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1 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ENGENHARIA CIVIL CONCRETO - ENSAIO DE COMPRESSÃO DE CORPOS DE PROVA CILÍNDRICOS CONCRETO - ENSAIO DE COMPRESSÃO DE CORPOS DE PROVA CILÍNDRICOS O controle de qualidade do concreto leva em consideração vários parâmetros e ensaios, desde a análise dos agregados a serem utilizando, até sua execução e por fim, seu comportamento já na estrutura final de uma edificação. Um dos parâmetros a ser avaliado é a resistência à compressão axial. A importância de conhecê-la está associada à garantia da vida útil de uma estrutura, bem como segurança das pessoas durante a execução e as demais que irão usufrui-la a longo prazo. A NBR 5738 (ABNT, 2015) determina os procedimentos para a moldagem dos corpos de prova, podendo ser cilíndricos ou prismáticos. Para cilíndricos, devem ter altura igual ao dobro do diâmetro, em que este pode ser 10 cm, 15 cm, 20 cm, 30 cm ou 45 cm. A tolerância das medidas é de 1 % para diâmetro e 2 % para altura. Os moldes devem ter suas superfícies internas lubrificadas por um desmoldante. A amostra deve ser adensada e vibrada. Para adensamento manual, o concreto deve ser colocado no molde em camadas de volume igual e a haste de adensamento, deve penetrar no concreto por inteiro. A haste de adensamento deve ser de aço, cilíndrica, com superfície lisa, de 160,0 mm ± 2 mm de diâmetro e comprimento de 600 mm a 800 mm, com um ou os dois extremos em forma semiesférica. Os golpes devem ser distribuídos uniformemente e o número de camadas e golpes devem ser atendidos conforme Tabela 1. Deve-se bater levemente nas laterais do molde para fechamento de possíveis vazios. De maneira geral, os corpos de prova devem ser moldados no local onde serão armazenados, se possível. Para a cura, nas primeiras 24 horas para corpos cilíndricos e 48 horas para corpos prismáticos, eles devem ser armazenados protegidos de intempéries. Após essa cura inicial, eles podem ser armazenados em câmara úmida ou saturada. A preparação das bases dos corpos de prova cilíndricos para o ensaio à compressão axial pode ser feita por retificação ou capeamento. O capeamento por sua vez consiste no revestimento dos topos dos corpos de prova com uma fina camada de material apropriado, com as seguintes características: aderência ao corpo de prova, mailto:contato@algetec.com.br 2 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ENGENHARIA CIVIL CONCRETO - ENSAIO DE COMPRESSÃO DE CORPOS DE PROVA CILÍNDRICOS compatibilidade química com o concreto, fluidez no momento de sua aplicação, acabamento liso e plano após endurecimento e resistência à compressão compatível com os valores normalmente obtidos no concreto. O capeamento não pode ser superior a 3 mm em cada base. Tipo de corpo de prova Dimensão básica (d) mm Número de camadas em função do tipo de adensamento Número de golpes para adensamento manual Mecânico Manual Cilíndrico 100 1 2 12 150 2 3 25 200 2 4 50 250 3 5 75 300 3 6 100 450 5 - - Prismática 100 1 1 75 150 1 2 75 250 2 3 200 450b 3 - - bPara concretos com abatimento superior a 160 mm, a quantidade de camadas deve ser reduzida à metade da estabelecida nesta Tabela. Tabela 1- Número de camadas para moldagem dos corpos de prova. Fonte: Adaptada de NBR 5738 (ABNT, 2015). Para a execução do ensaio de compressão ao todo serão utilizados 6 exemplares para concreto do grupo 1 e condição de preparo A de resistência C15, conforme apresentado na Tabela 2. O corpo de prova com medida determinada pelo diâmetro da seção transversal com exatidão de 0,1 mm pela média de dois diâmetros, medidos na metade da altura do corpo de prova. A altura deve ser determinada sobre o eixo longitudinal com exatidão de 0,1 mm, incluindo capeamento. O carregamento de ensaio deve ser aplicado continuamente e sem choques, com a velocidade de carregamento de 0,45 MPa/s ± 0,15 MPa/s e mantida constante durante todo o ensaio. mailto:contato@algetec.com.br 3 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ENGENHARIA CIVIL CONCRETO - ENSAIO DE COMPRESSÃO DE CORPOS DE PROVA CILÍNDRICOS Grupo I de resistência Resistência característica à compressão (MPa) C10 10 C15 15 C20 20 C25 25 C30 30 C35 35 C40 40 C45 45 C50 50 Tabela 2- Classes de resistência do grupo I Fonte: NBR8953 – Concreto Para Fins Estruturais-Classificação por Grupos de Resistência. Quando existem dúvidas sobre a resistência do concreto, ou resultados de ensaios laboratoriais apresentam valores abaixo do esperado durante o controle tecnológico ou mesmo dúvidas sobre o desempenho da estrutura ao longo de sua vida útil nas quais haja sinais de deterioração do concreto, pode-se utilizar o método de extração de testemunhos (NEVILLE, 2008). Sendo assim, os procedimentos são prescritos na NBR 7680 (ABNT, 2015): Concreto — Extração, preparo, ensaio e análise de testemunhos de estruturas de concreto Parte 1: Resistência à compressão axial. A mesma ainda afirma que pode ser empregada, por exemplo, para avaliar a segurança de obras em andamento ou em reformas, acidentes, incêndios ou colapsos parciais. As extrações devem ser previamente planejadas e autorizadas por um engenheiro responsável, por se tratar de um ensaio destrutivo. O equipamento utilizado para extração de testemunhos, conforme a NBR 7680 (ABNT, 2015), deve garantir a obtenção de amostras homogêneas e integras. O mesmo deve ser provido da extratora com cálice e coroa diamantada, sem danificar a estrutura e ainda minimizar as vibrações. O local da extração deve ainda levar em consideração que a estrutura esteja dividida em lotes, a uma distância maior ou igual ao seu diâmetro em relação as bordas do elemento estrutura, sem cortes de armaduras (um detector de mailto:contato@algetec.com.br 4 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ENGENHARIA CIVIL CONCRETO - ENSAIO DE COMPRESSÃO DE CORPOS DE PROVA CILÍNDRICOS metais pode ser útil) e ainda, para pilares, paredes ou elementos verticais, a extração deve ser realizada pelo menos 30 cm distante dos limites superior e inferior da etapa de concreto do elemento. Um ponto importante apresentado na norma, diz sobre o diâmetro de um testemunho cilíndrico. Ele deve ter pelo menos três vezes a dimensão máxima característica do agregado graúdo. A relação altura/diâmetro dos testemunhos deve ser a mais próxima de dois, seguindo a condição: 1 ≤ ℎ/𝑑 ≤ 2 Sendo: h – Altura do testemunho; d – Diâmetro do testemunho. Os testemunhos, após a extração, devem estar íntegros, sem fissuras ou alterações. O local da estrutura deve ser preenchido com concreto de característica compatível. No relatório de extração do ensaio, deve-se apresentar diversos itens, como: indicação da localização dos testemunhos na estrutura, data da extração, data do ensaio, dimensão do testemunho, condição da estocagem do testemunho até seu rompimento em laboratório, além da massa específica e fotos da extração. Por fim, apresenta-se ainda a o resultado de resistência obtido na ruptura de cada testemunho extraído, os coeficientes de correção e o resultado corrigido da resistência. Ainda segundo a NBR 7680 (ABNT, 2015), devem ser utilizados coeficientes de correção. Quando a relação h/d = 2 não for alcançada, o resultado da resistência deve ser corrigido pelo coeficiente k1, conforme a tabela 3. h/ d 2,0 0 1,8 8 1,7 5 1,6 3 1,50 1,42 1,33 1,25 1,21 1,18 1,14 1,11 1,07 1,04 1,00 k1 0,0 0 - 0,0 1 - 0,0 2 - 0,0 3 - 0,0 4 - 0,05 - 0,06 - 0,07 - 0,08 - 0,09 - 0,10 - 0,11 - 0,12 - 0,13 - 0,14 Tabela 3 – Valores de correção para h/d Fonte: NBR 5739(ABNT, 2018). mailto:contato@algetec.com.br 5 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ENGENHARIA CIVIL CONCRETO - ENSAIO DE COMPRESSÃO DE CORPOS DE PROVA CILÍNDRICOS Tem-se ainda correção k2 para efeito deletério do bronqueamento durante a extração, correção k3 devido ao lançamento do concreto e k4 para correção da umidade das testemunhas, casos secas ao ar. Para aceitação do concreto e garantir boa qualidade do mesmo, devem ser considerados os resultados do laboratório já corrigidos pelos coeficientes. Assim, compara-se com o fck o maior valor de resistência dos testemunhos de cada lote fc, ext, port. Assim, para o concreto ser aceito: 𝑓𝑐,𝑒𝑥𝑡,𝑝𝑜𝑡 ≥ 𝑓𝑐𝑘 Caso isso não ocorra, deve-se determinar as restrições de uso da estrutura, providenciar um reforço estrutural ou ainda optar pela demolição total ou parcial da mesma. A NBR 5739 (ABNT, 2018) apresenta o preparo dos corpos de prova para o ensaio de resistência à compressão, sejam eles moldados ou extraídos tipo testemunho. Após determinação do diâmetro a ser utilizado para o cálculo da área de seção transversal com exatidão de 0,1 mm, determina-se também a altura do corpo de prova (ou testemunho) com a mesma exatidão. Os corpos de prova devem ser rompidos em idade específica, com tolerância de tempo, conforme a tabela 4. Idade do ensaio Tolerância permitida (em horas) 24h 0,5 3d 2 7d 6 28d 24 63d 36 91d 48 Tabela 4 – Tolerância para idade do ensaio Fonte: NBR 5739(ABNT, 2018). mailto:contato@algetec.com.br 6 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ENGENHARIA CIVIL CONCRETO - ENSAIO DE COMPRESSÃO DE CORPOS DE PROVA CILÍNDRICOS A resistência à compressão deve ser calculada pela expressão: 𝑓𝑐𝑘 = 4𝐹 𝜋𝑑2 Sendo: Fck = resistência à compressão, em megapascals (MPa); F = força máxima alcançada, em newtons; D = diâmetro do corpo de prova, em mm. O relatório final deve apresentar identificação dos corpos de prova, sejam eles cilíndricos ou testemunho, data da moldagem, idade do corpo de prova, dimensões, tipo de capeamento, informação da máquina utilizada para rompimento e por fim, resultado das resistências as compressões dos corpos de provas ensaiados. A prática do ensaio a ser realizada no seu laboratório virtual segue os procedimentos previstos nas normas acima e visa demonstrar o procedimento e cálculo de resistência à compressão axial. Boa prática! mailto:contato@algetec.com.br 7 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br LABORATÓRIO DE ENGENHARIA CIVIL CONCRETO - ENSAIO DE COMPRESSÃO DE CORPOS DE PROVA CILÍNDRICOS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5738 – Concreto – Procedimento para moldagem e cura de corpos de prova. Rio de Janeiro, Brasil. 2015. ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5739 – Concreto – Ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos. Rio de Janeiro, Brasil. 2018. ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 7680-1– Concreto – Extração, preparo, ensaio e análise de testemunhos de estrutura de concreto – Parte 1: Resistência à compressão axial. Rio de Janeiro, Brasil. 2018. Neville, A.M. Properties of Concrete. Fourth and final edition, Prentice hall, London, 2008. mailto:contato@algetec.com.br
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