miúdo, afim de conseguirmos dimensionar a quantidade de pasta de cimento necessária para o agregado, esse ensaio pode ser realizado para um agregado ou para uma composição de agregados. Este estudo tem como objetivo evitar a falta de material ou seu desperdício. 3.5 – PRECAUÇÕES DURANTE O ENSAIO Prudência no manuseio dos materiais e aparelhos, principalmente com o frasco de Chapman por se tratar de vidro com fina espessura o tornando muito frágil. As medidas adotadas evitaram danos materiais e principalmente físicos aos integrantes do estudo. 3.6 – COMENTÁRIOS E OBSERVAÇÕES O experimento nos auxilia no aprendizado sobre o coeficiente de vazios, nos capacitando a determiná-lo para um agregado. Podendo assim dimensionar corretamente a quantidade de pasta de cimento para o mesmo, evitando custo excessivo com materiais ou até a falta do mesmo. 3.7 – CONCLUSÕES E ÁNALISE DOS RESULTADOS A massa de água é igual ao coeficiente de vazios. 13 Este coeficiente é dado pela seguinte fórmula: Cv= 𝑉𝑣𝑎𝑧𝑖𝑜𝑠 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 = 400∗γ−mt 400∗(γ−1) = 400∗2,63−523,71 400∗(2,63−1) = 0,81% onde: γ= Massa especifica da areia Mt= Massa total da mistura Cv= Coeficiente de vazios 4 – DETERMINAÇÃO DA UMIDADE SUPERFICIAL DO AGREGADO MIÚDO PELO METODO DO FRASCO DE CHAPMAN 4.1 – PROBLEMATIZAÇÃO Busca-se o conhecimento da determinação da umidade superficial do agregado, afim de conseguir realizar as correções necessárias no traço do concreto para que não haja problemas com a sua resistência. Este ensaio deverá ser repetido duas vezes e sua determinação deverá ser a média dessa soma. Os resultados não deveram divergir entre si mais que 0,5% 4.2 – DEFINIÇÃO Coloca-se água no frasco de Chapman até atingir a marcação de 200ml, introduzir 500g do agregado úmido (da forma que colhe em campo), agitar o frasco para eliminar as bolhas de ar. Efetuar a nova medição do volume da mistura. Com os dados anotados, a umidade do agregado será determinada com a seguinte expressão: 14 ℎ = [(𝐿 − 200). γ] − 500 γ. (700 − L) 𝑥100 onde: h= Teor de umidade γ= Massa especifica da areia L= Leitura do frasco 4.3 – METODOLOGIA UTILIZADA Balança; capacidade de 1kg e sensibilidade de 1gou menos, utilizada para medição da massa da mistura. Frasco de Chapman; utilizado para a medição volumétrica da mistura. Espátula; utilizada para manuseio da amostra. Recipiente; utilizado para a coleta da amostra. 4.4 – OBJETIVOS Determinação do teor de umidade do agregado pelo método do frasco de Chapman. Afim de obter o conhecimento necessário para que se possa fazer as correções adequadas para obtenção do correto traço do concreto e não haja comprometimento ou variação significativa de sua resistência. 4.5 – PRECAUSÕES DURANTE O ENSAIO Prudência no manuseio dos materiais e aparelhos, principalmente com o frasco de Chapman por se tratar de vidro com fina espessura o tornando muito frágil. As medidas adotadas evitaram danos materiais e principalmente físicos aos integrantes do estudo. 4.6 – COMENTÁRIOS E OBSERVAÇÕES Este ensaio é de suma importância para nossa vida profissional, pois a falta desse tipo de conhecimento poderá nos induzir a definição de um traço de concreto inadequado, comprometendo a sua resistência e posteriormente 15 poderá deixar exposta as ferragens da edificação podendo comprometer toda a sua estrutura e colocar em risco muitas vidas. 4.7– CONCLUSÕES E ÁNALISE DOS RESULTADOS O teor de umidade do agregado miúdo foi determinado com auxílio da seguinte equação: ℎ = [(𝐿 − 200). γ] − 500 γ. (700 − L) 𝑥100 = [(389 − 200). 2,63] − 500 2,63. (700 − 389) 𝑥100 = 0,358% 5 – DETERMINAÇÃO DA UMIDADE SUPERFICIAL DO AGREGADO MIÚDO PELO MÉTODO DO APARELHO SPEEDY 5.1 – PROBLEMATIZAÇÃO Busca-se o conhecimento da determinação da umidade superficial do agregado através do método do aparelho Speedy, afim de conseguir realizar as correções necessárias no traço do concreto para que não haja problemas com a sua resistência. 5.2 – DEFINIÇÃO Foi colocado 20g de agregado miúdo (areia) úmida dentro da câmara do aparelho Speedy, juntamente com duas esferas de aço e uma ampola de carbureto de cálcio. Após o fechamento da câmara apertando o parafuso da tampa que contém um manômetro, a câmara foi agitada até que as esferas de aço rompessem a ampola de carbureto de cálcio, que por sua vez reagiu quimicamente com a umidade do agregado produzindo o hidróxido de cálcio e acetileno. O gás acetileno provocou o aumento da pressão permitindo que a mesma pudesse ser medida no manômetro contido na tampa da câmara. Após o dado colhido foi consultado na tabela fixada na tampa da caixa do equipamento o valor respectivo a percentagem de água contida na amostra utilizada no ensaio. Com o teor de umidade já verificado, agora podemos determinar a umidade superficial do agregado com o auxílio da seguinte expressão: 16 h= ℎ1 (100−ℎ1) . 100 onde: h= Teor de umidade em relação a massa seca (%) h1= Umidade dada pelo aparelho em relação à amostra total úmida (%) 5.3 – METODOLOGIA Aparelho Speedy; utilizado para medir a pressão da reação química. Ampolas de carbureto de cálcio 6,5g; utilizada para provocar a reação química com a umidade do agregado. Esferas de aço; utilizadas para romper a ampola. Balança; utilizada para medir a massa da amostra a ser utilizada no ensaio. Agregado miúdo (areia), utilizado 20g. 5.4 – OBJETIVOS Determinação da umidade de solos e agregados miúdos pelo emprego do aparelho Speedy. 5.5 – PRECAUSÕES DURANTE O ENSAIO Prudência no manuseio dos materiais e aparelho, cuidado no manuseio da ampola pois é de vidro. As medidas adotadas evitaram danos materiais e principalmente físicos aos integrantes do estudo. 5.6 – COMENTÁRIOS E OBSERVAÇÕES Este ensaio é de suma importância para nossa vida profissional, pois a falta desse tipo de conhecimento poderá nos induzir a definição de um traço de concreto inadequado, comprometendo a sua resistência e posteriormente poderá deixar exposta as ferragens da edificação podendo comprometer toda a sua estrutura e colocar em risco muitas vidas. É necessário um cuidado maior com o a limpeza do aparelho Speedy após realizado o ensaio, pois a reação química decorrente da mistura do 17 carbureto de cálcio com a umidade do agregado, produz um gás com odor muito intenso ao qual poderá causar ânsia de vômito nos integrantes do ensaio, é aconselhável ser realizado em ambiente com maior ventilação. 5.7 – CONCLUSÕES E ANÁLISE DOS RESULTADOS Leitura do manômetro do aparelho fizemos a leitura de pressão 0,6kg/cm², com o auxilio da tabela do aparelho determinamos que para a quantidade utilizada da amostra (20g) a percentagem de umidade contida foi 4,2%. Com os dados colhidos conseguimos determinar o teor de umidade do agregado miúdo com auxílio da seguinte equação: h= ℎ1 (100−ℎ1) . 100 = 4,2 (100−4,2) . 100 = 4,38% onde: h= Teor de umidade em relação a massa seca (%) h1= Umidade dada pelo aparelho em relação à amostra total úmida (%) 6– INCHAMENTO DO AGREGADO MIÚDO 6.1 – PROBLEMATIZAÇÃO Busca-se o conhecimento sobre o inchamento do agregado miúdo, afim de podermos dimensionar corretamente o traço de concreto, cientes que o agregado irá absorver água e assim aumentar o seu volume, teremos um volume visível divergente do volume real do agregado interferindo diretamente no traço do concreto. 6.2 – DEFINIÇÃO Secagem de uma certa quantidade de agregado em estufa até constância de massa; Resfriá-la sobre a lona e homogeneizar; Determinar sua massa unitária conforme NBR 7251 (seca); Adicionar água sucessivamente para umidades de 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 7%, 9% e 12%. 6.2.1 - Para cada adição de água: 18 6.2.1.1 - Homogeneizar a amostra; 6.2.1.2 - Determinar sua “massa unitária úmida”; 6.2.1.3 - Determinar o teor de umidade. 6.2.1.4 - Construir a curva de inchamento e tirar a umidade crítica e o coeficiente de inchamento. A cada adição de água é coletada uma amostra para preenchimento da cápsula e anotado sua massa para determinação do teor de umidade. Cada uma dessas amostras deverá ser levada à estufa para secagem e coleta dos resultados, conforme prescreve a supracitada norma. Para os diversos teores de umidade, calcular os respectivos coeficientes de inchamento pela seguinte fórmula: CI= 𝑉ℎ 𝑉𝑠 = µ µℎ . (100+ℎ) 100 Onde: CI= Coeficiente de inchamento µ= Massa unitária do agregado seco (kg/dm³) µh= Massa unitária do agregado com h% de umidade (kg/dm³) h= Teor de umidade (%) Traçar a curva de inchamento de modo a obter uma representação aproximada do fenômeno. Traçar a tangente a curva, paralela ao eixo das umidades, pelo ponto de CI máximo; Traçar a corda que une a origem de coordenadas ao ponto de tangência da reta traçada anteriormente (CI máximo); Traçar nova tangente à curva, paralela a esta corda, e determinar: -A umidade crítica que corresponde, na abscissa, ao ponto de interseção das duas tangentes; O coeficiente de inchamento médio que corresponde à média aritmética entre os CI máximos e aquele correspondente à umidade crítica. Encontrar através do método NBR 6467:2006 a umidade crítica e o coeficiente de inchamento médio. 6.3– METODOLOGIA Encerado de lona; Balanças com capacidade de 50 kg e resolução de 100 g e com capacidade de 200 g e resolução de 0,01 g; Recipiente padronizado (NBR 7251); Régua; Estufa; Cápsulas com tampa; 19 Concha ou pá; Proveta graduada. 6.4– OBJETIVOS Este ensaio determina a construção da curva de inchamento e através da norma NBR6467, tira-se a umidade crítica e o coeficiente de inchamento. 7 – REFERENCIALTEORICO • NBR 9776 • NBR 7251/1982 • ACTMC-30 • NBR 9775 • DNER-ME 52 - 64 • NBR 6467
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