TECNOLOGIA DO CONCRETO

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TECNOLOGIA DO CONCRETO
Aula 1 – 
– Cimento: Histórico 
Cimento na antiguidade
1824 Patente do Cimento Portland
– Matéria-prima 
Matérias-primas para Produção do Cimento
ARGILA
GESSO
 CALCÁRIO
- Processo Fabricação
Distribuição das fábricas de Tecnologia de Concreto e Aço cimento no Brasil (2013)
Panorama Brasileiro de Cimento
ETAPAS DA FABRICAÇÃO
 Extração das matérias-primas 
Britagem e moagem 
Dosagem da farinha 
Homogeneização 
Queima (Clinquerização)
 Resfriamento 
Moagem
 Ensacamento
- Química do cimento
 Óxidos fundamentais ( CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3)
Óxidos secundários ( MgO, K2O, Na2O, SO3 MnO, P2O5 , TiO2 , BaO, F, C , Cr2O3 , SrO)
Magnésio (MgO)
Álcalis (K2O e Na2O)
K2O > 1,6% e Na2O > 1,2%
 – Minerais do Clinquer
Composição do clínquer
Composição química do cimento Portland
Composição química do clínquer do Cimento Portland
- Meio Ambiente
Emissão de Gás Carbônico (CO2 )
Emissão de Gás Carbônico (CO2 ) por tonelada de cimento
Aula 2 – Cimento: Mineralogia e Hidratação
Mineralogia
Silicato tricálcico - Alita C3S
Silicato dicálcico - Belita C2S
Mineralogia do Clínquer Portland
Aluminato tricálcico - C3A
Ferroaluminato tetracálcico - C4AF
	
Fabricação
Termoquímica da calcinação A formação dos compostos do clínquer consome pouca caloria e os principais valores da formação a 1300°C são: 2CaO + SiO2 → 2CaO.SiO2 - 146 cal/g 3CaO + SiO2 → 3CaO.SiO2 - 111 cal/g 3CaO + Al2O3 → 3CaO.Al2O3 - 21 cal/g 4CaO + Al2O3 + Fe-2O3 → 4CaO.Al2O3 .Fe2O3 - 25 cal/g
Mineralogia do Clínquer Portland
Cal livre (CaOl)
Periclásio (MgO)
Determinação da composição de Tecnologia de Concreto e Aço compostos através da análise química
 
NOÇÕES DE HIDRATAÇÃO E PEGA
Teorias clássicas procuram explicar a hidratação
 Le Chatelier
 Michaelis
Pega e endurecimento
Pega
 Início de pega
 Fim de pega;
 Falsa pega:
. Endurecimento
Adições ao cimento
- Hidratação- fases hidratadas
Reações químicas
 a) gel;
 b) compostos cristalinos hidratados.
1) O C3A é o primeiro a reagir, da seguinte forma: C3A + CaO + 12H2O → Al2O3 . 4CaO . 13H2O
2) Sulfoaluminato de cálcio hidratados
Primeiro: Etringita
Depois: monosulfoaluminato
2) O C3S reage a seguir: C3S + 4,5 H2O → SiO2 .CaO . 2,5 H2O + 2Ca (OH)2 2C3S + 6H → C3S2 . 3 H + 3Ca (OH)2 4) 
3) O C2S reage muito mais tarde, do seguinte modo: C2S + 3,5 H2O → SiO2 . CaO . 2,5 H2O + Ca (OH)2 2C2S + 4H → C3S2 .3H + Ca (OH)2
Aula 3 – Cimento: Terminologia, Tipos, Adições, Especificações, Aplicações, Métodos de ensaio
Adições Tecnologia de Concreto e Aço ao Cimento
O que é uma adição ?
Pozolanas 
Cinza Volante
Argila calcinada
Escória Tecnologia de Concreto e Aço de alto-forno
E desvantagens
Aula 4 – Agregados: Definições, Classificação, Granulometria, DMC, MF, Propriedades, Substância nocivas, Reações deletérias, Agregado reciclado
Definições
 Funções dos agregados:
Classificações
Agregado miúdo
NBR 7211 – agregados para concreto	
Areia natural Tecnologia de Concreto e A
 Areia fina: grãos com diâmetros: 0,03 mm a 0,42 mm 
 Areia média: grãos com diâmetros: 0;42 a 2,36 mm 
Areia grossa: grãos com diâmetros: 2,36 a 4,75 mm
Agregado graúdo
NBR 7211 – agregados para concreto
Brita 0: 4,75 mm a 9,5 mm 
 Brita 1: 9,5 mm a 19 mm 
Brita 2: 19 mm a 38 mm 
Brita 3: 38 mm a 76 mm 
Pedra-de-mão: > 76 mm
DMC ( Dimensão máxima característica:)
Classificação granulométrica
Módulo de Finura:
Classificação – forma
Índice de forma do agregado - NBR 7809
Massa específica absoluta
-
Massa específica absoluta 
Massa específica Absoluta - NBR NM 52
Massa específica aparente (unitária)
Coeficiente de vazios Tecnologia de Concreto e Aço – ASTM C-30
Absorção de água e Umidade
 Através da secagem em estufa - NBR 9939 
 Frasco de Chapman, em agregado miúdo -NBR –9775 
 Secagem por aquecimento ao fogo 
Método do Umidímetro de Speedy
 Sensor de umidade
Absorção de água
Resistência ao esmagamento
Substâncias nocivas
Argila em torrões (NBR 7218)
Material carbonoso
Impurezas orgânicas (NBR 7220)
Ensaio colorimétrico:
 Impurezas orgânicas (NBR 7220)
Impurezas orgânicas (NBR 7220)
Contaminação com açúcar – retardamento de pega
Reações deletérias
 Cloretos
 Ataque por sulfatos
Reações deletérias Tecnologia de Concreto e Aço – ABNT NBR 7211
Reação álcali-agregado
Aula Teórica 5 – Água de amassamento
FUNÇÕES
A tecnologia do concreto deve ser fundamentada na relação água/cimento?
Concreto Tecnologia de Concreto e Aço – Microestrutura
Fontes de abastecimento
-Contaminantes
Ensaios preliminares
Substâncias Contaminantes
Determinação matéria orgânica
 Ensaios preliminares- formação de espuma
Determinação qualitativa de açúcar
-Resumo do efeito das substâncias Tecnologia de Concreto e Aço contaminantes
Desempenho mecânico
Ensaios de tempos de pega e resistência à compressão
- Água de amassamento
Água de abastecimento público:
Água de fontes subterrâneas, águas superficiais naturais e águas residuais industriais:	
Água recuperada de processos na preparação do concreto
-Aditivos para concreto
Histórico
ABNT NBR 11768 Tecnologia de Concreto e Aço – Aditivos para concreto
Redutor Tecnologia de Concreto e Aço de água Tipo 1 – RA1
Redutor de água Tipo 2 – RA2
- Redutores de água
Cimento CP IV + água
Cimento CP IV + água + Policarboxilato
Pigmento de óxido de ferro + água + Policarboxilato
Redutores de água – Ensaios
Cone de Kantro (mini-slump
Funil de Marsh
 Flow channel - EN13395-2
Acelerador de resistência AR
Acelerador de pega para concreto projetado Tecnologia de Concreto e Aço – APP
Incorporador de ar Tecnologia de Concreto e Aço – IA
Incorporador de ar para concreto leve Tecnologia de Concreto e Aço - IA-L
Compensador de retração Tecnologia de Concreto e Aço – CR
Compensador de retração CR
Redutor de Retração RR
Expansor EX
Redutor de Permeabilidade Capilar Tecnologia de Concreto e Aço – RP-H
Modificador de viscosidade retentor de água Tecnologia de Concreto e Aço - MV-RT
Modificador de viscosidade Tecnologia de Concreto e Aço Anti-Segregante MV-AS
Modificador de viscosidade
Redutor de corrosão Tecnologia de Concreto e Aço – RC
Bio – Aditivo
Aula Teórica 6 Concreto no Estado Fresco
Concreto – Material Estrutural
 Manutenção
Resistência ao Fogo
 Resistência ao carregamento cíclico
Concreto- O que é ?
 Composição?
Concreto no Estado Fresco
Concreto plástico
Concreto seco
Trabalhabilidade
Fluidez
Coesão
Qual concreto é mais trabalhável?
Consistência
ABNT NBR 15823
Concreto no estado fresco
Reologia
Ensaios multiponto
Reômetros para concreto
Concreto no estado fresco
Comparativo em concreteira
Abatimento X Reometria
Perda de abatimento
ABNT NBR 10342 - Concreto – Perda de abatimento
Massa específica e teor de ar
ABNT NBR 9833 Concreto fresco - Determinação da massa específica, do rendimento e do teor de ar pelo método gravimétrico 
Segregação
Segregação no lançamento 
Segregação no transporte 
Exsudação
Exsudação em estruturas planas
Exsudação em estruturas altas
Exsudação e Segregação
Retração do concreto
Assentamento plástico
Retração plástica
Controle
 Cura do concreto		
Retração autógena
Retração por secagem
Retração térmica
Retração Tecnologia de Concreto e Aço por carbonatação
Que fenômenos esperar durante o endurecimento do concreto?
Aula Teórica 7 – Dosagem do Concreto Método ABCP – ACI
 Determinação do consumo de cimento (Cc)
] 
Determinação do consumo de agregado graúdo (Cb)
Cb= Vc x Mc
Determinação do consumo de agregado miúdo
Apresentação do traço
cimento : areia : brita : a/c
EXEMPLO DE APLICAÇÃO DO MÉTODO
Características da dosagem do concreto
Passo 1: Determinar a relação a/c
Passo 2: Determinar o consumo de águaX
Passo 3: Determinar o consumo de cimento
 Passo 4: Determinar o consumo de agregado graúdo
 Passo 5: Determinar o consumo de agregado miúdo
Passo 6: Apresentação do traço
Dosagem em volume
Aula Teórica 8 – Dosagem do Concreto Introdução e Método IPT
Dosagem de Concretos
Cimento Agregados Água Aditivos Adições Fibras
 Exigências de projeto Condições de exposição e operação Técnicas de execução EcoeficiênciaCusto
Maior consumo acarreta
Métodos de Dosagem
Experimentais:
EPUSP e IPT
ABCP e AC
Lobo Carneiro 
 ITERS
 Não experimentais:
Baseiam-se na experiência profissional ou em tabelas confeccionadas com base em outras obras realizadas.
 Só são aplicáveis em obras de pequeno porte, onde os custos para aplicar um método experimental fica muito alto.
MÉTODO DE DOSAGEM EPUSP/IPT
Lei de Abrams
Lei de Lyse:
Lei de Molinari:
APLICAÇÃO DO MÉTODO PASSO A PASSO
1º Passo: Determinar a Dmáx característica do agregado graúdo.
2º Passo:Determinar o abatimento compatível com a tecnologia disponível (depende da obra).
 3º Passo: Calcular a resistência média aos 28 dias para atender ao fck especificado.
 4º Passo: Determinar o desvio padrão em função das condições de preparo do concreto definido conforme a NBR 12655.
5º Passo: Estabelecer no mínimo 3 traços diferentes em massa seca de cimento:agregados (1:m) que estejam próximos do traço resposta pretendido.
6º Passo: Calcular traço inicial - traço intermediário:
7º Passo: Estimar a relação a/c para calcular H%
8º Passo: Pesar os materiais do traço inicial e efetuar a mistura na betoneira:
 9º Passo: Determinar o teor de argamassa (α) ótimo no traço intermediário:
10º Passo: Determinar a relação a/c para atingir o abatimento por tronco de cone
11º Passo: Preparar novo traço com teor de argamassa definido e ajuste do abatimento. Caso necessário é realizado novo ajuste no teor de água.
12º Passo: Determinar a massa específica e o teor de ar incorporado do concreto.
13º Passo: Moldar e identificar os corpos-de-prova para os ensaios de resistência à compressão
14º Passo: Calcular o consumo de cimento do traço. Utilizando a massa específica do concreto
15º Passo: Calcular e preparar o concreto do traço rico 1:3,5. Repetir os passos do traço intermediário, utilizando o teor de argamassa ótimo e o H% encontrado no traço 1:5
16º Passo: Calcular e preparar o concreto do traço rico 1:6,5. Repetir os passos do traço intermediário, utilizando o teor de argamassa ótimo e o H% encontrado no traço 1:5.	
17º Passo: Coletar os resultados dos ensaios de resistência (diversas idades), consumo de cimento e demais informações do traço e elaborar uma tabela.
18º Passo: Montar o diagrama de dosagem com os dados de resistência, relação (a/c), consumo de agregados (m) e consumo de cimento (C), obtidos em cada um dos traços elaborados (1:3,5); (1:5); (1:6,5).
19º Passo: Após montar o diagrama de dosagem, verifique as características da estrutura e classe de agressividade especificada e determine a relação a/c máxima, em função de parâmetros de durabilidade da norma ABNT NBR 12655.
20º Passo: Através do diagrama de dosagem e com as informações da ABNT NBR 12655, determine o traço desejado, atendendo todos os parâmetros do estudo de caso
Aula Teórica 9 – Concreto Estado Endurecido
Fases presentes no concreto endurecido
Vulnerabilidades do concreto
Vazios ou poros
Resistência x Permeabilidade
Resistência
ABNT NBR 5739 Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos
Tipos de ruptura do corpo-de-prova
Condições reais de ruína
 Influência das dimensões do corpo-de-prova
 ABNT NBR 7222 Resistência à tração por compressão diametral
 Relação entre propriedades
Módulo de deformação
 Tipos de módulos de elasticidade
 módulo de deformação secante 
 módulo de deformação tangente
Tipos planos de carga
Estimativa do módulo de elasticidade
Por ações de cargas de serviços
Deformações intrínsecas
 Fluência 
 Deformação lenta ou por fluência
Consequências
Retração por secagem
 Consequências
Retração por secagem - ASTM C 157
Capilaridade
Absorção por capilaridade
 ABNT NBR 9779 Determinação da absorção de água por capilaridade
Permeabilidade
 Penetração de água sob pressão
Método coluna d’água (cachimbo) Método Rilem - Test Method II.4
 Permeabilidade ao ar Método decaimento de vácuo
Carbonatação
Carbonatação de concreto armado
Consequências
Ensaio acelerado
Influência da idade e da relação a/c
Corrosão da armadura
 Penetração Íons Cloreto
Consequências
ASTM C 1202 Penetração de íons cloreto
Aula Teórica 9 – Concreto Estado Endurecido
Continuação Aula 8
Aula Teórica 10 – Concreto Controle Tecnológico
Concreto preparado por empresa de serviços de concretagem
• Concreto preparado pelo executante da obra
Relação água/cimento
Resistência característica à compressão do concreto (fck)
Resistência média à compressão do concreto (fcmj)
Betonada
Lote de concreto
Amostra de concreto
Produção do Concreto na Central ABNT NBR 7212
Pedido do Concreto – 
Mistura dos Materiais
Tempos para o concreto fresco
Entrega do Concreto
Recebimento do Concreto
 Aceitação
Aceitação Final	 Resistência à Compressão Moldagem dos Corpos de Prova
Aceitação Inicial Estado Fresco Abatimento Tronco Cone e Espalhamento (NBR NM 67) Espalhamento (NBR 15823-2) e habilidade passante (NBR 15823)
Controle de Aceitação
Variabilidade
Controle por amostragem parcial
fck,est = fcm – 1,65 sd
Controle de Aceitação
Resistência à Compressão
fck,est ≥ fck
Pedido pelo Consumo de Cimento
– Pedido pelo Traço 
ABNT NBR 5738 Procedimento para moldagem e cura de corpos-de-prova
ABNT NBR 5739 Acabamento dos topos
ABNT NBR 5739 Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos
Controle de Aceitação Extração – ABNT NBR 7680