Dosagem Experimental Do Concreto
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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA – UDESC
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL – DEC
LABORATÓRIO DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO - II
Professora: Lígia Vieira Maia Siqueira
Disciplina: Materiais de Construção II – MCC-II
Turma: C Equipe: C1 e C2
Acadêmicos:
Anderson Conzatti
Felipe Dall’Cortivo
Gabriela Cardoso Guimarães
João Pedro de Souza Neto
Leonardo Perini
Murilo Juppa da Silva
Nion Maron Dransfeld
Tatiana Alessandra Fiorini Fernandes
Data do ensaio: 16 de Março de 2010
Ensaio: Dosagem Experimental do Concreto de Cimento Portland
Norma de especificação: NBR 11578
1.Especificação do Material usado:
- Cimento Portland Composto com Pozolana (CP II – Z – 32) fabricado em
16/02/2010;
- Balança com capacidade mínima de 1000g e precisão de 0,1 g.
- Água;
- Areia – depósito C;
- Brita – depósito G;
- Betoneira;
- Conjunto Slump (placa, tronco de cone, funil e haste de estocamento);
- Recipientes;
- Espátula Metálica;
- Moldes cilíndricos, colarinho ou gola e soquete;
- Vaselina;
2.Contextualização Teórica:
O ensaio proposto tem como objetivo ensaiar oito corpos de prova,
medindo assim sua resistência a compressão e posteriormente avaliar o
traço escolhido para fabricação do concreto.
O concreto é uma mistura homogênea de um cimento com
agregados miúdos, agregados graúdos, água e eventualmente aditivos.
Esta mistura endurece com o tempo, adquirindo resistência grande à
compressão e relativamente pequena à tração.
Existem diferentes tipos de concreto e para cada tipo de concreto
existe um tipo de traço. O traço pode ser indicado pelas proporções em
peso como em volume, e freqüentemente adota-se uma indicação mista: o
cimento em peso e os agregados em volume.
Para diferentes traços existe uma dosagem e essa por via pode ser
experimental e não-experimental. Denomina-se dosagem não
experimental ao proporcionamento do concreto feito em bases
arbitrárias, fixadas quer pela experiência anterior do construtor, quer
pela tradição. É, evidentemente, maneira inadequada de proporcionar o
concreto. Já a dosagem experimental constitui em ensaios previamente
feitos em laboratórios.
Assim ao se propor a estudar uma dosagem devem-se seguir alguns
critérios, que levam em conta características básicas do concreto tais
como:
Resistência
Trabalhabilidade
Estanqueidade
Retração mínima
A estaqueidade e resistência advêm da obtenção de um concreto tão
denso quanto possível, ou seja, com a menor percentagem de vazios que
for possível. Dentre os concretos trabalháveis e com mínimo de vazios o
melhor será aquele mais rico em pasta.
Já na trabalhabilidade leva se em conta a consistência, a textura, a
integridade da massa, o poder de retenção de água e a massa específica.
Segundo Lea e Desh “ Trabalhabilidade é a facilidade com que o material
concreto flui, enquanto, ao mesmo tempo, fica coerente e resistente à
segregação”. Para testar a trabalhabilidade existem diferentes métodos o
mais usado no Brasil é o ensaio de consistência pelo abatimento do tronco
de cone, ABNT MB-256.
Outro parâmetro que influencia diretamente na qualidade do
concreto é o fator água/cimento, que mede a quantidade de água
necessária para hidratar o cimento. E como foi estudado anteriormente
em MCC-I, sabemos que quando temos uma mistura de concreto mais
mole, ou seja, com água em excesso, posteriormente essa água exsudará
e criará capilares no concreto, diminuindo assim a sua resistência. Já
pouca água não hidratará bem o cimento na mistura de concreto.
Portanto devemos ter o fator água/cimento o mais baixo possível dentro
das características exigidas pelo cimento.
O traço experimental escolhido foi: 1-2-3 em volume, ou seja, com o
recipiente escolhido medimos metade de um recipiente com Cimento (CP
II-Z-32 e m=3299,4g), um recipiente com areia (depósito C e m=7748,6g)
e um recipiente e meio de brita (depósito G e m=9914,4g).
Inicialmente é necessário imprimar a betoneira, ou seja, sujar a
betoneira, pois assim conseguimos garantir que o material necessário
para fazer o concreto não “grude” na superfície da betoneira. Então
colocamos um pouco de água na betoneira e depois colocamos 1/3 de um
recipiente com cimento, 1/3 com areia e 1/3 com brita. Misturamos um
pouco e depois jogamos esse material fora.
Após imprimar a betoneira, untamos os 8 corpos de prova que serão
ensaiados com idades de 7 e 28 dias com vaselina, montamos o conjunto
slump e assim colocamos na betoneira a brita, o cimento, a areia e por
último fomos adicionando água aos poucos, pois não sabemos o quanto de
água é necessário para fabricação do concreto, cada vez que
adicionávamos um pouco de água tentávamos observar se a consistência
do concreto era a que considerávamos correta, se não, era necessário
adicionar mais água, do contrário podíamos deixar a mistura dentro da
betoneira funcionando por uns 2 a 3 minutos.
Durante o processo de mistura na betoneira, adicionamos muita
água e assim foi necessário adicionar mais 1/3 de recipiente de cimento
(m=851,3g) e 1/2 recipiente de areia (3874,3g).
Após a mistura pronta, umedecemos o conjunto Slump e moldamos
a mesmo da seguinte maneira: Preenchemos o cone do conjunto em 3
camadas, sendo que em cada camada foram promovidos 25 golpes
uniformes (na 1ª camada é necessário promover golpes com a haste
inclinada, assim o concreto irá para as laterais do cone) e nunca
atingindo camada abaixo.
Depois de preencher totalmente o cone, realizamos leves batidas no
cone, fazendo com que assim as bolhas de ar existentes no concreto não
existam mais, melhorando assim a resistência do mesmo. Rasamos o topo
do cone do conjunto e retiramos o mesmo. A retirada do cone deve ser
feita em velocidade constante, na vertical, em mais ou menos 10
segundos, não deixando que o concreto se acomode antes da retirada
total do cone.
Assim medimos o abatimento do concreto da seguinte maneira:
A distância “H” é a medida do abatimento do concreto. Utilizamos
como base o slump 10 ± 2 cm, ou seja, nosso concreto deveria descer 10
cm, podendo estar em uma margem de ± 2 cm. Obtivemos abatimento de
9cm.
Olhando a lateral do concreto é possível avaliar a mistura feita pela
coesão, exsudação e aparecimento do agregado graúdo nas laterais.
Depois desse processo realizamos o enchimento dos corpos de
prova, porém esse processo foi feito em duas camadas de concreto e em
cada camada foram promovidos 12 golpes. Dois dos 8 corpos de prova
foram moldados com o material do slump e os outros 6 com o concreto
ainda na betoneira.
Os corpos de prova foram desformados após 24h o ensaio (17/03) e
foram colocados submersos em um tanque com água. Serão realizados
dois rompimentos, um com idade de 7 dias e outro com 28 dias.
No sétimo dia ocorreu o rompimento de 4 corpos de prova (sendo 1
do slump) na prensa universal, para assim ser feito o ensaio referente à
resistência à compressão. A velocidade de carregamento transmitida aos
4 corpos de prova (CP1,CP2,CP3 e CP4) foi uma média de 0,4020 MPa/s.
O primeiro rompimento ocorreu dia 23/03/10 às 18h:50mim.
Relação de materiais:
o Cimento: M=4150,7g;
o Areia: M=11622,9g;
o Brita: M=9914,4g;
o Água: M=2695,9g;
Fator Água/Cimento: 0,650.
3.Resultados e discussões:
RESULTADOS DO PRIMEIRO ROMPIMENTO:
Idade de 7 dias.
Corpo
de
Prova
Força
Máxima
(Kgf)
Área
(cm2)
Tensão
(kgf/cm2)
Tensão
(MPa)
Tensão
Média
(MPa)
Desvio
Relativo
Máximo (%)
CP1 7.553 78,540 96,168 9,62
10,13 10,553
CP2 7.749 78,540 98,663 9,87
CP3 8.272 78,540 105,322 10,53
CP4 8.250 78,540 105,042 10,50
Onde:
- Área = π x R2
- Tensão em kgf/cm2 : σ=
Força (kgf )Área(cm ² )
Como 1N=0,1020 kgf, temos que 1kgf equivale a aproximadamente 10N.
Então:
1
kgfcm ²
=10N(10mm) ²
=10N10 ²mm ²
= N10mm ²
=1MPa10 , logo :
- Tensão em MPa: σMPa=
σ Kgf /cm ²10
- Tensão Média: Média Aritmética das tensões em MPa = Σ
Tensão em MPa
No de corpos
ensaiados
- Desvio Relativo Máximo = maior das diferenças x 100 (%)
tensão média
D.R.M = (10,13 – 9,62) * 100% =5,034%
10,13
Como 5,034% < 6%, temos que a série é aceita.
4.Considerações Finais:
Com o rompimento após os 7 dias, a máxima tensão alcançada pelos
corpos de prova foi de 10,53MPa (CP3, corpo de prova com concreto do
slump), sendo que a tensão esperada nesse período para o tipo de
cimento escolhido (CP II – Z – 32) é de , no mínimo, 20 MPa, tal condição
não foi atingida por nenhum dos 4 corpos de prova ensaiados.
Como todos os corpos de prova ensaiados não atingiram a resistência
mínima estabelecida pela norma NBR 11578, podemos concluir que além
dos possíveis erros na manipulação dos materiais e objetos de ensaio, o
traço escolhido interferiu diretamente em nossos resultados. Outro fator
que poderia ser melhorado, seria fazer o traço em peso, pois assim
teríamos muito mais correto a relação entre os materiais.
5.Bibliografias Consultadas:
1. FALCÃO BAUER, L.A. Materiais de Construção. Vol. 1, 5ª edição
revisada São Paulo. Editora LTC
2. LEA, Frederick & DESH, Cecil. The chemistry of cement and
concrete. London, Arnold, 1956.
3. Professor João Miguel. Apostila – Concreto.
4. http://www.fazfacil.com.br/materiais/concreto_tracos.html , acesso
em 25 de março de 2010
5. www.cimentoitambe.com.br /, acesso em 25 de março de 2010
6. Observações:
Ao fazer pesquisas na internet, ou até mesmo em canteiros de obras
é possível ver que algumas pessoas garantem que determinado traço para
fabricação de concreto é o ideal. Com o nosso ensaio vimos que não basta
simplesmente escolher o traço, fazer o concreto e partir para
concretagem, mais que nunca, foi possível perceber a importância de um
ensaio de laboratório para determinação de resistência.
Como se sabe, o controle na fabricação do concreto é razoável ou regular,
portanto podemos concluir que se ao fazer o concreto em laboratório
deveríamos conseguir uma resistência maior ou pelo menos igual à
resistência mínima exigida pela norma. Pois assim, garantindo uma
resistência maior do que a estabelecida, no canteiro de obras (onde não
há tanto controle) mesmo ocorrendo erros e acarretando a diminuição
da resistência, tal fato não seria problema.