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FUNDAÇÃO DE ENSINO E PESQUISA DE ITAJUBÁ UNIVERSITAS – CENTRO UNIVERSITÁRIO DE ITAJUBÁ INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL II NOTAS DE AULA ITAJUBÁ - 2010 Estas Notas de Aula têm por finalidade exclusiva servir de material de apoio da disciplina Materiais de Construção Civil II, no Curso de Engenharia Civil do Instituto de Ciências Exatas do Universitas - Centro Universitário de Itajubá, não tendo valor comercial e não sendo autorizado seu uso com outras finalidades. Não se destina a substituir a Bibliografia Básica e Complementar da disciplina, servindo unicamente como roteiro de estudos. UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 1 UNIDADE 1 – CONCRETO 1.1 NOÇÕES GERAIS Ao misturarmos o cimento com a água obtemos um material denominado pasta, que isoladamente é um material que tem diversas aplicações em estruturas de concreto, principalmente como material de injeção, quer nas estruturas de concreto protendido como nas reparações e impermeabilizações em geral. Ao misturarmos o agregado miúdo (areia) à pasta obtemos o material denominado argamassa, com o qual são feitas peças pré-moldadas e usadas em serviços de revestimento e injeções. Finalmente, quando adicionamos o agregado graúdo (cascalho ou brita) à argamassa obtemos concreto. A inclusão dos agregados nas argamassas e concretos traz vantagens técnicas e econômicas, em vista da redução do teor de pasta. Estas vantagens tornam-se tanto maiores quanto maior for o tamanho do agregado. As vantagens técnicas decorrentes da redução do teor de pasta são a diminuição das variações volumétricas (retração), a diminuição do calor de hidratação e a menor suscetibilidade do material deteriorar-se pela ação de elementos agressivos. A vantagem econômica é a redução do consumo de cimento, que dos materiais componentes dos concretos e argamassas é o que apresenta o custo mais elevado. 1.1.1 RELAÇÃO ÁGUA/CIMENTO A relação água/cimento (x) é a relação entre o peso de água e o peso de cimento. cimento água P P x = Indica, portanto, a umidade da pasta. Este fator influi nas resistências mecânicas em virtude de estar relacionado com a porosidade do material. A água adicionada ao concreto desempenhará duas funções básicas: a de hidratar os grãos de cimento e a de conferir ao concreto a consistência desejada. Para a hidratação do cimento, a quantidade de água necessária é da ordem de 22% a 32% em relação ao peso de cimento. Esta quantidade de água, conduz, entretanto, a concretos de consistência excessivamente seca e, portanto, sem trabalhabilidade para as aplicações usuais. É, portanto, necessária a adição de uma maior quantidade de água ao concreto para conferir-lhe trabalhabilidade adequada aos processos de adensamento disponíveis na maioria das obras. A água adicional lançada ao concreto irá evaporar-se ou não com o tempo, mas a sua presença UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 2 criará em seu interior inúmeros poros e uma rede de canalículos interligando estes poros. Quanto maior for esse acréscimo de água, maior será o volume de poros e canais no concreto, que acarretarão como conseqüência uma redução da sua resistência. 1.1.2 TRAÇO As quantidades de cimento, areia e brita (ou cascalho) presentes em um concreto, se forem relacionadas ao peso de cimento, darão origem ao chamado traço. E, através da definição do traço, chega-se a concretos e argamassas com as propriedades desejadas. Quando os agregados são relacionados em peso à unidade de peso de cimento, têm-se os traços unitários em peso. Nos casos dos agregados serem relacionados em volume para um peso unitário de cimento, têm-se traços unitários em volume. O traço é, portanto, a relação entre o peso de agregado e o peso de cimento. cimento agregado P P m = Quando o valor m for elevado temos os chamados traços pobres ou traços de baixo consumo (usados principalmente nos concretos massa). Para valores de m muito baixos temos os traços ricos. 1.1.3 ÁGUA UNITÁRIA A consistência dos concretos em alguns métodos de dosagem é relacionada com o parâmetro designado por água unitária, que consiste no volume de água presente em 1 m³ de concreto, durante a fase de mistura. Se chamarmos de Ag a água unitária, de C e Agr, respectivamente, os consumos de cimento e agregado por m³ de concreto, temos: AgrC Ag A + × = 100 % 1.1.3.1 Relação água/mistura seca A relação, em porcentagem, entre o peso de água e o peso dos materiais secos (cimento e agregados) denomina-se relação água/mistura seca, sendo designado por: UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 3 Agrcimento água PP P A + × = 100 % Esta relação indica a umidade dos concretos e argamassas e dela depende a consistência destes materiais. Correlação entre A%, m e x Agrcimento água PP P A + × = 100 % ou cimento Agrcimento cimento água P PP P P A + × = 100 % Assim: m x A + × = 1 100 % Analisando a expressão observa-se que as três variáveis são interdependentes, a saber: • Se o traço for mantido constante e for aumentada somente a quantidade de água, o concreto se tornará mais plástico, mais a resistência diminuirá; • se for necessário um aumento do A% para atingir-se determinada consistência, o traço deverá tornar-se mais rico, caso não possa reduzir a resistência; • para concretos de mesma consistência e granulometria, para se aumentar a resistência será necessário o traço mais rico, o que equivale a aumentar o consumo de cimento, tornado-o portanto mais caro. 1.2 PROPRIEDADES DO CONCRETO FRESCO O concreto apresenta-se na fase de concreto fresco até aproximadamente 8 horas após o lançamento da água na mistura. As propriedades do concreto fresco são as seguintes: UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 4 1.2.1 CONSISTÊNCIA É a propriedade que determina o grau de mobilidade da massa de concreto sem perda de sua homogeneidade, mantendo-se coesos todos os seus elementos constituintes. A consistência está relacionada com a umidade do concreto, podendo, portanto, apresentar-se com diversos graus, a saber: • consistência seca; • consistência plástica; • ou consistência fluida. A consistência para um dado concreto dependerá fundamentalmente da quantidade de água presente em um dado volume de concreto, sendo, portanto, avaliada pelo fator água mistura seca. A consistência do concreto é determinada pelo abatimento do tronco de cone (slump test), de acordo com o método NBR 7223 da ABNT. De acordo com a lei de Lyse, concretos de mesmo diâmetro máximo e com mistura de agregados de mesma granulometria, em igualdade de consistência necessitam da mesma quantidade de água. 1.2.1.1 FATORES QUE INFLUEM NA CONSISTÊNCIA Os prncipais fatores que influem na consistência são: Volume da água O volume de água presente no concreto é o principal fator que influi na consistência. O maior problema encontrado na execução de concretos é a fiscalização da adição suplementar de água, no intuito de tornar o concreto mais plástico, que se constitui na providência mais comum adotada por mestres de obras descuidados ou despreparados. A evaporação da água motivada por forte calor ou vento, modifica a consistência do concreto, tornando o material impróprio para uso. Nestes casos, desde que convenientemente controlado, pode-se dar ao concreto uma quantidade inicial de água por ocasião da mistura que será evaporada durante o transporte,tendo-se no local de lançamento um concreto com a consistência requerida. Forma do agregado Os agregados com formas arredondadas facilitam a mobilidade da massa, ao passo que agregados britados dificultam esta mobilidade. Desta forma, em igualdade de água unitária, A%, os concretos com agregados arredondados apresentam consistência mais plástica que os concretos com agregados britados. UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 5 Aditivos Os aditivos plastificadores e incorporadores de ar devido à sua ação dispersante e tenso ativa modificam a consistência do concreto, tornando-os mais plásticos sem modificar a água unitária. Teor de areia na mistura Na mistura de agregado, quando o teor de areia é aumentado tornamos o concreto mais plástico, sem modificações na água unitária. Isto, entretanto, será válido até ser atingido o teor ótimo de areia, a partir do qual o concreto vai se tornando menos plástico. Condições ambientes As condições ambientes influem na velocidade de evaporação da água e, portanto, na constância do concreto. Estas condições são: a temperatura, a umidade relativa do ar e a velocidade do vento. Quando a temperatura e a velocidade do vento são altas e a umidade do ar é baixa, a evaporação é muito grande. 1.2.2 TRABALHABILIDADE O concreto deve manter-se coeso e uniforme desde o momento da mistura até o final do adensamento, quando deverá apresentar-se com o máximo de compacidade. Nas diversas etapas que envolvem a execução do concreto poderão ocorrer situações que provocam a quebra da uniformidade e coesão do material, dando origem à segregação, que é a separação dos diversos elementos que compõem o concreto. Para que o concreto não segregue e mantenha-se uniforme, homogêneo e compacto será necessário que ele seja trabalhável, isto é, que a sua composição e características sejam adequadas às condições específicas dos processos executivos a ele aplicados e à conformação e dimensões das estruturas nas quais ele é lançado. Os métodos para se determinar a trabalhabilidade dos concretos são inúmeros, mas não existe nenhum completo. Estes métodos definem a trabalhabilidade através da medida das seguintes propriedades: • Abatimento – NBR 7223 • Penetração – Bola de Kelly, Irribaden, Hamm • Compactação – Glenville • Escorregamento – Powers e Vêbê 1.2.2.1 MEDIDA DA TRABALHABILIDADE A medida da trabalhabilidade é feita de forma indireta, através da medida de consistência. O ensaio universalmente usado, que mede a consistência do concreto, é denominado ensaio de abatimento do tronco de cone. O equipamento UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 6 utilizado para este ensaio é bastante simples. Consiste de uma haste de socamento e de um tronco de cone, de 300 mm de altura, 100 mm de diâmetro no topo e 200 mm de diâmetro na base. Fig. 1 - Ensaio de Abatimento do Tronco de Cone Quanto maior o abatimento, mais plástica estará a consistência do concreto e mais alta a trabalhabilidade, conforme pode ser verificado na tabela a seguir. Este ensaio é satisfatório para se determinar a fluidez do concreto, não é adequado para medir a consistência de concretos muito fluidos ou muito secos. UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 7 A principal função deste ensaio é controlar, de forma simples, a uniformidade da produção de concreto. Por exemplo, uma variação fora do normal no resultado do abatimento pode significar uma mudança imprevista nas proporções da mistura (traço), granulometria ou teor de água no concreto. Outro ensaio para determinação da consistência do concreto é o ensaio Vebe. O equipamento para este ensaio, desenvolvido pelo Eng. V. Bährner, é apresentado na Fig. 2. Consiste de uma mesa vibratória, um recipiente cilíndrico, um tronco de cone e um disco de vidro ou de plástico, com movimento livre e descendente, o qual serve como referência do final do ensaio. O tronco de cone é colocado no recipiente, em seguida é preenchido com concreto e depois removido. O disco é posicionado no topo do tronco de cone de concreto e a mesa vibratória é ligada. O tempo necessário para remoldar o concreto da forma tronco-cônica para a cilíndrica, até que o disco esteja em contato com todo o concreto, é a medida da consistência e este valor é anotado como sendo o índice Vebe, em segundos. Este ensaio é aplicável para concretos entre 3 e 30 s. É um bom ensaio para concretos muito secos. Quanto maior o tempo Vebe, mais seca será a consistência e mais baixa a trabalhabilidade, ou seja, maior a energia necessária para manipular o concreto. Fig. 2 - Ensaio Vebe UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 8 Um ensaio desenvolvido na Inglaterra chamado ensaio de fator de compactação mede o grau de compactação alcançado quando uma mistura de concreto está sujeita a um esforço padrão. Consiste de um equipamento com cerca de 1,20 m de altura, com dois reservatórios tronco-cônicos adaptados com portinholas na base e um molde cilíndrico de 15x30 cm, estando os três eixos colocados na mesma vertical, conforme mostra a Fig. 3. O reservatório tronco-cônico superior, que é maior que o inferior, é preenchido com concreto e nivelado sem compactação. Abrindo-se a portinhola do fundo do reservatório, o concreto cai por gravidade no reservatório tronco-cônico inferior e transborda. Desta forma, é obtida uma dada porção de concreto em estado padrão de compactação, sem a influência do fator humano. A portinhola do reservatório inferior é aberta e o concreto cai no cilindro. O excesso de material é retirado e a massa do concreto no volume previamente conhecido é determinada, com isso tem-se a massa específica do material ensaiado. A relação entre esta massa específica e a massa específica do mesmo concreto em condições ideais de compactação é o fator de compactação. Este fator é maior para concretos de consistência mais plástica e trabalhabilidade mais alta, como pode ser verificado na tabela abaixo. Fig. 3 - Equipamento para ensaio de fator de compactação UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 9 A massa específica do concreto em condições ideais de compactação pode ser obtida colocando-se concreto no molde cilíndrico em quatro camadas apiloadas ou vibradas. Este ensaio tem emprego mais geral na construção de pavimentos de concreto e em indústrias de pré-moldados de concreto. Outros ensaios existem para se medir a trabalhabilidade, mas destacou-se aqui os mais comuns. 1.2.2.2 PARÂMETROS QUE INFLUEM NA TRABALHABILIDADE Os parâmetros principais que influem na trabalhabilidade são: Consistência (Processos de Adensamento) Para o adensamento do concreto existem diversos equipamentos ou processos que apresentam maior ou menor energia ou potência. O concreto pode ser adensado por apiloamento enérgico (estacas moldadas in loco), por vibradores de diversas potências, por socamento manual ou então ser adensado pelo próprio peso em queda livre. Cada processo de adensamento exigirá uma consistência específica de concreto, devendo esta ser tanto mais seca quanto maior for a energia do processo adotado. Diâmetro máximo do agregado A NBR 6118 – Projeto de estruturas de concreto estabelece que a dimensão máxima característica do agregado graúdo utilizado no concreto não pode superar em 20% a espessura nominal do cobrimento, ou seja: nommáx Cd 2,1≤ O cobrimento nominal das armaduras do concreto armado deve seguir a NBR 6118, que estabelece as dimensões indicadas na tabela: Classe de agressividade ambiental I II III IV Tipo de estrutura Componente ou elemento Cobrimento nominal (mm)Laje 20 25 35 45 Concreto armado Viga/pilar 25 30 40 50 Concreto protendido Todos 30 35 45 55 UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 10 As classes de agressividade ambiental são estabelecidas pela NBR 6118 conforme indicado a seguir: Classe de agressividade ambiental Agressividade Classificação geral do tipo de ambiente para efeito de projeto Risco de deterioração da estrutura Rural I Fraca Submersa Insignificante II Moderada Urbana Pequeno Marinha III Forte Industrial Grande Industrial IV Muito forte Respingos de maré Elevado Teor de argamassa Quanto menos enérgico for o teor de adensamento e quanto mais esbeltas forem as peças estruturais maior deverá ser o teor de argamassa de um concreto para que se possa obter um material compacto após o adensamento. Os ninhos de abelha e outros defeitos de concretagem poderão ser decorrentes de um teor deficiente de argamassa no concreto, desde que se tenha, logicamente, adotado um processo de adensamento adequado. O teor da argamassa assume particular importância na execução de estruturas que não receberão revestimentos (concreto aparente) Sistema de mistura, transporte e lançamento do concreto Os equipamentos utilizados na mistura, transporte e lançamento do concreto, bem como as condições dos locais de lançamento do concreto irão exigir características específicas do concreto quanto à consistência, teor de areia e diâmetro máximo do agregado. 1.2.3 SEGREGAÇÃO A segregação é uma propriedade contrária à trabalhabilidade e deve ser reduzida ao mínimo. É a separação dos materiais constituintes do concreto, em qualquer etapa da produção, desde a mistura até o adensamento. UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 11 1.2.3.1 MEDIDA DA SEGREGAÇÃO Não existem ensaios padronizados para medida da segregação, a observação visual e a inspeção por testemunhos extraídos do concreto endurecido são, geralmente, adequados para determinar se a segregação é um problema em uma dada situação. 1.2.3.2 CAUSAS DA SEGREGAÇÃO As principais causas que conduzem à segregação do concreto são : Diferença do tamanho e peso dos grãos Os grãos de maior tamanho e peso tendem a se separar dos demais por ocasião do lançamento do concreto. Após ser adensado, há também a tendência dos grãos maiores, e portanto mais pesados, sedimentarem provocando a exsudação da argamassa. Adensamento inadequado Nos concretos de consistência muito plástica, quando a vibração for executada por um período de tempo longo, os grãos maiores e mais pesados serão impulsionadas para longe do local de aplicação do vibrador, permanecendo neste local apenas argamassa. A solução para evitar-se a segregação é executar-se um concreto trabalhável, o que se traduz pela dosagem do volume de pasta suficiente, quantidade de agregado máxima necessária e adensamento adequado. A escolha do tipo do transporte e lançamento do concreto também são condições importantes para evitar a segregação, principalmente em locais confinados, onde o concreto é lançado de grande altura (maior que 1,50 m). 1. 2. 4 EXSUDAÇÃO A exsudação é a segregação da água, quando não é retida nos poros durante a fase plástica do concreto, subindo até a sua superfície livre. 1.2.4.1 MEDIDA DA EXSUDAÇÃO Para a exsudação existe um método padronizado pela ASTM C 232 que consiste na colocação de uma amostra de concreto num cilindro de 250 mm de diâmetro e 280 mm de altura. A água de exsudação é retirada em intervalos de 10 minutos nos primeiros 40 minutos e, daí em diante, em intervalos de 30 minutos. A exsudação é expressa em termos da quantidade de água acumulada na superfície, em relação à quantidade de água existente na amostra. 1.2.4.2 CAUSAS DA EXSUDAÇÃO As causas são: o volume de água exagerado e a tendência à sedimentação dos sólidos, após a operação de adensamento. A natureza do cimento pode UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 12 influir também na exsudação, pois alguns cimentos apresentam esta tendência que é observada no ensaio normal. 1.2.4.3 CONSEQUÊNCIAS DA EXSUDAÇÃO As conseqüências da exsudação do concreto são: • Formação de canalículos no interior do concreto, necessários à vazão da água até a superfície livre. Quanto maior for o excesso da água, maior serão os diâmetros destes canalículos, tornando o concreto mais permeável e poroso; • Deslocamento do agregado: no percurso da água para a superfície. A água irá contornar os agregados grandes, promovendo na interface pasta-agregado uma descontinuidade que reduzirá a aderência destes materiais e, consequentemente, a resistência do concreto. Muitas vezes a água não pode contornar o agregado graúdo e forma bolsões na sua parte inferior, ocasionando um poro de grandes dimensões, que irá influir na resistência ; • Deslocamento das armaduras. O fenômeno descrito acima também poderá ocorrer em relação às armaduras, prejudicando a aderência aço-concreto e, portanto, a ancoragem das armaduras. A exsudação é evitada mediante a dosagem correta da água e uma dosagem adequada para o concreto, especificamente, quanto ao volume de pasta e teor de finos. 1.3 PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO O concreto apresenta-se na condição endurecido após o término da pega. As principais propriedades do concreto endurecido são: 1.3.1 RESISTÊNCIA MECÂNICA O concreto resiste bem aos esforços de compressão e muito pouco aos esforços de tração. A sua resistência de tração simples é de 1/10 da compressão e 1/5 da flexão. Os esforços normalmente suportados pelo concreto em estruturas são: • fc = compressão axial; • ft = tração simples, que equivale a 80% da tração obtida em ensaios de compressão diametral em corpos de prova cilíndricos; • MR = módulo de ruptura à flexão (anteriormente chamado de resistência à tração na flexão). UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 13 A resistência à compressão axial e compressão diametral é determinada em corpos de prova cilíndricos cuja relação altura/diâmetro seja igual a 2. O módulo de ruptura à flexão é determinado em corpos prismáticos (vigas), por meio de 2 cargas aplicadas nos terços do vão. A resistência à compressão axial segue as normas NBR 5738 para moldagem dos corpos de prova e NBR 5739 para a execução do ensaio. Seu valor é determinado pela expressão: S P f c = Onde: P = carga aplicada no corpo de prova; S = seção transversal do corpo de prova. A resistência à tração pode ser avaliada por meio do ensaio de compressão diametral, desenvolvido pelo engenheiro brasileiro Fernando Lobo Carneiro, preconizado pela norma NBR 7222. Este ensaio é de mais simples execução que o ensaio de tração direta. A Fig.4 mostra esquema do ensaio de compressão diametral. Seu valor é determinado pela expressão: DL P f t π 2 = Onde: P = carga aplicada no corpo de prova; D = diâmetro do corpo de prova; L = altura do corpo de prova. O módulo de ruptura à flexão (anteriormente chamado de resistência à tração na flexão) é determinado através de ensaios que utilizam corpos de prova prismáticos de concreto, em forma de vigas, segundo norma NBR 12142. Neste ensaio o corpo de prova é posicionado sobre elementos de apoio, de tal forma que a carga seja aplicada no terço médio. A Fig.5 mostra esquema do ensaio. O módulo de ruptura é calculado pela expressão: 2 bd PL MR = Onde: P = carga aplicada no corpo de prova; L = distância entre os apoios; b = largura do corpo de prova; d = altura do corpo de prova. UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 14 Fig. 4 – Ensaio de compressãodiametral para avaliar a resistência à tração, mundialmente conhecido como Método Brasileiro. P L L/3 L/3 L/3 P - carga máxima L - comprimento do vão b - largura do corpo de prova d - altura do corpo de prova Fig. 5 – Ensaio de módulo de ruptura à flexão (anteriormente chamado de resistência à tração na flexão). UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 15 1.3.1.1 FATORES QUE INFLUENCIAM A RESISTÊNCIA MECÂNICA As resistências mecânicas do concreto são influenciadas pelos seguintes fatores: Relação água/cimento A resistência do concreto depende principalmente da relação água/cimento e a curva de correlação é denominada curva de Abrams, determinada para as idades clássicas do concreto (3, 7 e 28 dias ). Para facilitar o traçado e o uso destas curvas lança-se mão de gráficos semi-logarítmicos, onde essas curvas são transformadas em retas. A resistência é inversamente proporcional à relação água/cimento até o valor 0,32. Para relações menores que 0,32 a resistência decresce significativamente por hidratação incompleta do cimento. A Fig. 6 apresenta as curvas de Abrams para cimento CP-25, CP-32 e CP-40. Fig. 6 – Curvas de Abrams para cimento CP-25, CP-32 e CP-40 UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 16 Idade A resistência cresce com a idade atingindo o máximo em 1 ano. Aos 28 dias, que é a idade considerada no cálculo estrutural, temos, provavelmente, 80% da resistência total. O crescimento da resistência em função da idade, depende do cimento e da dosagem do concreto. Concretos mal dosados quase não apresentam acréscimo de resistência. A Fig. 7 apresenta a relação entre as resistências à compressão na idade de 28 dias e na idade de 7 dias, em função da relação água/cimento. Fig. 7 - Relação entre as resistências à compressão na idade de 28 dias e na idade de 7 dias, em função da relação água/cimento De uma maneira geral podemos admitir: fc28 = 1,3 a 1,5 fc7 fc7 = 1,4 a 1,6 fc3 UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 17 Se considerarmos a resistência à compressão do concreto aos 28 dias de idade equivalente ao índice 100 teremos, em média, para as demais idades, os seguintes índices: Idade (dias) 3 7 28 90 180 365 Índice de resistência 40 70 100 114 120 125 Para os cimentos CP-I e CP-III, têm-se os seguintes coeficientes de desenvolvimento da resistência à compressão. Compacidade A resistência aos reforços mecânicos é proporcional à compacidade. Maior compacidade, maiores resistências. Os poros no concreto podem ser do tipo micro poros, resultantes de adensamento inadequado ou quantidade deficiente de argamassa. Qualidade dos materiais A qualidade dos agregados influencia na resistência, pois com agregados de má qualidade não se consegue obter concreto com resistência satisfatória. Os agregados devem possuir afinidades com o cimento para que se tenha maior aderência pasta agregado. Uma fraca aderência, provocada por falta de afinidade, porosidade excessiva ou superfície lisa e sem poros nos agregados ou mistura feita de modo inadequado, UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 18 prejudica a resistência do concreto, principalmente a resistência à tração. Aditivos e temperatura Estes fatores não aumentam a resistência, mas aceleram ou retardam essa resistência. A temperatura acelera as resistências, mas é necessário que a elevação da temperatura seja realizada em ambiente saturado de vapor, que impossibilite a evaporação total da água, inclusive a necessária aos fenômenos de hidratação. A cura a vapor, com o objetivo de acelerar as resistências, foi estudada por Saul Nurse. O seu estudo, que só se aplica para cura a vapor sem pressão, baseia-se no conceito de maturação do concreto. A maturação do concreto é determinada conforme a expressão: ( )CtM °+×= 10θ Onde: t = tempo em dias que o concreto fica exposto a temperatura θ, expressa em °C . De acordo com Saul Nurse, concretos de mesma maturação apresentam a mesma resistência. Exemplo: Para se determinar o tempo necessário de cura a vapor na temperatura de 70° C para se obter a resistência do concreto aos 28 dias, curando na temperatura ambiente de 26° C, temos: Cura Entende-se como cura as operações executadas após a pega e por ocasião do inicio do endurecimento do concreto, e que tem por finalidade manter o grau higrométrico na superfície do concreto, evitando a fuga da água por evaporação. Quando as condições de evaporação, ventilação e insolação forem muito rigorosas, provocarão uma fuga de água de hidratação que reduzirá a resistência. UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 19 A cura ideal é obtida à temperatura de 21° C e à umidade de 100% (nestas condições o ambiente fica com neblina). Forma dos corpos de prova As formas dos corpos de prova influem na avaliação da resistência à compressão. Os formatos de corpos de prova usados em diversas partes do mundo para a determinação da resistência são: • cubos; • cilindros com relação altura/diâmetro igual a 2; • prismas. Se considerarmos a resistência do cilindro igual a 1, temos para os outros formatos de corpos de prova as seguintes resistências: f cubo = 1,2 f cilindro f prisma = 8/9 f cilindro A tabela abaixo apresenta coeficientes de correção da resistência em função da forma e dimensão do corpo de prova. Fonte: Concreto de Cimento Portland – Eládio Petrucci 1.3.2 MÓDULO DE DEFORMAÇÃO 1.3.2.1 Módulo de deformação longitudinal Quando o concreto é submetido a uma tensão de compressão, apresenta uma deformação paralela à direção da força. Verifica-se que depois de carregado pela primeira vez o concreto se comporta, para tensões não superiores às atingidas no primeiro carregamento, de acordo com a lei de UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 20 Hooke, isto é, as deformações são praticamente proporcionais às tensões. A resistência do concreto influi no valor do seu módulo de deformação, sendo que concretos mais resistentes apresentam maiores módulos. Existem inúmeras expressões que tentam relacionar essas duas variáveis. Na NBR 6118 esta relação é suposta igual a: ckfE ×= 5600 Onde : E = módulo de deformação longitudinal (MPa); fck = resistência à compressão do concreto na idade de 28 dias (MPa). 1.3.2.2 Módulo de deformação transversal Quando o concreto é submetido a esforços de compressão ou tração longitudinais, observa-se uma deformação transversal. O módulo de deformação transversal é dado pela expressão: )1(2 n En G +× × = Onde: G = módulo de deformação transversal; n = número de vezes que G é menor que E; E = módulo de deformação longitudinal. Normalmente n = 5 e nos concretos usuais o valor de G está compreendido entre 0,42E e 0,46E. 1.3.3 FLUÊNCIA, CURA TÉRMICA, RETRAÇÃO O concreto após endurecido sofre variações volumétricas que causam deformações de expansão ou contração, cujas causas gerais são as seguintes: • variações das condições ambientes, tais como variações de umidade e variações da temperatura ambiente; • variação volumétrica interna – retração; • ação de cargas externas que originam deformações imediatas e deformações lentas. As deformações do concreto freqüentemente levam à fissuração, o que acarreta problemas na durabilidade. Quando o concreto recém-endurecido é exposto à temperatura e à umidade do ambiente, ele geralmentesofre contração térmica (associada ao resfriamento UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 21 pós-reação de hidratação) e retração por secagem (associada à perda de umidade). Qual das deformações será dominante dependerá, dentre outras condições, do tamanho da peça, das características dos materiais constituintes e da dosagem da mistura. Em peças espessas a contração térmica é mais importante que a retração por secagem. DEFORMAÇÕES DEVIDAS AOS ESFORÇOS SOLICITANTES Com o carregamento do concreto, aparecem outras deformações que podem ser analisadas na Fig. 8. Fig. 8 - Deformações lenta e rápida Quando o concreto é carregado, no tempo 0, observa-se uma deformação elástica inicial, cujo valor é dado por: ε = f E Onde: E - módulo de deformação f - tensão aplicada Até cerca de 24 horas após a aplicação da carga, o concreto irá sofrer uma deformação plástica irreversível. Mantendo-se constante a tensão f, o concreto irá apresentar um aumento de deformação com o tempo, designado por FLUÊNCIA, que cresce com o tempo. Se a tensão for removida num dado instante, haverá uma redução instantânea. A deformação irá se reduzindo com o tempo, redução designada como RECUPERAÇÃO DE FLUÊNCIA, ficando o concreto com uma deformação plástica final, designada como deformação residual. Quanto mais cedo uma estrutura for carregada, maior será o valor da fluência, da deformação rápida e da deformação residual. UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 22 Se ao invés de aplicarmos ao concreto uma tensão constante f, aplicarmos uma deformação constante є , surgirá no concreto uma tensão igual a: Ef ×= ε Onde : ε = deformação; E = módulo de deformação do concreto na idade da aplicação da deformação. Se esta deformação for mantida constante ao longo do tempo será observada uma redução da tensão, sendo o fenômeno designado por RELAXAÇÃO. Tanto a fluência como a relaxação são fenômenos que podem ser benéficos ou não para estrutura. Quando a fluência ocasionar excessivas deformações nas estruturas ela deverá ser minimizada. No caso da fluência ocasionar relaxação das tensões, como no caso de tensões de origem térmica, ela é benéfica. Nas estruturas protendidas os fenômenos de relaxação e fluência são muito importantes e influirão de modo significativo na segurança e desempenho dessas estruturas. VARIAÇOES VOLUMÉTRICAS INTERNAS – RETRAÇÃO As variações volumétricas internas observadas no concreto, denominadas de retração, são diminuições do volume do concreto fresco para o concreto endurecido, ao longo do tempo. A retração pode ser de três tipos: a) Retração Autógena Esta retração tem a sua origem no fato de que o volume ocupado pelo grão hidratado de cimento é menor que a soma do volume do grão de cimento anidro e da água que o hidratou. Isto é: Vcimento hidratado < Vcimento + VH2O A retração autógena depende das características e da quantidade de aglomerante, sendo maior para os concretos ricos e menor para os concretos onde for usado material em substituição à pasta de cimento. O valor final da deformação autógena ocorre cerca de 60 a 90 dias após a mistura do concreto. b) Retração Hidráulica Este tipo de retração, que também recebe as denominações de retração por perda de água ou retração de secagem se deve a evaporação da água no interior do concreto. Ela atua no concreto em dois períodos, a saber: UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 23 1°) a curto e médio prazo, onde o volume de água não combinada no concreto é a principal causa da variação de volume. A retração neste período será predominantemente por perda de água ou de secagem. Quanto maior o volume de água no concreto (água unitária), maior será a retração neste período; 2°) a longo prazo, a retração hidráulica se deve aos seguintes fatores : • volume de pasta: quanto maior for o volume de pasta menor será a retração ; • características do cimento: considera-se que a superfície específica do cimento influe de modo significativo nesta retração, ou seja, quanto maior for a finura do cimento maior será a retração; • área do concreto: o concreto quando submerso apresenta expansão, quando exposto ao ar apresenta retração, cujo valor irá depender das condições higrométricas do ar, sendo maiores em locais de baixa umidade relativa; • dimensões das peças: em peças robustas ou de concreto massa, praticamente é nula a retração hidráulica no interior da massa. Nas estruturas esbeltas (pilares, vigas e lajes) esta retração sempre ocorre. c) Retração térmica As reações do cimento com a água são exotérmicas, gerando uma quantidade de calor variável de 60 cal/g na idade de 28 dias. Se o calor gerado no interior do concreto não for dissipado, a temperatura irá se elevar até um valor máximo e depois a estrutura irá se esfriar lentamente até atingir a temperatura do ambiente. Se a diferença entre a temperatura máxima e a temperatura ambiente for significativa, esta queda provocará no concreto uma redução de volume denominada retração térmica, cujo valor será igual a: θαε ∆×= Onde: ε = deformação volumétrica; α = coeficiente de dilatação térmica; ∆θ = variação da temperatura. 1.3.4 – PERMEABILIDADE E DURABILIDADE A permeabilidade é a facilidade com que o concreto deixa a água atravessá-lo. Deve-se procurar sempre obter concretos impermeáveis, pois além de impedir a passagem da água, tem-se concretos mais duráveis. UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 24 A água ao atravessar o concreto acarreta: • Permeabilidade; • corrosão das armaduras, principalmente a eletrolítica, pois diminui a resistividade elétrica do concreto, que é função do volume de água no interior do concreto em relação ao volume do concreto; • ataque de agentes agressivos, quer por ação química ou por ação física. Consegue-se melhorar a impermeabilidade do concreto através das seguintes providências: • Executando-se concretos compactos, não sujeitos à segregação nem á exsudação, o que se consegue atuando-se na granulométrica da mistura; • melhorando a aderência pasta-agregado, principalmente em relação ao agregado graúdo, o que se consegue umedecendo ligeiramente o agregado graúdo, pois assim melhora-se a aderência entre este e a argamassa, impedindo que na pedra seca somente a água seja sugada prejudicando a aderência; • Misturando convenientemente os materiais. Melhora-se muito a impermeabilidade e a aderência pasta-agregado, misturando-se inicialmente todo o agregado graúdo com o cimento pela pasta, ocasionando um colamento entre este agregado e a pasta; • Uso de aditivos: ar incorporado e plastificante; • relação água/cimento: a experiência aconselha que para obras de tanques e reservatórios seja mantida a relação água/cimento máxima de 0,5, em elementos de grandes dimensões, como barragens , este valor poderá ir até 0,65, ao passo que para peças muitos delgadas será conveniente reduzí-la para 0,40; • fissuração: será necessário que o concreto não apresente trinca nem fissuras. O que se consegue mediante uma série de providências, que se inicia no próprio projeto estrutural, através de uma concepção correta da estrutura, previsão de armação para combater os esforços devido à retração, indicação de cobrimento adequado para as armaduras e correto posicionamento das juntas; • Durante a execução, as providências consistirão em executar uma cura rigorosa, evitar deformação dos escoramentos, elaborar correto plano de desforma e evitar choques no concreto ainda novo. Os defeitos que desagregam o concreto, tornando-opouco durável, são: • ataque de agentes agressivos físicos ou químicos; • abrasão: cano de estradas, obras marítimas e pilares sujeito à ação de correntezas e nas obras de barragens ou locais sujeitos à ação de água com alta velocidade (maior que 12 m/s ); UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 25 • cavitação: martelamento do concreto provocado por bolhas de ar. Ocorre nas obras de baixa dissipação e soleiras dos vertedores das barragens. A regularidade da superfície nestes locais reduz esse efeito. Outras providências são a aeração nos pontos críticos e a execução do concreto com alta resistência. Combate a pouca durabilidade: • concretos compactos, bem dosados e sem exsudação; • nos casos de cavitação, as superfícies devem ser lisas; • utilização de cimentos especiais, com baixo C3A ( 3% a 5%); • utilização de aditivos: incorporadores de ar e plastificantes; • uso de material pozolânico ou cimento CP-III ou CP-IV; • adoção da relação água/cimento segundo o American Concrete Institute (ACI), que determinou após inúmeras observações, que a durabilidade é função da relação água/cimento e estabeleceu valores máximos para esta relação em função do tipo de obra e condições de exposição da estrutura aos elementos agressivos, conforme quadro abaixo: CONDIÇÕES DE EXPOSIÇÃO TIPO DE ESTRUTURA Ao ar ou intempéries (concreto sem revestimento) Em contato com fluidos ou solos não agressivos Em contato com fluidos ou solos agressivos Seções delgadas 0,53 0,49 0,40 Seções espessas tais como muro de arrimo, laje de fundação, tubulões, etc. Adotar o valor necessário para obter-se a resistência de dosagem 0,53 0,44 Estes valores poderão ser aumentados de 10% no caso de ser usar cimento Portland pozolânico, de alto forno ou resistentes aos sulfatos; • observação do estabelecido na NBR 6118 para a relação água/cimento, em função da agressividade do ambiente, dado na tabela seguinte: Classe de agressividade Concreto TIPO I II III IV CA ≤ 0,65 ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,45 Água/cimento em massa CP ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,50 ≤ 0,45 CA ≥ C20 ≥ C25 ≥ C30 ≥ C40 Classes de concreto CP ≥ C25 ≥ C30 ≥ C35 ≥ C40 UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 26 1.4 DOSAGEM 1.4.1 FUNDAMENTOS Dosar um concreto significa fixar as quantidades de diversos materiais que o compõe para se obter um material estrutural que atenda às condições de trabalho a que será submetido, dentro do máximo de economia possível, e que apresente uma durabilidade compatível com o investimento aplicado. No estudo de dosagem, os principais aspectos a serem considerados são os seguintes: • conhecimento das características dos materiais componentes, granulometria, índices físicos e diâmetro máximo do agregado. Tipo e resistência do cimento; • resistência característica de projeto (fck); • condições do canteiro para execução do concreto: instalações, mão de obra e processos executivos: Determinação ou estimativa de variabilidade da resistência do concreto; • dimensões das peças e cobrimento das armaduras (valores mínimos); • condições de exposição a que a estrutura está sujeita quando estiver em serviço. Estes aspectos irão definir para o concreto os seguintes parâmetros: • resistência de dosagem (fcj); • relação água/cimento; • consistência; • teor de argamassa,ou a porcentagem de areia em relação ao agregado total (relação a/m); • e, como consequência , O TRAÇO. 1.4.2 TIPO DE DOSAGEM a) Empírica: denomina-se dosagem empírica a dosagem obtida através de experiência pessoal ou de terceiros e que resulta na obtenção de traços sem o prévio exame dos materiais e das características do próprio concreto. Esse tipo de dosagem é admitido para serviços sem muita responsabilidade ou de pequeno vulto e mesmo assim com as seguintes restrições: •••• fck igual ou menor que 9,0 MPa; •••• consumo mínimo de cimento de 300 kg/m³; •••• teor de área de 30% a 50% em relação ao agregado total. b) Racional ou Experimental: é aquela obtida através do conhecimento das características dos materiais, aplicação dos conceitos fundamentais da dosagem e determinação das propriedades do concreto, principalmente a resistência e trabalhabilidade. UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 27 1.4.3 DETERMINAÇÃO DA RELAÇÃO ÁGUA/CIMENTO A relação água/cimento será determinada em função da resistência de dosagem (fcj) prevista para o concreto aos 28 dias, adotando-se a curva de Abrams, Fig. 6, que se aplica ao tipo de cimento que irá ser utilizado. Pode-se, também, utilizar a Lei de Abrams dada pela expressão seguinte, quando se conhece as constantes do cimento a ser utilizado. x B A R = Onde: R = resistência do concreto; x = relação água/cimento; A e B = constantes do tipo de cimento. Dependendo da condição de exposição ou da impermeabilidade requerida para o concreto, deve-se limitar a relação água/cimento nos valores máximos apresentados no quadro da página 25, considerado o quadro da página 10, ambos estabelecidos pela NBR 6118. Deve-se adotar o menor dos valores encontrados para a relação água/cimento, dentre aquele necessário para obter a resistência média desejada e aquele necessário para garantir a durabilidade. 1.4.4 CONSISTÊNCIA DO CONCRETO A consistência do concreto, como já foi exposto, está diretamente relacionada com a quantidade de água presente na mistura. A experiência comprova que as misturas de agregados de mesma granulometria e diâmetro máximo, em igualdade de consistência, necessitarão da mesma quantidade de água, relacionada ao mesmo volume de concreto. Partindo-se desta constatação, pode-se estabelecer para determinadas consistências do concreto valores para a relação água mistura seca (A%) em função do diâmetro máximo e do processo de adensamento a ser aplicado. No quadro a seguir são apresentados valores de A% a serem adotados em caráter inicial no estudo de dosagem. ADENSAMENTO MANUAL ADENSAMENTO VIBRATÓRIO MODERADO ADENSAMENTO VIBRATÓRIO ENÉRGICO DIÂMETRO MÁXIMO (mm) Slump provável 10 – 15 cm Slump provável 5 – 10 cm Slump provável 0 – 5 cm 9,5 11,0 10,0 9,0 19 10,0 9,0 8,0 25 9,5 8,5 7,5 38 9,0 8,0 7,0 50 8,5 7,5 6,5 UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 28 Em outros casos, fixa-se o volume de água por metro cúbico de concreto, em função da trabalhabilidade requerida e do diâmetro máximo empregado. No quadro a seguir apresenta-se esse volume de água, denominado água unitária. ADENSAMENTO MANUAL ADENSAMENTO VIBRATÓRIO MODERADO ADENSAMENTO VIBRATÓRIO ENÉRGICO DIÂMETRO MÁXIMO (mm) Slump 10-15 cm Slump 5-10 cm Slump 0-5 cm PORCENTAGEM APROXIMADA DE AR EXISTENTE NO CONCRETO 9,5 242 228 208 3 19 213 203 183 2 25 203 193 178 1,5 38 188 178 163 1 50 178 168 153 0,5 1.4.5 DETERMINAÇÃO DO TRAÇO TOTAL Conhecidos a relação água/cimento x e a consistência A%, o traço total m será determinado a partir da expressão: m x A + × = 1 100 % 1 % 100 − × = A x m O traço total será expresso do modo que segue: 1 : m O desmembramento de m em areia a e brita b será visto adiante. 1.4.6 CÁLCULO DO CONSUMO TEÓRICO DE CIMENTO Para o cálculo do volume teórico de cimento, é necessário pesar-se um recipiente cheio de concreto do qual se conhece a dosagem. Este consumo é designado de teórico em virtude de se supor o concreto misturado rigorosamente de acordo com a dosagem calculada e que não existe volume de ar, sendo os vazios totalmente ocupados pela água. Considerando: Pc... Peso do concreto no recipiente (descontando o peso do recipiente);Vc... Volume do recipiente (e do concreto); �ci... Massa específica do cimento (em kg/dm³); �a... Massa específica dos agregados (em kg/dm³). UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 29 Temos: águaagrcic VVVV ++= água agr agr ci ci c V PP V ++= γγ Dividindo os membros de equação por Pci, temos: x m P V agrcici c ++= γγ 1 x m V P agrci c ci ++ = γγ 1 Se considerarmos Vc igual a 1m³ ou 1000 L, o valor de Pci será o consumo de cimento por m³ de concreto, que é designado por C. Temos, então: x m C agrci ++ = γγ 1 1000 Onde: C = consumo de cimento por m3 de concreto (kg/m3); γci = peso específico do cimento (kg/l); γagr = peso específico do agregado (kg/l); m = traço total ou global; x = relação água/cimento. 1.4.7 GRANULOMETRIA 1.4.7.1 Granulometria da mistura O traço total será obtido por meio da expressão: 1 % 100 − × = A x m O desmembramento do traço total, nas parcelas de areia e de agregado graúdo será feito com o objetivo de dar à mistura uma granulometria que necessite de menor volume de água, que conduza ao menor consumo de cimento, e que, finalmente, permita a execução de um concreto compacto. O teor de argamassa será, portanto, o índice a ser pesquisado, procurando-se determinar o menor volume de argamassa necessário para preencher os vazios do UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 30 agregado graúdo, devidamente compactado, e envolvê-los totalmente, possibilitando uma melhor ligação entre eles. Definiremos como índice de granulometria o fator a/m, que é a relação entre a areia e o agregado total. Este valor situa-se, na maioria dos concretos correntes, em torno de 0,3 e 0,4. O agregado m é a soma da areia a e da pedra p. De todos os desmembramentos possíveis de m, o ideal será aquele que, em igualdade de consistência, apresenta a resistência máxima, ou que, em igualdade de resistência, apresenta o menor consumo de cimento. Analisando a expressão m x A + × = 1 100 % , podemos concluir: • à medida que substitui-se a areia por pedra, diminui-se a superfície específica da mistura e necessita-se menos água para a mesma consistência. O fator A% irá, portanto, decrescer à medida que torna-se a mistura mais grossa. Assim, de todos os desmembramentos possíveis o melhor deles será aquele que resulte no menor A% e, conseqüentemente, o menor valor de x, já que m é constante. Se o valor de x é menor, conseqüentemente, a resistência será a maior delas; • nos desmembramentos com teores de areia acima do ótimo, necessita- se de um volume de água alto, para molhar toda a superfície específica da mistura, aumentando, conseqüentemente o consumo de cimento e diminuindo o valor de m, o que significa que torna-se mais rico o traço. O que não é conveniente, pois o desmembramento ideal é aquele que conduz a um consumo mínimo de cimento; • para atingir-se o desmembramento ótimo, pode-se lançar mão de processos experimentais, ou então, de curvas ou faixas ideais de granulometria, o que será visto nos métodos de dosagem adiante. Estas curvas ou faixas significam que, ao se misturar os agregados em proporções tais que a curva granulométrica da mistura se enquadre em uma curva ou faixa pré-estabelecida, será conseguida uma mistura cujo desmembramento é ótimo. 1.4.7.2 Granulometria contínua e descontínua Os métodos de dosagem existentes, de um modo geral, se baseiam em duas diretrizes principais para a obtenção da mistura ótima, a saber: a) A linha que considera que as misturas de cimento e agregados devem apresentar uma curva granulométrica contínua; b) A linha que preconiza que uma melhor mistura é obtida quando é feita com matérias somente de alguns tamanhos, criando-se descontinuidades granulométricas entre eles. UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 31 Confrontando-se as duas diretrizes, pode-se concluir que: a) Os concretos de granulometria contínua são mais trabalháveis, porém requerem maior consumo de cimento; b) Os concretos de granulometria descontínua são de trabalhabilidade difícil (às vezes até mesmo impossível), mas, em muitos casos, principalmente em pré-moldados, conduzem a concretos altamente resistentes e de baixo consumo de cimento. 1.4.8 MÉTODO DE DOSAGEM 1.4.8.1 Considerações gerais Um método de dosagem é um conjunto de procedimentos, que nos conduzem ao traço ideal, isto é, ao traço que confere todas as características que desejamos para o nosso concreto de modo mais econômico, ou seja, com um consumo mínimo de cimento. Estes procedimentos são experimentais (execução de ensaios) ou aplicação de regras práticas, valores tabelados ou equações de granulometria ótima pré- estabelecidas. Todo método de dosagem, geralmente, se apóia em um ou mais ensaios com os materiais componentes, cujos resultados servirão de base para a aplicação de regras de cada método. Quanto maior é o numero de ensaios exigido por um método, supõe-se mais exato o traço obtido. À medida, porém, que maior número de ensaios são exigidos, mais complexo torna-se o método, sendo o seu uso reservado para obras de grande vulto, onde a economia de poucos quilos de cimento por m³ de concreto, representa grande conquista. A maioria dos métodos existentes baseia-se no ensaio de granulometria dos agregados, existindo outros que exigem ensaios de peso unitário compactado, calor de hidratação do cimento, etc. Existem, também, os métodos essencialmente experimentais, onde a dosagem é feita sem conhecimento preliminar das características dos materiais. Neste caso, os materiais são misturados sob várias proporções até chegar-se ao traço desejado. Estes métodos exigem muito trabalho e um operador muito experimentado. Porém é certo que dificilmente um método não experimental nos fornecerá de imediato um traço definitivo. Sempre haverá necessidade de correções, que serão tanto maiores quanto mais fora da realidade dos materiais de uma região forem os parâmetros adotados pelo método. Desta forma, os métodos não experimentais devem ser encarados dentro do seu principal objetivo, que é o de fornecer um traço piloto, sobre o qual o tecnologista irá fazer adaptação, tanto no laboratório como na obra, de modo a torná-lo o melhor possível para o fim a que se destina. UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 32 1.4.8.2 Método do INT (Instituto Nacional de Tecnologia do Rio de Janeiro) Um dos métodos muito difundido é o do INT, que se baseia em curvas ideais de granulometria. Consiste, em síntese, em conferir a mistura de cimento e agregados uma granulometria que se aproxime de uma curva granulométrica ideal de referência. Quanto mais próxima a granulometria da mistura em estudo estiver da mistura granulométrica ideal, mais próximo se estará do objetivo desejado. Apresentamos no gráfico essas curvas ideais de referência para concretos de diâmetro máximo variando de 19mm a 50mm. Estas curvas foram extraídas de estudos de Bolomey e têm por equação: máxD d y 9090 −= Onde: y = Porcentagem retida e acumulada da mistura (cimento + agregado) na peneira de abertura d; Dmáx.= Diâmetro máximo do agregado. CURVAS GRANULOMÉTRICAS IDEAIS DA MISTURA CIMENTO E AGREGADO PARA DIVERSOS DIÂMETROS MÁXIMOS DE AGREGADO 0 10 2 0 3 0 4 0 50 6 0 70 8 0 9 0 10 0 0 ,1 1 10 10 0 ABERTURA DAS PENEIRAS EM mm P O R C E N T A G E M F R E T ID A E A C U M U L A D A 25mm 19mm 38mm 50mm 0,300,15 0,60 1,2 2,4 4,8 9,5 19 25 38 50 Como a granulometria da mistura será obtida a partir das granulometrias da areia e dos agregados graúdos, define-se como índice de granulometria nestemétodo a relação areia/agregado total, que nos concretos usuais, situa-se na faixa de 0,3 a 0,5. O limite inferior corresponde a concretos muito UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 33 pedregulhosos (e que exigem para seu adensamento processos energéticos) e o limite superior corresponde a concretos muito ricos de argamassa, bastante anti-econômicos e de alta retração, mas cuja aplicação é bastante conveniente e até mesmo necessária em muitos casos, para se ficar a favor da segurança. Para se determinar a porcentagem de areia e agregado graúdo na mistura total de cimento e agregados, basta neste método, conhecer a granulometria de cada um dos agregados. Conhecido o diâmetro máximo do agregado mais graúdo, adota-se a curva granulométrica correspondente a esse diâmetro máximo. As porcentagens dos diversos agregados na mistura total é facilmente encontrada adotando-se o processo gráfico apresentado no gráfico a seguir, e que consiste no seguinte: a) Traçam-se as curvas granulométricas de cada um dos agregados. No exemplo apresentado o diâmetro máximo do agregado é igual a 25mm e os agregados são areia, brita 0, brita 1 e brita 2; b) Procura-se determinar as aberturas de peneiras reais ou hipotéticas que limitam dois agregados de tamanhos sucessivos. Esta determinação deve orientar-se no sentido dos agregados mais graúdos para os de menor tamanho. A abertura da peneira que define a separação entre dois agregados é aquela na qual fica retido o agregado mais graúdo e na qual passa todo o agregado de tamanho imediatamente inferior. No caso de existir uma faixa entre as peneiras onde se misturem grãos dos dois agregados, será necessário determinar uma abertura hipotética de peneira que defina o limite entre os agregados. Esta abertura será aquela onde a porcentagem que falta para o agregado mais graúdo atingir a 100% de porcentagem retida e acumulada seja igual à porcentagem retida e acumulada do agregado de menor tamanho. No exemplo em questão, a abertura hipotética de peneira que limita a brita 2 e a brita 1 situa-se entre as peneiras de 19mm e 9,5mm. Para encontrar essa abertura de peneira hipotética é necessário que seja feito o rebatimento de curvas granulométricas, ou seja, traçam-se as curvas de porcentagens passantes, do agregado mais miúdo sobre a curva de porcentagem retida acumulada do agregado graúdo. Pelo ponto de cruzamento dessas curvas, traça-se uma vertical que é a abertura hipotética de peneira. c) Na peneira hipotética, que limita dois agregados, no ponto onde esta vertical corta a curva de referência da mistura (que no exemplo é a curva para o diâmetro máximo de 25mm) tem-se a porcentagem do agregado mais graúdo na mistura total. No caso, a porcentagem de brita 2 será de 19%. Fazendo-se o mesmo em relação à brita 1, chega-se à porcentagem de 37%, que é a soma da brita 1 e da brita 2. A porcentagem da brita 1 será, portanto a diferença, isto é: % b1 = 37% - % b2 = 18% UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 34 Fazendo-se o mesmo em relação à brita 0, chega-se à porcentagem de 51%, que é a soma da brita 0, da brita 1 e da brita 2. A porcentagem da brita 0 será, portanto, a diferença, isto é: % b 0 = 51% - %b1 - % b2 = 24% A porcentagem que falta para completar os 100% corresponde à soma das porcentagens de areia e do cimento, que no nosso exemplo é 49%. d) Conhecidas as porcentagens dos agregados graúdos na mistura total, determina-se o peso dos agregados em relação à unidade de peso do cimento, do seguinte modo: ( )m b b += 1 100 % 2 2 ( )m b b += 1 100 % 1 1 ( )m b b += 1 100 % 0 0 ( )210 bbbma ++−= Chegando-se, finalmente, ao traço unitário em peso desmembrado: 1c : a : b0 : b1 : b2 O consumo de cimento será determinado a partir da expressão: x ba C bac +++ = γγγ 1 1000 Onde: C = consumo de cimento por m3 de concreto (kg/m3); γc = peso específico do cimento (kg/l); γa = peso específico da areia (kg/l); γb = peso específico da pedra (kg/l); x = relação água/cimento. Esse traço deve ser experimentado em laboratório ou na própria obra, onde, provavelmente, necessitará de correções, pois as curvas ideais de granulometria são apenas indicativas, nada tendo de absolutas, servindo apenas como um dado inicial para o estudo do problema. UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 35 C U R V A S G R A N U L O M É T R IC A S ID E A IS D A M IS T U R A C IM E N T O E A G R E G A D O 010203040506070809010 0 0, 1 1 10 10 0 9 ,5 m m 19 m m 2 5m m 3 8 m m 50 m m B R IT A 0 B R IT A 1 B R IT A 2 A R E IA B 0 ( p as sa nt e) B 1 (p as sa nt e) A ( p as sa nt e) 0 ,1 5 0 ,3 0 0 ,6 0 1 ,2 2 ,4 4 ,8 9 ,5 1 9 2 5 3 8 5 0 UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 36 CORREÇÃO DO TRAÇO As correções a serem feitas serão de duas naturezas: • a primeira será em relação à granulometria e deve ser feita visualmente, procurando-se o teor de argamassa adequado. Nessa verificação é de muita utilidade o uso de uma colher de pedreiro que sendo batida inúmeras vezes de encontro à massa de concreto dará indicações se o conteúdo de argamassa está satisfatório. No caso do teor de argamassa não estar satisfatório, deve-se aumentar o fator a/m, mantendo-se, logicamente, o m constante. No caso de excesso de argamassa, deve- se reduzir o fator a/m; • a segunda será em relação à consistência, para tanto coloca-se na betoneira o traço granulometricamente correto e adiciona-se água até atingir-se a consistência desejada, que será determinada através do slump test. Conhecida a quantidade de água e peso dos materiais secos presentes na mistura, será então determinado o fator A% correto. Conhecido o valor A% correto, no caso dele ser diferente daquele estabelecido inicialmente, deve-se determinar o novo valor de m, em função do fator água-cimento fixado, pois dele dependerá a resistência especificada para o concreto. Para manter-se a mesma consistência será necessário que o m’ seja desmembrado do mesmo modo que m, isto é: 'm a m a = 1.4.8.3 Método ACI (American Concrete Institute) O método do ACI é um método experimental, que se baseia no conceito dito “volumétrico”, determinando-se o traço através de determinação do volume absoluto ocupado pelos materiais componentes no volume unitário de concreto. Para a aplicação desse método é necessária a determinação do peso unitário compactado seco da mistura dos agregados. O procedimento a seguir neste método é: a) Inicialmente, determina-se a relação água/cimento em função da resistência média ou durabilidade desejadas (páginas 15 e 25, considerado o contido na página 10). Fixa-se também a trabalhabilidade, em valor de “slump”, em função do tipo da obra e do processo de adensamento a ser adotado; b) Em função do slump e diâmetros máximo dos agregados, são determinados os valores estimados para o volume de água total e para o UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 37 volume de ar existente no concreto (em litros/m³), apresentados no quadro da página 28; c) Conhecida a relação a/c (x) e o volume de água por m³, calcula-se o consumo de cimento (em kg/m³), pois: x V C água = Determina-se o volume absoluto de cimento por m³ de concreto, dividindo o seu consumo pelo peso específico, cujo valor é 3,15 kg/litro; d) Somando-se o volume de cimento, o volume de água (que é igual ao seu peso) e o volume de ar incorporado no concreto, e diminuído de 1000 tem-se o volume absoluto, em litros, a ser ocupado pelosagregados; e) Determina-se a seguir o volume aparente de agregado graúdo por m³ de concreto. Esse volume será função do Dmáx do agregado e módulo de finura da areia, conforme apresentado no quadro da página 36. Multiplicando esse volume aparente pelo peso unitário compactado seco do agregado, tem-se o peso dos agregados graúdos, que divididos pelo seu peso específico real, nos dará o volume absoluto; f) O volume da areia será obtido pela diferença entre o volume absoluto dos agregados e o volume absoluto do agregado graúdo; g) Conhecidos os volumes absolutos do cimento, areia, agregado graúdo, água e ar, que somados deverão dar 1000, determina-se o seu peso (excluindo o ar), multiplicando-se estes volumes pelos respectivos pesos específicos reais, que para os agregados correntes é da ordem de 2, 65 kg/litro; h) Dividindo-se os pesos dos agregados pelo cimento, tem-se o traço em peso; i) Este traço deverá ser corrigido no laboratório. As correções a serem feitas serão: • na porcentagem de areia ou no volume aparente do agregado graúdo, até e chegar à quantidade ótima de argamassa; • na quantidade total de água, para obter-se a plasticidade desejada. UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 38 VOLUME APARENTE (em m³) DO AGREGADO GRAÚDO COMPACTADO A SECO POR m³ DE CONCRETO MÓDULO DE FINURA DA AREIA DIÂMETRO MÁXIMO (mm) 2,40 2,60 2,80 3,00 9,5 0,46 0,44 0,42 0,40 19 0,65 0,63 0,61 0,51 25 0,70 0,68 0,66 0,64 38 0,76 0,74 0,72 0,70 50 0,79 0,77 0,72 0,73 1.4.8.4 Método prático de dosagem (Método de canteiro) Quando se for produzir concreto em local sem recursos para execução de ensaios que permitam o estudo de dosagem, conforme o procedimento apresentado anteriormente, ou outro método qualquer, que exija ensaios prévios dos materiais, pode-se dosar o concreto através da confecção de materiais experimentais na própria obra. Esse método não garante a obtenção de concretos econômicos, mas certamente dará ao construtor a tranqüilidade de estar produzindo um concreto com a segurança e durabilidade requeridas. 1.4.9 CONTROLE Quando se projeta e executa uma estrutura de concreto pretende-se que a mesma apresente um nível de segurança compatível com a sua responsabilidade. Para atingir este objetivo são estabelecidos parâmetros de qualidade nas especificações e projetos que devem ser controlados durante a após a execução das estruturas. Esses parâmetros são vários, dependendo do tipo da estrutura, das solicitações a que será submetida e do meio que sobre ela irá atuar. 1.4.9.1 Classe de concreto A ABNT estabelece a seguinte classificação para os concretos, de acordo com sua resistência à compressão. 1.4.9.2 Ensaios de rotina Levando em consideração o exposto anteriormente, são estabelecidos, dentre outros parâmetros mínimos ou máximos para garantir resistências mecânicas, Grupo I Classes C10, C15, C20, C25, C30, C35, C40, C45, C50 Grupo II Classes C55, C60, C60, C80 Classes de Resistência do Concreto Grupo I Classes C10, C15, C20, C25, C30, C35, C40, C45, C50 Grupo II Classes C55, C60, C60, C80 Classes de Resistência do Concreto UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 39 deformações, impermeabilidade, resistência aos ataques químicos e à abrasão. Destes parâmetros, o mais importante e facilmente quantificável é a resistência à compressão, normalmente considerada como o parâmetro padrão para o controle de qualidade do concreto. A escolha da resistência à compressão como parâmetro padrão de controle se deve não apenas à sua fácil quantificação, como também, devido a que as demais propriedades podem ter com ela uma correlação, podendo-se dizer, de um modo genérico, que as demais propriedades do concreto se modificam quando a sua resistência à compressão é alterada. Por esta razão, costuma-se, nas obras, exercer apenas o controle da resistência do concreto como forma de controlar a sua qualidade. A resistência à compressão do concreto é determinada em corpos de prova cilíndricos com relação altura/diâmetro igual a 2. O diâmetro do corpo de prova é função do diâmetro máximo do agregado usado no concreto, sendo que para o caso corrente, onde os corpos de prova possuem dimensão de 15 x 30 cm, o diâmetro máximo é de 38 mm. A moldagem, cura e ensaio do corpo de prova devem ser feitos de modo padronizado, como descrito nos métodos NBR 5738 e NBR 5739, da ABNT. É preciso salientar que a resistência obtida no corpo de prova não representa, necessariamente, a resistência do concreto da estrutura, em vista do processo de adensamento, dimensões e condições de cura do concreto da estrutura não serem semelhantes ao do concreto do corpo de prova. Assim, torna-se necessário executar a estrutura de maneira mais semelhante possível a que se executa o corpo de prova. 1.4.9.3 Análise estatística dos resultados O concreto é um material produzido a partir de materiais naturais, utilizando processos de produção de características extremamente variáveis. Como conseqüência, o concreto dificilmente pode apresentar alto grau de uniformidade na sua resistência à compressão. Além do mais, nos ensaios de controle ocorre ainda a probabilidade de erros, devido à imprecisão própria dos métodos de ensaios e dos erros cometidos pelos operadores, que virão aumentar a variação observada na sua resistência, sem que neste caso tenha havido variações na qualidade do próprio concreto. Dependendo da maior ou menor uniformidade das características dos materiais e processos de produção, os valores obtidos poderão se concentrar em torno de um valor médio, ou então, dele se afastarem, indicando distribuições com menor e maior dispersão, o que é designado desvio padrão e é dado pela expressão seguinte: ( ) ( )1 2 − −∑ = n ff s cjci Onde: fci = valores individuais de resistência; fcj = valor médio da resistência; n = número de amostras. UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 40 1.4.9.4 Resistência característica Nos projetos das estruturas de concreto define-se para o concreto uma resistência de projeto, denominada característica, fck, que, na distribuição normal ou de Gauss, é o valor da resistência à compressão que apresenta uma probabilidade de 5% de não ser alcançada uma resistência média bem maior, denominada resistência de dosagem, fcj, sendo este acréscimo maior ou menor em função da variação prevista para a resistência do concreto. Assim, para o cálculo da resistência de dosagem utilizamos as expressões: dckcj sff ×+= 645,1 (para concreto estrutural) e dckcj sff ×+= 840,0 (para concreto massa e de pavimentação) Onde: fcj = Resistência média ou de dosagem; fck = Resistência característica ou de projeto; sd = Desvio padrão de canteiro. Curva de Gauss Onde: Y% = densidade de probabilidade fcj = resistência média à compressão dos C.P. na idade de j dias fci = resistência individual à compressão. fc = resistência à compressão do concreto. UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 41 Y% 20 15 10 5 1 t 0,842 1,036 1,282 1,645 2,326 Y% 20 15 10 5 1 t 0,842 1,036 1,282 1,645 2,326 Y% 20 15 10 5 1 t 0,842 1,036 1,282 1,645 2,326 fck = resistência característica do concreto a compressão. s = desvio padrão. t = coeficiente que depende de y%. Para as probabilidades de ocorrência de resultados abaixo de fc os valores de t serão: fcj = fck + 1,645 Sd fcj = fck + 1,645 Sd fcj = fck + 1,645 Sd A grandeza das variações na resistência dos corpos de prova de concreto depende do grau de controle exercido sobre seus materiais componentes,da preparação do concreto e dos ensaios. As variações observadas na resistência podem ser identificadas como provindas de duas origens fundamentalmente diferentes. • Variações nas propriedades da mistura, responsáveis pela resistência do concreto; • Variações apresentadas na resistência, causadas por variações do ensaio. Quanto maior for a variação da resistência de um concreto, maior será o desvio padrão e, conseqüentemente, mais afastada de fck deverá situar-se a média fcj. O construtor deve procurar reduzir ao mínimo a dispersão do seu concreto, mediante a adoção de processos adequados de produção e um controle rigoroso de recebimento de matéria prima com a qual irá produzir o concreto, pois deste modo poderá adotar tensões médias bem próximas da resistência característica, obtendo economia sem prejuízo da segurança da estrutura. UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 42 Causas prováveis das variações A -Materiais: - Variações na resistência do cimento ± 16% - Quantidade total de água ± 10% - Agregados ± 20% B -Mão de Obra: - Tempo e procedimento da mistura - 30% C -Equipamentos: - Mistura inicial, carregamento - 10% D -Procedimento de ensaio: - Coleta - 10% - Adensamento manual - 50% - Cura ± 40% - Remate (capeamento) - 30% para concavidade - 50% para convexidade - Ruptura ± 10% Efeito provável máx. no resultado Causas prováveis das variações A -Materiais: - Variações na resistência do cimento ± 16% - Quantidade total de água ± 10% - Agregados ± 20% B -Mão de Obra: - Tempo e procedimento da mistura - 30% C -Equipamentos: - Mistura inicial, carregamento - 10% D -Procedimento de ensaio: - Coleta - 10% - Adensamento manual - 50% - Cura ± 40% - Remate (capeamento) - 30% para concavidade - 50% para convexidade - Ruptura ± 10% Efeito provável máx. no resultado Para o cálculo de sd a NBR 12655 estabelece valores para o mesmo em função da organização que será dada ao canteiro e são: Cimento + agregado � massa A C10 até C80 Água � massa ou volume 4,0 MPa Água corrigida em função umidade Cimento � massa C10 até C25 Água � volume Agregado � massa combinada c/ volume B Cimento � massa 5,5, MPa C10 até C20 Água + agregado � volume Água corrigida através curva de inchamento Cimento � massa C C10 e C15 Água + agregado � volume 7,0 MPa Água corrigida através da umidade estimada Sd * (Qdo desconhecido) Condição Classe de aplicação Critérios de Medidas Cimento + agregado � massa A C10 até C80 Água � massa ou volume 4,0 MPa Água corrigida em função umidade Cimento � massa C10 até C25 Água � volume Agregado � massa combinada c/ volume B Cimento � massa 5,5, MPa C10 até C20 Água + agregado � volume Água corrigida através curva de inchamento Cimento � massa C C10 e C15 Água + agregado � volume 7,0 MPa Água corrigida através da umidade estimada Sd * (Qdo desconhecido) Condição Classe de aplicação Critérios de Medidas 1.4.9.5 Critério de aceitação É função dos proprietários das obras e sua fiscalização, nada impedindo que os mesmos também orientem o construtor e não somente o policiem. Devem UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 43 elaborar um memorial descritivo das estruturas para que o construtor possa seguí-lo e, também, especificações técnicas das mesmas. A fiscalização da obra aceitará as estruturas, quando as mesmas possuirem: • qualidade; • segurança; • execução de acordo com o memorial descritivo e especificações técnicas; • uniformidade nos valores de resistência à compressão. 1.4.9.6 Controle de produção É de responsabilidade do construtor, que deve: • observar se os serviços estão sendo executados de acordo com o memorial descritivo e especificações técnicas; • verificar periodicamente a qualidade dos materiais empregados; • verificar o estado e comportamento dos equipamentos de preparo, transporte e adensamento; • verificar os métodos de cura; • acompanhar a execução dos ensaios de rotina; • analisar os resultados obtidos nos ensaios; • acompanhar todos os serviços em sua execução; • verificar o comportamento da mão de obra; • inspecionar estoques de materiais; • verificar estanqueidades de formas; • verificar escoramentos; • verificar armaduras; • verificar todas as etapas da produção; • verificar desforma. 1.4.9.7 Verificação da estrutura acabada É de responsabilidade dos proprietários e da fiscalização e consiste de verificações de: • fissuras nas peças concretadas ou trincas; • existência de bicheiras ou ninhos; • execução das juntas de dilatação; • existência de manchas no concreto; • existência de vazios nas peças concretadas; • solicitação de ensaios não destrutivos, como esclerometria, gamagrafia, ultra-som, no concreto endurecido, em caso de alguma dúvida quanto à resistência à compressão. 1.4.9.8 Tipos de controle da resistência A NBR 12655 estabelece os seguintes tipos de controle da resistência à compressão do concreto: • Controle estatístico do concreto por amostragem parcial; • Controle do concreto por amostragem total; UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 44 • Controle do concreto em casos excepcionais. Qualquer que seja o tipo de controle, devem ser formados lotes para amostragem do concreto, seguindo o estabelecido pela NBR 12655, apresentado no quadro a seguir. O lote para amostragem será formado em função do volume de concreto executado, ou do número de andares concretados, ou ainda, do número de dias consecutivos de concretagem, sendo adotada a situação que atingir o limite superior primeiro. Volume de concreto 50 m3 100 m3 Número de andares 1 1 Tempo de concretagem 3 dias de concretagem1 Flexão simples 1 Este período deve estar compreendido no prazo total máximo de sete dias, que inclui eventuais interrupções para tratamento de juntas Limites superiores Solicitação principal dos elementos da estrutura Compressão ou compressão e flexão Volume de concreto 50 m3 100 m3 Número de andares 1 1 Tempo de concretagem 3 dias de concretagem1 Flexão simples 1 Este período deve estar compreendido no prazo total máximo de sete dias, que inclui eventuais interrupções para tratamento de juntas Limites superiores Solicitação principal dos elementos da estrutura Compressão ou compressão e flexão 1.4.9.8.1 Controle estatístico do concreto por amostragem parcial O número de exemplares necessários neste tipo de amostragem é: • Concretos do Grupo I – mínimo de seis exemplares; • Concretos do Grupo II – mínimo de doze exemplares. Sendo cada exemplar constituído por 02 (dois) corpos de prova. Cálculo para lotes 6 ≤≤≤≤ n < 20 A resistência à compressão estimada é dada por: fckest = 2 x - fm f1+ f2+ ... + fm-1 m - 1 fckest = 2 x - fm f1+ f2+ ... + fm-1 m - 1 f1 + f2 ... Fm = resistências em ordem crescente n = número de exemplares m > n 2 f1 + f2 ... Fm = resistências em ordem crescente n = número de exemplares m > n 2 n 2 Não se tomará valor menor que: fckest = ψ6f1 UNIVERSITAS – Centro Universitário de Itajubá – Curso de Engenharia Civil Materiais de Construção Civil II 45 VALORES DE ψ6 Cálculo para lotes n ≥≥≥≥ 20 A resistência à compressão estimada é dada por: Sendo: f1 + f2 ... fm = valores da resistência em ordem crescente n = número de exemplares m > n/2 fcm = resistência média dos exemplares do lote sd = desvio padrão do lote para n-1 resultados 1.4.9.8.2 Controle estatístico do concreto por amostragem total • Exemplares em todas amassadas; • Casos especiais a critério do RT da obra. Cálculo para n ≤ 20 fckest = f1 Cálculo para n > 20 fckest = fi Sendo: i = 0,05 n Exemplo de cálculo do fckest • Tensão característica de projeto aos 28 dias: fckest
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