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UNIVERSIDADE DO NOROESTE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL - UNIJUÍ DCEEng - DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E ENGENHARIAS CURSO DE ARQUITETURA E URBANISMO MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II I SEMESTRE DE 2018 PROF.. LUCAS KRUG RELATÓRIO DE DOSAGEM ACADÊMICOS: RAYANNA RIBAS, VICTÓRIA RAMIRES. IJUÍ 2018 1. Introdução Este trabalho aborda a forma de se produzir concreto, ou seja, basicamente o resultado da mistura de cimento, areia, pedra (ou brita) e água. Esse processo exige o cuidado com a qualidade e a quantidade de água utilizada, pois a relação água/cimento é muito importante para a resistência do concreto, se for usado mais água que o necessário a resistência diminuirá em função do concreto ficar muito poroso. Além da água a proporção entre todos os materiais é importante para se produzir um bom concreto, conhecida como dosagem ou traço. Podendo serem produzidos com várias características especiais quando forem acrescentados aditivos, sempre sendo analisados em laboratório antes. Durante a produção o concreto está em estado fresco, assim considerado até o momento em que tem início a pega do aglomerante. Após o fim de pega vem a cura, ou seja, o conjunto de medidas que devem ser tomadas para evitar a evaporação da água. O objetivo do trabalho é relatar todo o processo citado anteriormente detalhadamente, mostrando o passo a passo da produção de concreto. Incluindo o método de dosagem, as aplicações do abatimento, o programa experimental e por fim os resultados. 2. Explicação do Método de Dosagem Adaptado do método da ACI (American Concrete Institute) para agregados brasileiros, a dosagem dos concretos de cimento Portland é uma mistura experimental caracterizada pelos procedimentos necessários para obter uma melhor proporção medida em massa ou volume, entre a quantidade dos materiais que constituem o concreto, podendo também ser chamado de traço. Os materiais constituintes no concreto e estudados através do método de dosagem e que formam o traço são respectivamente: o cimento, a areia (agregado miúdo), a brita (agregado graúdo) e a água. No momento em que o traço é representado, se ocorrer algum erro na forma de expressá-lo, o concreto produzido possivelmente terá as propriedades diferentes daquelas previstas na dosagem. O traço em volume de todos os materiais que constituem o concreto é o mais usado na prática, mas o mais correto ainda é o traço em peso, os traços são indicados da seguinte maneira: 1:3:3, 1:3:4, 1:3:6, sendo que o primeiro algarismo indica a quantidade de cimento a ser usado o qual varia entre 200 a 400 kg/m³; o segundo a quantidade de agregado miúdo; o terceiro é a quantidade de agregado graúdo; a quantidade de água depende da umidade da areia, sendo obtida em função do abatimento, levando em conta a relação água e cimento, sabendo que a dosagem de água em excesso pode afetar a resistência e durabilidade do concreto. A dosagem tem como requisito a trabalhabilidade adequada sendo ela semi-plástica ou fluída, a resistência fisio-mecânica, a permeabilidade ou então porosidade, a condição de exposição e por fim o custo dos materiais. A resistência da dosagem deve atender as condições de variabilidade que podem ocorrer durante a construção, esta variabilidade é medida pelo desvio padrão, usando a seguinte equação: fcj = fck + 1,65 Sd Sendo fcj, a resistência média do concreto à compressão, prevista para a idade de j dias, em megapascals; e fck, a resistência característica do concreto à compressão, em megapascals. O método de dosagem tem como vantagens a facilidade e a economia de materiais, tendo em vista também a facilidade de identificar misturas inadequadas porém este método não engloba todos os agregados, limita a resistência entre 10 e 40 MPa, quando não é obtido o fcj é necessária uma nova dosagem para a correção da relação água/cimento, a qual não especifica o tipo de cimento no gráfico, fornecendo apenas a resistência a compressão no 28° dia. No cálculo de dosagem são usadas algumas características dos materiais, é utilizado o tipo de cimento, a massa específica e a resistência do cimento aos 28 dias; nos agregados é analisado o módulo de finura do agregado miúdo e a dimensão máxima do agregado graúdo, as suas massa específicas e a massa unitária compactada. As etapas do cálculo de dosagem são: 1ª etapa: Determinar o fator água e cimento através da Curva de Abrams 2ª etapa: Determinar o consumo de materiais, começando com o consumo da água, o consumo do cimento que depende diretamente do consumo de água, o consumo do agregado graúdo e por fim o consumo de agregado miúdo. 3ª etapa: Apresentação do Traço Alguns cuidados e correções devem ser tomadas, em caso de falta de argamassa é aconselhado a acrescentar areia, mantendo constante a relação água/cimento, em caso de excesso de argamassa é necessário acrescentar brita, sempre com cuidado em relação á água/cimento, por fim com agregados de alta absorção de água é orientado a aumentar o consumo de água. 3. Aplicação do Abatimento Ensaio de abatimento mais conhecido como slump test é utilizado para a determinação da consistência do concreto que permite verificar se não há excesso ou falta de água no mesmo. O abatimento que o concreto do nosso grupo deveria chegar seria de 160mm. Neste ensaio de abatimento para a consistência plástica, colocamos uma massa de concreto dentro de uma forma tronco-cônica, em três camadas igualmente adensadas, cada uma com 25 golpes. Retiramos o molde lentamente, levantando-o verticalmente e medimos a diferença entre a altura do molde e a altura da massa de concreto depois de assentada. 4. Programa Experimental 4.1 Caracterização dos materiais DADOS DA DOSAGEM DO CONCRETO a) Dados do ciemento: 1. Tipo: CP II Z 32 2. ɣ: 3030 kg/m³ b) Dados da areia: 1. Modulo de finura (MF): 180 2. ɣ: 2597 kg/m³ 3. δ: 1460 kg/m³ (Solta) c) Dados da brita 1. ɣ: 2880 kg/m³ 2. δ: 1705 kg/m³ (Compactada) 3. δ: 1640 kg/m³ (Solta) 4. Dmax: 9,5 mm d) Dados do concreto: 1. Fck: 25 MPa 2. Abatimento: 160 mm 3. Sd: 4,0 MPa 4.2 Memória de cálculo 4.3 Preparação dos materiais A preparação dos materiais é feita de modo que determinem uma proporção adequada dos componentes usados no concreto. É feita a determinação das britas a serem usadas e suas espessuras, atendendo suas especificações quanto preenchimento e as limitações do DMC. Os materiais são dosados em massa e a água de amassamento é corrigida em função da correção da umidade dos agregados. 4.4 Pesagem dos materiais A pesagem dos materiais foi feita em uma balança, pesando o balde e colocando a quantidade de materiais obtida através do cálculo de dosagem e subtraindo o peso do balde para obter o peso especificado de cada material, sendo eles: Cimento: 6,927 kg Areia: 9,193 kg Brita: 16,495kg A água foi colocada a medida de 3,45 obtida através do cálculo de volume, sendo que depois foi adicionado mais 250 ml do que o calculado aos poucos para que obtivesse aconsistência desejada do concreto. 4.5 Mistura dos Materiais Para a mistura dos materiais na betoneira adicionamos primeiramente a água e em seguida o agregado graúdo (brita), após isso o cimento para haver uma boa distribuição de água para cada partícula de cimento, e por último o agregado miúdo, que fez um tamponamento dos materiais já colocados, não deixando sair o agregado graúdo da mistura. Como o abatimento do grupo era alto foi necessário adicionar mais 250ml aos poucos para obter a consistência. 4.6 Verificação do Abatimento Após os materiais serem devidamente misturados na betoneira colocamos a mistura no tronco de cone em três camadas, adensando uma de cada vez, retiramos o cone na primeira vez e medimos a diferença entre a altura do molde e a altura da massa de concreto, o abatimento encontrado foi de 13mm. Colocamos então mais 50ml de água e repetimos o ensaio, o abatimento encontrado foi de 14mm. Como precisávamos chegar a 16mm, adicionamos 150ml, repetimos o ensaio novamente e chegamos ao abatimento de 16,5mm, totalizando então 250ml de água adicionados a mais na mistura. Seguem as fotos da primeira tentativa, segunda e última respectivamente; Calculamos a massa específica do concreto enchendo por completo uma cuba redonda da nossa mistura e após isso utilizando uma espátula retiramos o excesso e deixamos a superfície bem lisinha, sem adensar para ser calculado o volume do material incluindo os vazios, como mostram as fotos a seguir: Pesamos a cuba na balança e obtivemos uma massa de 22,160 kg. O volume da cuba é de 9dm³. Como o cálculo da massa específica é m/v foi dividido 22,160/9 resultando no valor da massa específica de 2,46kg/m³. 4.7 Moldagem dos Corpos de Prova Primeiramente, pegamos os moldes e passamos uma fina camada de óleo mineral. Além disso, os colocamos próximos a betoneira, para possibilitar melhor acessibilidade para exercer o resto do trabalho. Após isso, com uma concha retiramos o concreto da betoneira e colocamos o suficiente para preencher o equivalente a metade do corpo de prova. Então começamos a fazer o adensamento com a haste, aplicando 12 golpes sempre distribuídos uniformemente, buscando obter um melhor resultado. Dessa maneira, ao acabarmos a primeira camada fizemos o mesmo processo, até encher completamente o molde, ficando até um pouco a mais de concreto funil. Em seguida, foi feito novamente o adensamento, porém só da segunda camada, garantindo a integridade do corpo de prova. Ao terminar, retiramos o funil e passamos uma pá de pedreiro para fazer o arrasamento, deixando sua superfície bem lisinha. Posteriormente, o mesmo processo foi feito em todos os 5 corpos de prova e então foram armazenados para sua secagem. A moldagem foi realizada no dia 11/04/2018. 4.8 Desmoldagem e Identificação dos Corpos de Prova Depois de 24 horas da moldagem dos corpos de prova foi realizada a desmoldagem e identificação. Primeiramente recolhemos nossos corpos de prova e começamos a retirada do molde. Após todos os corpos de prova serem retirados, com um giz amarelo identificamos os mesmos com números que serviriam para o ensaio de compressão. Como mostram as fotos a seguir: 4.9 Ensaio de Compressão Esse teste é utilizado para se avaliar como o material se comporta quando pressionado, tendendo a provocar uma ruptura do corpo submetido ao esforço. A máquina que faz o ensaio consiste em duas placas lisas adaptadas e entre elas o corpo de prova é colocado, se mantendo firme durante a compressão. Dessa maneira, conseguimos obter o MPa do concreto. Assim, ao se passar 7 dias (18/04/2018) da moldagem, foi feito o primeiro ensaio de compressão com apenas dois corpos de prova. Obtendo o seguintes resultados: Posteriormente, ao se passar 28 dias da moldagem (09/05/2018) foi realizado o outro ensaio com os três corpos de prova que haviam restado. Obtendo então tais resultados: 5. Apresentação de Resultados a. Tabela resumo: Resistência exigida Abatimento exigido Traço calculado Resistência obtida Abatimento obtido A/c final 25 MPa 160 mm 1: 1,327: 2,38: 0,498 Cc: 461,85 7 dias: 27,07 MPa 28 dias: 33,97 MPa 165 mm 0,534 b. Cálculo do custo de produção para 1m³ 6. Conclusão Primeiramente, antes de iniciarmos os cálculos de dosagem já tinhamos conhecimento do que teriamos que atingir, que seria, 16 cm de abatimento e 25 Mpa de resistência à compressão. Dessa maneira, foi possível realizar de forma correta a dosagem dos materiais. Com muito cuidado colocamos todos os materiais na betoneira e iniciamos a preparação do concreto, não colocando toda a água que havia na dosagem, com o objetivo de não ultrapassar os 16 cm de abatimento. Após fazer o slamp test, concluímos que ainda precisava de mais água, ou seja, um concreto mais fluido pois o abatimento estava em 14cm. Dessa forma, foi colocado o resto da água que tinha sido estipulada na dosagem, porém, ainda não foi o suficiente, precisando ser acrescentado mais 250 ml do que havia sido calculado. Portanto, conclui-se que a frase “a água é o prego do concreto” está totalmente correta e devemos ter todo cuidado com a quantidade de água, devendo ter em vista seu objetivo. Nesse caso, foi possível atingir o resultado desejado sem gastos adicionais, porém se o concreto ficasse mais fluido que o previsto, para consertá-lo seria necessário um gasto adicional de cimento e agregados. Ao concluir o slump test chegando aos 16cm de abatimento, realizamos o outro teste para saber a massa específica do concreto executado. Logo após, foi possível começar moldar os corpos de prova, os quais foram desmoldados depois de 24 horas. Ao se passar 7 dias fizemos o primeiro ensaio de compressão com dois corpos de prova, já atingindo uma média de 27 Mpa de resistência, sendo assim, um resultado satisfatório pois já estava mais resistente do que objetivo que havia sido estipulado. Dessa maneira, já tínhamos em mente que ao realizar os segundo ensaio com o restante dos corpos de prova, a resistência já seria maior, pois com o avanço da idade, a resistência do concreto cresce gradativamente. Ao chegar aos 28 dias, realizamos o experimento, alcançando uma média de 34.24 Mpa. Concluindo que nossos cálculos, método de execução e testes foram feitos corretamente, sem apresentar erros fatais a vida útil do concreto, sendo de suma importância para a segurança aos que utilizariam supostamente a edificação que poderia ser construída com este concreto. 7. Bibliografia http://www.clubedoconcreto.com.br/2015/10/metodo-de-dosagem-da-abcp.html https://www.ufrgs.br/eso/content/?tag=corpo-de-prova http://www.portaldoconcreto.com.br/cimento/concreto/slump.html http://www.clubedoconcreto.com.br/2015/10/metodo-de-dosagem-da-abcp.html https://www.ufrgs.br/eso/content/?tag=corpo-de-prova http://www.portaldoconcreto.com.br/cimento/concreto/slump.html
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