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ASSOCIA ASSOCIAÇÇ ÃO CEARENSE DE ÃO CEARENSE DEENGENHARIA ESTRUTURALENGENHARIA ESTRUTURAL
10/12/2008
Projeto Estrutural: conceitos,
leitura e execução
Módulo IV:
Tecnologia do Concreto
Eduardo Cabral
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Projeto Estrutural: conceitos, leitura e execução – Módulo IV: Tecnologia do Concreto – 10/12/2008
Grupos de pesquisa
GPMATEGPMATEGrupo de Pesquisa em Materiais deGrupo de Pesquisa em Materiais de
ConstruConstruçção e Estruturasão e Estruturas
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Sumário
Parte 1: Conceitos básicos
Parte 2: Dosagem de concreto
Parte 3: Controle tecnológico do concreto
Parte 4: Módulo de elasticidade
Parte 5: Concretos especiais
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CONCEITOS
BÁSICOS
Parte 1:
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Parte 1: Conceitos básicos
• Concreto:É um material composto que consisteessencialmente de um meio contínuoaglomerante dentro do qual estão mergulhadospartículas de agregados.
(ACI 116, Terminologia sobre Cimento e Concreto)
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Parte 1: Conceitos básicos
• Constituintes:
CIMENTO
AGLOMERANTE
ÁGUA AREIA
AGREGADOS
BRITA
PASTA
ARGAMASSA
CONCRETO
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Parte 1: Conceitos básicos
• Constituintes:
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Parte 1: Conceitos básicos
• Outros Constituintes: – Adições
– Aditivos
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Parte 1: Conceitos básicos
• Cimento Portland Aglomerante hidráulico constituído de óxidos(cálcio, ferro e alumínio) que em contato com aágua tem a capacidade de endurecer .
– Matéria-prima
1450 ºC
Pedra calcária→ CaO + CO2
Argila→ SiO2 + Al2O3 + Fe2O3
3CaO.SiO22CaO.SiO2
3CaO.Al2O34CaO.Al2O3.Fe2O3
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Parte 1: Conceitos básicos
• Cimento Portland
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Parte 1: Conceitos básicos
• Cimento Portland
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Parte 1: Conceitos básicos
• Cimento Portland – Nomeclatura
CP TIPO RES
CimentoPortland
Resistência(MPa)
Composição
Adições
Ex: CP II Z 32
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Parte 1: Conceitos básicos
• Cimento Portland – Tipos de cimento fabricados no Brasil
• Cimento Portland Comum _________NBR 5732
CP I, CP I-S
• Cimento Portland Composto_______NBR 11578
CP II-E, CP II-Z, CP II-F
• Cimento Portland de Alto-Forno____NBR 5735
CP III
• Cimento Portland Pozolânico ______NBR 5736
CP IV
• Cimento Portland de Alta _________NBR 5737
(CP V – Alta Resistência Inicial - ARI)
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Parte 1: Conceitos básicos
• Cimento Portland – Tipos de cimento fabricados no Brasil
• Cimentos Resistentes a Sulfatos (RS) – NBR 5733
• Cimento com baixo calor de hidratação (BC) – NBR 13116
• Cimento Portland Branco (CPB) – NBR 12989
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Parte 1: Conceitos básicos
• Cimento Portland – Tipos de cimento fabricados no Brasil
6 –10
0 –10
0 –10
1 – 5
0
Carbonato
0094 – 90
25
32
40
CP II-F
6 – 14094 – 76
25
32
40
CP II-
Z
06 –3494 – 56
25
32
40
CP II-
E
Composto
99 – 95
25
32
40
CP I-S
100
25
32
40
CP I
Comum
PozolanaEscóriaClinquer
+ GessoClasseSigla
Cimento
Portland
6 –10
0 –10
0 –10
1 – 5
0
Carbonato
0094 – 90
25
32
40
CP II-F
6 – 14094 – 76
25
32
40
CP II-
Z
06 –3494 – 56
25
32
40
CP II-
E
Composto
99 – 95
25
32
40
CP I-S
100
25
32
40
CP I
Comum
PozolanaEscóriaClinquer
+ GessoClasseSigla
Cimento
Portland
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Parte 1: Conceitos básicos
• Cimento Portland – Tipos de cimento fabricados no Brasil
0 – 5
0 – 5
0 – 5
Carbonato
Alta
resistência
inicial
Pozolânico
Alto-forno
Cimento
Portland
--100 – 95-CP V-
ARI
15 – 50085 – 45
25
32
40
CP IV
035 – 7065 – 25
25
32
40CP III
PozolanaEscóriaClínquer
+ GessoClasseSigla
0 – 5
0 – 5
0 – 5
Carbonato
Alta
resistência
inicial
Pozolânico
Alto-forno
Cimento
Portland
--100 – 95-CP V-
ARI
15 – 50085 – 45
25
32
40
CP IV
035 – 7065 – 25
25
32
40CP III
PozolanaEscóriaClínquer
+ GessoClasseSigla
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Parte 1: Conceitos básicos
• Cimento Portland – Tipos de cimento x características físicas
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Parte 1: Conceitos básicos
• Cimento Portland – Tipos de cimento x resistência à compressão
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Parte 1: Conceitos básicos
• Cimento Portland – Tipos de cimento x outras propriedades
PadrãoMaiorMaiorPadrãoDurabilidade
MenorMaiorMaiorPadrão
Resistência aos agentes
agressivos (água do mar ede esgotos)
PadrãoMenorMenorPadrãoPermeabilidade
MaiorMenorMenorPadrãoCalor gerado na reaçãodo cimento com a água
Muito maiornos primeiros
dias
Menor nosprimeiros dias
e maior nofinal da cura
Menor nosprimeiros dias
e maior nofinal da cura
PadrãoResistência a compressão
Alta
Resistência
Inicial
PozolânicoAlto-FornoComum e
CompostoPropriedade
PadrãoMaiorMaiorPadrãoDurabilidade
MenorMaiorMaiorPadrão
Resistência aos agentes
agressivos (água do mar ede esgotos)
PadrãoMenorMenorPadrãoPermeabilidade
MaiorMenorMenorPadrãoCalor gerado na reaçãodo cimento com a água
Muito maiornos primeiros
dias
Menor nosprimeiros dias
e maior nofinal da cura
Menor nosprimeiros dias
e maior nofinal da cura
PadrãoResistência a compressão
Alta
Resistência
Inicial
PozolânicoAlto-FornoComum e
CompostoPropriedade
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Parte 1: Conceitos básicos
• Cimento Portland – Fornecimento
• Sacos de papel tipo kraft (papel extensível) com 25kge 50kg;
• Containers (big-bag);
• Granel.
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Parte 1: Conceitos básicos
• Cimento Portland – Armazenamento
30 cm
Al tura máxima :• 10 sacos; ou
15 sacos quando operíodo de
armazenamento for inferior a 15 dias
30cm
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Parte 1: Conceitos básicos
• AgregadosMaterial granular inerte (pedra, areia, etc), queparticipa da composição de concretos eargamassas e cujas partículas são ligadas entrese por um aglutinante (cimento).
(Adaptado do Aurélio)
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregados – O que se espera do agregado
• Quimicamente Inertes
• Fisicamente compatíveis – Cimento
– Armadura
• Duráveis quando expostos a solicitação
• Aderência com a pasta
• Forma e dimensões compatíveis
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregados – Importância do agregado
• Custo do agregado < custo do cimento
• Ocupam de 60 a 80% do m3 de concreto
• Influenciam nas propriedades do concreto – No estrado fresco:
»Trabalhabilidade – No estado endurecido:
»Módulo de elasticidade
»Retração por secagem
»Abrasão
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregados – Classificação quanto à dimensão
• Fíler – ∅ < 0,075mm
• Miúdo – 0,075mm < ∅ < 4,75mm
• Graúdo – 4,75mm < ∅ < 75mm
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregados – Exigências para uso no concreto
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregado miúdo – Exigências para uso no concreto -granulometria
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregado miúdo – Granulometria
Descontínua
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregado miúdo – Granulometria de areias de Fortaleza
MF=2,3
DMC=6,3mm
MF=3,2
DMC=4,8mm
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Abertura da peneira (mm)
% R e t i d a A c u m u l a d a
6,3 4,8 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregado miúdo – Substâncias nocivas mais comuns
• Torrões de argila e materiais friáveis – Quando não se desagregam durante a mistura são
agregados frágeis. Quando se pulverizam, dificultam aaderência pasta/agregado.
• Materiais carbonosos – Afeta a durabilidade e causa manchas.
• Materiais pulverulentos (
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregado miúdo – Substâncias nocivas – limites da NBR 7211/05
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregado miúdo – Substâncias nocivas – limites da NBR 7211/05
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregado graúdo – Exigências para uso no concreto -granulometria
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregado graúdo – Granulometria – classificação comercial
Brita 0 4,75 a 9,5 mm
Brita 1 9,5 a 19 mm
Brita 2 19 a 25 mm
Brita 3 25 a 37,5 mm
Brita 4 37,5 a 75 mm
Brita 5 > 75 mm
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregado graúdo – Granulometria das britas de Fortaleza
MF=6,7
DMC=19,1mm
MF=7,6
DMC=25mm
0
20
40
60
80
100
Abertura da peneira (mm)
% R e t i d a A c u m u l a d a
19,1 12,5 9,5 6,3 4,8253238
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregado graúdo – DMC – NBR 6118:07
• < 1/3 espessura lajes ou pavimentos
• < 1/4 das faces das fôrmas
• < 0,8 do menor espaçamento entre armadurashorizontais
• < 2 do menor espaçamento entre as armaduras verticais• < 1/4 do diâmetro de tubulação de bombeamento
• < 1,2 do cobrimento
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregado graúdo – Substâncias nocivas – limites da NBR 7211/05
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregados – Reatividade álcali-agregado
Tipos:• reação álcali-silicato
• reação álcali-carbonato
• reação álcali-sílica
Condiçõespara
ocorrência
Agregado reativo Álcalis (sódio e potássio)Umidade
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregados – Reatividade álcali-agregado
• Como identificar? – ASTM C-1260;
– Imersão de barras de argamassa em solução de NaOH 1N,a 80 °C;
– Verifica-se a variação de comprimento;
– Resultados acima de 0,10% aos 14 dias, indicam possívelreatividade (exigência NBR 7211/05).
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregados – Reatividade álcali-agregado
Bloco fissurado devido à RAA
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregados – Reatividade álcali-agregado
Edifício Areia Branca – Jaboatão dos Guararapes/PE
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregados – Reatividade álcali-agregado
• Cimento Resistente à reação Alcali-Agregado (RRAA)
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregados – Umidade e Absorção de água
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Parte 1: Conceitos básicos
• Agregados – Inchamento - NBR 6467:06
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Parte 1: Conceitos básicos
• Água – Função da água de amassamento
• Promover a reação de hidratação e posteriorendurecimento do aglomerante;
• Homogeneização da mistura;
• Trabalhabilidade.
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Parte 1: Conceitos básicos
• Água
A quantidade de água necessária àhidratação completa do cimento é de,aproximadamente, 40% do total de sua
massa.
23% é quimicamente combinadanos produtos de hidratação;
17% é absorvida na superfície do gel.
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Parte 1: Conceitos básicos
• Água – NM 137/97- Água para amassamento e cura deargamassa e concreto de cimento Portland
• pH ....................................... 5,5 – 9,0
• Sólidos Totais .................... < 5000 ppm (mg/l)
• Sulfatos ............................... < 2000 ppm
• Cloretos – Concreto simples ........... < 2000 ppm
– Concreto armado ............ < 700 ppm
– Concreto protendido ...... < 500 ppm
• Matéria orgânica ................. 300 ppm
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Parte 1: Conceitos básicos
• Água
“ Se a água é boa para beber, tambémserá boa para o preparo do concreto”
A presença de pequenas quant idades deaçúcar e de citratos não tornam a água
imprópr ia para beber, mas podem torná-lainsatisfatória para concreto.
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Parte 1: Conceitos básicos
• AditivosCompostos adicionados em pequenasquantidades para melhorar uma ou maispropriedades no estado fresco ou endurecido
– NBR 11768/92
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Parte 1: Conceitos básicos
• Aditivos – Tipos
• Plastificante (P)
• Retardador (R)
• Acelerador (A)
• Plastificante retardador (PR)
• Plastificante acelerador (PA)• Incorporador de ar (IAR)
• Superplastificante (SP)
• Superplastificante retardador (SPR)
• Superplastificante acelerador (SPA)
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Parte 1: Conceitos básicos
• Aditivos
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• AdiçõesUsados para obter maior compacidade, maiorresistência mecânica e durabilidade.
– Tipos:
• Materiais não reativos• Materiais cimentícios
• Materiais pozolânicos
Parte 1: Conceitos básicos
Fíler calcárioEscória de alto forno
Cinza volante
Metacaulim
Argila calcinada
Cinza de casca de arroz
Sílica ativa
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Parte 1: Conceitos básicos
• Adições – Sílica ativa - características:
• SiO2 ≥ 85%
• Resíduo na peneira 45 µm ≤ 10%
• Massa específica: – densificada: ≥ 350 Kg/m³
– não densificada: de 150 Kg/m³ a 350 Kg/m³
• Efeito fíler – Material extremamente fino (1 grão de cimento é 100 vezes
maior que 1 grão de sílica ativa)
– Preenchem vazios entre os grãos maiores, propiciandouma estrutura mais compacta
• Efeito pozolânico – reage com o Ca(OH)2 produzindo C-S-H
• Consumo: de 5 a 15% da massa do cimento
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DOSAGEM DO
CONCRETO
Parte 2:
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Dosagem:Estudo do proporcionamento dos materiais quecompõem o concreto
• Traço:Proporção entre os materiais (em massa, emvolume ou combinado)Cimento:adição:areia1:areia2:brita1:brita2:aditivo:a/c
m
Cimento:areia:brita1:brita2:a/c
1:m:a/c → 1:a:p:a/c
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Parte 2: Dosagem do concreto
DE QUE FORMA OS MATERIAIS
INFLUENCIAM O DESEMPENHODO CONCRETO?
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Maior consumo de cimento acarreta: – Maior plasticidade
– Maior coesão
– Menor segregação
– Menor exsudação
– Maior calor de hidratação
– Maior variação volumétrica
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Aumento do teor de agregado miúdoacarreta: – Aumento do consumo de água
– Aumento do consumo de cimento
– Maior plasticidade
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Influência do agregado graúdo: – Mais arredondado e liso
– Forma lamelar
– Melhores agregados
Maior plasticidade emenor aderência
Maior consumo de argamassa emenor resistência
Cúbicos e rugosos
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Fundamentos – f ck
Valor de resistência à compressão acima do qual seespera ter 95% de todos os resultados dos ensaios daamostragem feita.
– f cjValor de resistência média à compressão do concreto a jdias de idade. Quando não for indicada a idade, j=28dias.
Fcj = Fck + 1,65.Sd
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Fundamentos – Escolha do f ck
• Classes do concreto normal - NBR 8953:92
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Fundamentos – Escolha do f ck
• Classes de agressividade ambiental - NBR 6118:07
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Fundamentos – Escolha do f ck
• Correspondência entre a classe de agressividadeambiental e a qualidade do concreto - NBR 6118:07
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Fundamentos – Escolha do Sd
• Concreto com desvio-padrão conhecido – NBR12655:06
“Quando o concreto for elaborado com os mesmosmateriais, mediante equipamentos similares e sob
condições equivalentes, o valor numérico do desvio-padrão (Sd) deve ser fixado com no mínimo 20resultados consecutivos obtidos no intervalo de 30 dias,em período imediatamente anterior. Em nenhum caso ovalor de Sd adotado pode ser menor que 2 MPa”.
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Fundamentos – Escolha do Sd
• Concreto com desvio-padrão desconhecido – Condições de preparo do concreto - NBR 12655:06
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Fundamentos – Escolha do Sd
• Concreto com desvio-padrão desconhecido – Condições de preparo do concreto - NBR 12655:06
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Fundamentos – Escolha do Sd
• Concreto com desvio-padrão desconhecido – Condições de preparo do concreto - NBR 12655:06
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Fundamentos
DOSAGEM
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Parte 2: Dosagem do concreto
Proporcionamento dos materiais constituintescom o objetivo de obter, de maneira mais
econômica possível, um concreto que atendaaos requisitos de projeto, especialmente:
Concreto fresco:
Trabalhabilidade
f (tipo de construção,técnicas detransporte,
lançamento eadensamento)
Concreto endurecido:
Resistência
Durabilidade
Corretadeformabilidade
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Concreto dosado em central
– Procedimento para pedido do concreto• Preenchimento de uma ficha de dados para o projeto
• Ficha de pedido de concreto
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Concreto dosado em central
– Procedimento para pedido do concreto• Preenchimento de uma ficha de dados para o projeto
• Ficha de pedido de concreto
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• Concreto dosado em obra
– Dosagem não experimental• Uso de tabelas de traços → década de 40!• Grande consumo de cimento
– Dosagem experimental• IPT• INT
• ACI
• ABCP
Parte 2: Dosagem do concreto
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Adaptado do método da ACI (AmericanConcrete Institute), para agregados brasileiros.
– Para concretos de consistência plástica a fluida.
– Fornece uma primeira aproximação daquantidade dos materiais devendo-se realizaruma mistura experimental.
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP
Características dos materiais
Fixar a relação a/c
Determinar o consumo de materiais
Apresentação do traço
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Características dos materiais
• Cimento – Tipo
– Massa específica
– Resistência do cimento aos 28 dias
• Agregados – Análise granulométrica
» Módulo de finura do agregado miúdo
» Dimensão máxima do agregado graúdo
– Massa específica
– Massa unitária compactada
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Características dos materiais
• Concreto – Consistência desejada no estado fresco
– Condições de exposição (NBR 6118:07)
– Resistência de dosagem do concreto (NBR6118:07)
» Sd: desvio padrão de dosagem (NBR12655:06)
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o que for menor!
Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Fixação da relação a/c
• Critérios – NBR 12655:06
– Resistência mecânica do concreto
» Escolha do a/c é função da curva de Abramsdo cimento
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o que for menor!
Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Fixação da relação a/c
• Critérios – NBR 12655:06
– Resistência mecânica do concreto
» Escolha do a/c é função da curva de Abramsdo cimento
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Determinação do consumo de materiais
• Determinação aproximada do consumo deágua
19019520020523080 a 100
18519019520022560 a 8018018519019522040 a 60
38,032,025,019,09,5
Dmáx agregado graúdo (mm) Abat imento(mm)
Consumo de água aproximado (l/m3)
19019520020523080 a 100
18519019520022560 a 8018018519019522040 a 60
38,032,025,019,09,5
Dmáx agregado graúdo (mm) Abat imento(mm)
Consumo de água aproximado (l/m3)
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Determinação do consumo de materiais
• Determinação do consumo de cimento
(kg/m3)
C = consumo de cimento
Ca = consumo de água
ca
CaC
/=
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Determinação do consumo de materiais
• Determinação do volume compactado seco(Vc) do agregado graúdo por m3 de concreto
0,6650,6400,6150,5900,4653,6
0,6850,6600,6350,6100,4853,4
0,7050,6800,6550,6300,5053,2
0,7250,7000,6750,6500,5253,0
0,7450,7200,6950,6700,5452,8
0,7650,7400,7150,6900,5652,6
0,7850,7600,7350,7100,5852,4
0,8050,7800,7550,7300,6052,2
0,250,8000,7750,7500,6252,0
0,8450,8200,7950,7700,6451,8
38,032,025,019,09,5
Diâmetro máximo (mm)MF
0,6650,6400,6150,5900,4653,6
0,6850,6600,6350,6100,4853,4
0,7050,6800,6550,6300,5053,2
0,7250,7000,6750,6500,5253,0
0,7450,7200,6950,6700,5452,8
0,7650,7400,7150,6900,5652,6
0,7850,7600,7350,7100,5852,4
0,8050,7800,7550,7300,6052,2
0,250,8000,7750,7500,6252,0
0,8450,8200,7950,7700,6451,8
38,032,025,019,09,5
Diâmetro máximo (mm)MF
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Determinação do consumo de materiais
• Determinação do consumo do agregadograúdo
(kg/m3)
Cb = consumo de agregado graúdo
Mb = massa unitária compactada do ag. graúdo
Vc = volume compactado
bcb M V C .=
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Determinação do consumo de materiais
• Composição de dois agregados graúdos – Critério do menor volume de vazios
– Proporcionar as britas de maneira a obter a maiormassa unitária compactada
50% B3 e 50% B4B3, B4
50% B2 e 50% B3B2, B3
50% B1 e 50% B2B1, B2
30% B0 e 70% B1B0, B1
ProporçãoBritas
50% B3 e 50% B4B3, B4
50% B2 e 50% B3B2, B3
50% B1 e 50% B2B1, B2
30% B0 e 70% B1B0, B1
ProporçãoBritas
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Determinação do consumo de materiais
• Determinação do consumo do agregadomiúdo
(m3)
Vm = volume da areia
C, Cb, Ca = consumo de cimento, brita e água,respectivamente em m3
γc, γb, γa = massa específica do cimento, da brita e daágua, respectivamente em kg/m3
⎟⎟ ⎠ ⎞⎜⎜
⎝ ⎛ ++−=
a
a
b
b
c
m C C C V γ γ γ
1
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Determinação do consumo de materiais
• Determinação do consumo do agregadomiúdo
(kg/m3)
Cm = consumo de areia
Vm = volume de areiaγm = massa específica da areia
mmm V C .γ =
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Determinação do consumo de materiais
• Correções – Verificação experimental do consumo de água
(l/m3)
Car = consumo de água requerida
Cai = consumo de água inicial
ar = abatimento requerido
ai = abatimento inicial
1,0
. ⎟⎟ ⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ =i
r aiar
a
aC C
-
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Determinação do consumo de materiais
• Correções – Verificação experimental do consumo de água;
– Falta de argamassa: acrescentar areia e diminuir aquantidade de brita, mantendo constante a relaçãoteor de materiais secos (m);
– Excesso de argamassa: acrescentar brita, além dequantidades proporcionais de água e cimento;
– Agregados com alta absorção de água:acrescentar no consumo de água.
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Apresentação do traço
Cimento : areia : brita : relação a/c
C
C
C
C
C
C abm :::1
-
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Exemplo de aplicação
• Cimento Concreto – γc=3100 kg/m3 Slump=9±1cm
Sd=4,0 MPa
• Agregado miúdo f ck=25 MPa – γm=2650 kg/m3
– MF=2,60
• Agregado graúdo (80% B1 e 20% B2) – γb=2700 kg/m3
– DMC=25mm
– Massa unitária=1500 kg/m3
•
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Exemplo de aplicação
• Determinação da relação a/c – Cálculo da resistência aos 28 dias
f c28 = 25 +1,65.4,0 → f c28 = 31,6 MPa
– Cálculo da relação a/c» Tabelas NBR 6118:07
a/c=0,55
» Ábaco da resistência do cimento
a/c=0,50 ← adotar esta relação a/c!
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Exemplo de aplicação
• Determinação o consumo de materiais – Consumo de água (tabela)
Ca = 200 litros
– Consumo de cimento
Cs = 200/0,5 = 400 kg/m3
– Consumo de agregado graúdo (tabela)
Vs=0,715 m3
Cb=0,715 x 1500=1072,5 kgCb1=1072,5 kg x 0,80 = 858 kg
Cb2=1072,5 kg x 0,20 = 215,5 kg
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Exemplo de aplicação
• Determinação o consumo de materiais – Consumo de agregado miúdo
→
Vm = 1-(0,725) → Vm= 0,275 m3
Ca=0,275 x 2650 → Ca=729 kg/m3
⎟⎟ ⎠ ⎞⎜⎜
⎝ ⎛ ++−=
a
a
b
b
c
m C C C V γ γ γ
1 ⎟ ⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ++−= 1000200
27001070
31004001Vm
-
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Exemplo de aplicação
• Apresentação do traço
1 : areia : brita1 : brita 2 : a/c
400
200:
400
5,215:
400
858:
400
729:1
50,0:54,0:15,2:82,1:1
C
C
C
C
C
C abm :::1
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Considerações finais
• Traço piloto1:4,5
• Traços auxiliares
– traço inferior (1:4) – traço superior (1:5)
• Determinação do diagrama de dosagem – Curva de Abrams – Lei de Lyse – Lei de Molinari
-
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Parte 2: Dosagem do concreto
• Método da ABCP – Considerações finais
• Traço piloto1:4,5
• Traços auxiliares – traço inferior (1:4) – traço superior (1:5)
• Determinação do diagrama de dosagem – Curva de Abrams
– Lei de Lyse – Lei de Molinari
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CONTROLE
TECNOLÓGICO
Parte 3:
-
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Parte 3: Controle tecnológico
• Considerações iniciais – NBR 12655:06 – Definições
• Família de concretoCompreende de concretos preparados em uma mesmacentral, que apresentem consistência dentro de ummesmo intervalo, elaborados com cimento de um mesmotipo e classe de resistência e contendo agregados de umamesma origem geológica, tipo e dimensões.
• Lote de concretoVolume definido de concreto elaborado e aplicado sobcondições uniformes (mesma classe, mesma família,mesmos procedimentos e mesmos equipamento.
• Amostra de concretoVolume de concreto retirado do lote com o objetivo defornecer informações, mediante realização de ensaios,sobre a conformidade deste lote, para fins de aceitação.
• Exemplar Elemento da amostra constituído por 2 corpos-de-prova damesma betonada, moldados no mesmo ato, para cadaidade de rompimento.
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Parte 3: Controle tecnológico
• Atribuições de responsabilidades – Profissional responsável pelo projeto estrutural
• registrar obrigatoriamente o f ck em todos os desenhos ememórias que descrevem o projeto tecnicamente;
• especificação do f cj para as etapas construtivas, comoretirada de cimbramento, aplicação de protensão ou
manuseio de pré-moldados;• especificação da classe de agressividade adotada em
projeto (tabelas de agressividade da NBR 6118:07);
• especificação dos requisitos correspondentes àspropriedades especiais do concreto, tais como omódulo de deformação mínimo na idade da desforma,movimentação de pré-moldados ou aplicação daprotensão.
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Parte 3: Controle tecnológico
• Atribuições de responsabilidades – Profissional responsável pela execução da obra
• escolha da modalidade de preparo do concreto; – Concreto preparado pelo executante da obra
– Concreto preparado por empresa de serviços deconcretagem
– Outras modalidades (mistura e transporte realizada porempresa de concretagem e o estudo da dosagemrealizada por pessoa qualificada)
• escolha do tipo de concreto a ser empregado e suaconsistência, dimensão máxima do agregado e demaispropriedades, de acordo com o projeto e com ascondições de aplicação;
• aceitação do concreto;
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Parte 3: Controle tecnológico
• Requisitos para o concreto e métodos deverificação – Requisitos para os materiais e componentes doconcreto
• Cimento Portland (NBR 5732, NBR 5733, NBR 5735,NBR 5736, NBR 5737, NBR 11578, NBR 12989 ou
NBR 13116)• Agregados (NBR 7211)
• Aditivos (NBR 11768)
-
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Parte 3: Controle tecnológico
• Requisitos para o concreto e métodos deverificação – Requisitos e condições de durabilidade daconstrução
• Correspondência entre a classe de agressividade (NBR6118:07) e a qualidade do concreto
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Parte 3: Controle tecnológico
• Requisitos para o concreto e métodos deverificação – Requisitos e condições de durabilidade daconstrução
• Condições especiais de exposição
-
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Parte 3: Controle tecnológico
• Requisitos para o concreto e métodos deverificação – Requisitos e condições de durabilidade daconstrução
• Concretos expostos a solos ou soluções contendosulfatos
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Parte 3: Controle tecnológico
• Requisitos para o concreto e métodos deverificação – Requisitos e condições de durabilidade daconstrução
• Concretos expostos a cloretos
-
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Parte 3: Controle tecnológico
• Ensaios de controle de aceitação
CONTROLE TECNOLÓGICO DOCONCRETO
Estado Fresco
Recebimento
Trabalhabilidade
Estado Endurecido
Resistência à compressão
Controle estatístico
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Parte 3: Controle tecnológico
• Ensaios de controle de aceitação – Verificação da Nota Fiscal
-
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Parte 3: Controle tecnológico
• Ensaios de controle de aceitação – Ensaio de consistência
• slump test – NM 67
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Parte 3: Controle tecnológico
• Ensaios de controle de aceitação – Ensaio de consistência
• slump test – NM 67 – Tolerâncias para concreto dosado em central – NBR7212:84
-
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Parte 3: Controle tecnológico
• Ensaios de controle de aceitação – Ensaio de consistência
Devem ser realizados ensaios de consistência:
• Em concreto virado na obra: – sempre que espalhamento ocorrerem alterações naumidade dos agregados;
– na primeira amassada do dia;
– ao reiniciar o preparo após uma interrupção da jornadade concretagem de pelo menos 2h;
– na troca de operadores;
– cada vez que forem moldados corpos-de-prova.• Em concreto dosado em central: – a cada caminhão betoneira;
– 5 minutos após o término da homogeneização;
– após descarga de 0,5 m3.
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Parte 3: Controle tecnológico
• Ensaios de controle de aceitação – Controle estatístico da resistência à compressão
Formação de lotes
Amostragem
Definição dos exemplares
Determinação do f ck
Aceitação ou rejeição doslotes de concreto
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Parte 3: Controle tecnológico
• Ensaios de controle de aceitação – Controle estatístico da resistência à compressão
• Formação dos lotes A estrutura deve ser subdividida em lotes conforme a Tabela 7da NBR 12655:06 para a realização de ensaios de resistência àcompressão.
O lote é formado por concreto de uma mesma família, mesmaclasse, mesmos procedimentos, mesmo equipamento.
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Parte 3: Controle tecnológico
• Ensaios de controle de aceitação – Controle estatístico da resistência à compressão
• Amostragem As amostras devem ser coletadas aleatoriamente durante aoperação de concretagem, conforme NM 33:98.
» O tempo de coleta das amostras não deverá ser superior a
15 min;» O volume da amostra deverá ser de no mínimo 30 litros;
» A coleta de amostras deve ser realizada durante a opera-ção de descarga, após a retirada dos primeiros 15% e antesde completar a descarga de 85% do volume total dabetonada;
-
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Parte 3: Controle tecnológico
• Ensaios de controle de aceitação – Controle estatístico da resistência à compressão
• Definição do número de exemplaresCada exemplar deve ser constituído por 2 corpos-de-prova damesma amassada, para cada idade de rompimento, moldadosno mesmo ato.
A resistência do exemplar é o maior dos dois valores obtidos noensaio do exemplar.
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Parte 3: Controle tecnológico
• Ensaios de controle de aceitação – Controle estatístico da resistência à compressão
• Definição do número de exemplaresPara o cálculo do f ckest dos lotes de concreto consideram-se 2tipos de controle de resistência:
» Por amostragem parcial:
- Retiram-se exemplares de algumas betonadas de concreto.- Número mínimo de exemplares: 6 para concretos do GrupoI (classes até C50, inclusive) e 12 para concretos do Grupo II(classes superiores a C50).
» Por amostragem total:
- Retiram-se exemplares de cada amassada de concreto.
- Não há limitações do número de exemplares.
-
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Parte 3: Controle tecnológico
• Ensaios de controle de aceitação – Controle estatístico da resistência à compressão
• Determinação do f ck – Por amostragem parcial:
» Para lotes com número de exemplares 6 ≤ n ≤ 20
mm
ckest f m
f f f f −
−+++
= −1
....2 121
Onde:
m=n/2. Despreza-se o valor mais alto de n, se for ímpar.
f 1, f 2, ..., f m valores de resistência dos exemplares, em ordemcrescente.
Obs:. Não se pode tomar f ckest valor menor que Ψ6.f 1
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Parte 3: Controle tecnológico
• Ensaios de controle de aceitação – Controle estatístico da resistência à compressão
• Determinação do f ck – Por amostragem parcial:
» Para lotes com número de exemplares n ≥20
Onde:
f cm é a resistência média dos exemplares do lote, em MPa;
Sd é o desvio-padrão da amostra de n elementos, calculadocom um grau de liberdade a menos, em MPa.
d cmckest
S f f .65,1−=
( )2n
i
i 1
x x
sdn 1
=
−=
−
∑
-
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Parte 3: Controle tecnológico
• Ensaios de controle de aceitação – Controle estatístico da resistência à compressão
• Determinação do f ck – Por amostragem total:
» Para lotes com número de exemplares n ≤ 20
» Para lotes com número de exemplares n > 20
Onde:i=0,05.n. Quando valor de i for fracionário, adota-se o númerointeiro imediatamente superior.
1 f f ckest =
ickest f f =
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Parte 3: Controle tecnológico
• Ensaios de controle de aceitação – Controle estatístico da resistência à compressão
• Determinação do f ck – Casos especiais:
Pode-se dividir a estrutura em lotes correspondentes a nomáximo 10 m3 e amostrá-los com números de exemplares
entre 2 e 5. Nesses casos, o valor estimado da resistênciacaracterística é dado por:
Onde:
Ψ 6 é dado pela tabela abaixo para os números de exemplaresde 2 a 5.
16. f f ckest ψ =
-
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Parte 3: Controle tecnológico
• Ensaios de controle de aceitação – Controle estatístico da resistência à compressão
• Aceitação ou rejeição dos lotes de concreto
→ aceita-se!
→ rejeita-se!
ck ckest f f ≥
ck ckest f f <
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Parte 3: Controle tecnológico
• Exemplo
– Plano de concretagem• Pilares P1, P2, P3, P4 e P5 – 7m3 de concreto (rodado em obra) → 2ª feira
• Pilares P6, P7, P8, P9 e P10 – 7,5m3 de concreto (rodado em obra) → 3ª feira
• Pilares P11, P12, P13, P14 e P15 – 7m3 de concreto (rodado em obra) → 4ª feira
• Vigas e Lajes – 73m3 de concreto (central) → 6ª feira da
outra semana
Lote 1
Lote 2
-
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Parte 3: Controle tecnológico
• Exemplo – Definição do número de exemplares
• Lote 1 (Pilares) – 21,5m3
– Por amostragem total → 60 betonadas → 60 exemplares
– Por amostragem parcial → f ck=30MPa (G1) → n ≥ 6
– Por amostragem especial → não pode!
• Lote 2 (Vigas e Lajes) – 73m3
– Por amostragem total → 11 caminhões-betoneira → 11exemplares
– Por amostragem parcial → f ck=30MPa (G1) → n ≥ 6
– Por amostragem especial → não pode!
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Parte 3: Controle tecnológico
• Exemplo – Definição do número de exemplares
• Lote 1 (Pilares) – 21,5m3
– Por amostragem total → 80 betonadas → 80 exemplares
– Por amostragem parcial → f ck=30MPa (G1) → 6 exemplares
– Por amostragem especial → não pode!
• Lote 2 (Vigas e Lajes) – 73m3 – Por amostragem total → 11 caminhões-betoneira → 11exemplares
– Por amostragem parcial → f ck=30MPa (G1) → 6 exemplares – Por amostragem especial → não pode!
-
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Parte 3: Controle tecnológico
• Exemplo – Resistência dos exemplares
• Lote 1 (Pilares) – 21,5m3
f 1=31,4MPa f 3=32,0MPa f 5=32,5MPa
f 2=31,8MPa f 4=32,3MPa f 6=33,0MPa
• Lote 2 (Vigas e Lajes) – 73m3
f 1=28,9MPa f 5=32,9MPa f 9=33,9MPa
f 2=32,3MPa f 6=33,0MPa f 10=34,2MPa
f 3=32,3MPa f 7=33,5MPa f 11=34,5MPa
f 4=32,5MPa f 8=33,9MPa
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Parte 3: Controle tecnológico
• Exemplo – Cálculo do f ckest
• Lote 1 (Pilares) – Por amostragem parcial (6 exemplares)
mm
ckest f m
f f f f −
−+++
= −1
....2 121 →
→ ACEITA-SE!!
332
8,314,31.2 −
+=ckest f 32
MPa f ckest
2,31=
-
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Parte 3: Controle tecnológico
• Exemplo – Cálculo do f ckest
• Lote 2 (Vigas e Lajes) – Por amostragem total
f ckest=f 1
– Por amostragem parcial
→
→ f ckest=28,9MPa REJEITA-SE!!
mm
ckest f m
f f f f −
−+++
= −1
....2 121
→9,324
5,323,323,329,28.2 −
+++=ckest f
f ckest
=30,1MPa ACEITA-SE!!
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Parte 3: Controle tecnológico
• Ensaios de controle de aceitação
O que fazer quando o
f ckest estiver abaixo daespecificação doprojeto?
-
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Parte 3: Controle tecnológico
• Ensaios de controle de aceitação – Resultados abaixo dos critérios de aceitação
• Assegurar que a capacidade de carga da estrutura nãoseja prejudicada;
• Extrair testemunhos da região afetada conforme NBR6118 e NBR 7680
• Para os corpos-de-prova extraídos valem os mesmoscritérios de amostragem do concreto
• Realizar ensaios de avaliação estrutural – Responsável pelo projeto estrutural
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Parte 3: Controle tecnológico
• Ensaios de controle de aceitação – Resultados abaixo dos critérios de aceitação
• Assegurar que a capacidade de carga da estrutura nãoseja prejudicada;
• Extrair testemunhos da região afetada conforme NBR6118 e NBR 7680
• Para os corpos-de-prova extraídos valem os mesmoscritérios de amostragem do concreto
• Realizar ensaios de avaliação estrutural – Responsável pelo projeto estrutural
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MÓDULO DEELASTICIDADE
Parte 4:
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Parte 4: Módulo de elasticidade
• Introdução
ε
σ ε σ
)()(.
MPaGPa E E =→=
-
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Parte 4: Módulo de elasticidade
• Introdução – Norma NBR 8522:08
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Parte 4: Módulo de elasticidade
• Introdução
- Resolução mínima de 0,001mm.
- O comprimento da base de medida deve ser no mínimoigual a 2/3 do ∅ do CP e no máximo igual à medida desse ∅.
- O ∅ do CP deve ser maior que 4 vezes a DMC do agregadograúdo.
- Para a determinação do Eci devem ser ensaiados 3 CPs.
-
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Parte 4: Módulo de elasticidade
• Definição – Módulo de elasticidade ou módulo dedeformação tangente inicial (Eci)
É o módulo de deformação secante entre 0,5 MPa e30% f c.
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Parte 4: Módulo de elasticidade
• Procedimento de ensaio
ab
ab
ci E ε ε
σ σ
−−
=
-
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Parte 4: Módulo de elasticidade
• Fatores que afetam o módulo deelasticidade – Agregado graúdo
• Tamanho
• Quantidade
– Matriz de cimento
– Resistência do concreto
– Zona de transição pasta/agregado
– Ensaio
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0
0
10
20
30
40
50
60
70
T e n s õ e s ,
M p a
Deformações 10-3
AgregadoCADConc. ComumPasta
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Parte 4: Módulo de elasticidade
• NBR 6118:06 – item 8.2.8“Quando não forem feitos ensaios e não existirem dadosmais precisos sobre o concreto usado na idade de 28 dias,pode-se estimar o valor do módulo de elasticidade usando aexpressão :
• Eci=5600.f ck1/2
O módulo de elasticidade numa idade j≥
7 dias podetambém ser avaliado através dessa expressão, substitu-indo-se f ck por f cj”.
-
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• Outras expressões – ACI 318
• Eci=4733.f ck1/2
– CEB/FIP•
– α=1,2 para basalto e diabásio
– α=1,0 para granito e gnaisse
– α=0,9 para calcário
– α=0,7 para arenito
– Tomosawa e Noguchi (1993)
• 32
2110
.2400
...3350 cmci f w
k k E ⎟ ⎠ ⎞
⎜⎝ ⎛ =
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3
10
8.21500. +
= ck eci f
E α
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• Outras expressões – ACI 318
• Eci=4733.f ck1/2
– CEB/FIP•
– α=1,2 para basalto e diabásio
– α=1,0 para granito e gnaisse
– α=0,9 para calcário
– α=0,7 para arenito
– Tomosawa e Noguchi (1993)
•
3
2
2110
.2400
...3350 cmci f w
k k E ⎟ ⎠
⎞⎜⎝
⎛ =
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3
10
8.21500. +
= ck eci
f E α
-
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• NBR 14931:04
– Item 10.2.2 - Tempo de permanência deescoramentos e fôrmas A retirada das fôrmas e do escoramento só pode ser feitaquando o concreto estiver suficientemente endurecido pararesistir às ações que sobre ele atuarem e não conduzir adeformações inaceitáveis, tendo em vista o baixo valor domódulo de elasticidade do concreto (Eci) e a maiorprobabilidade de grande deformação diferida no tempoquando o concreto é solicitado com pouca idade.
Parte 4: Módulo de elasticidade
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• NBR 14931:04
– Item 10.2.2 - Tempo de permanência deescoramentos e fôrmasPara o atendimento dessas condições, o responsável peloprojeto da estrutura deve informar ao responsável pelaexecução da obra os valores mínimos de resistência à
compressão e módulo de elasticidade que devem serobedecidos concomitantemente para a retirada das fôrmase do escoramento, bem como a necessidade de um planoparticular (seqüência de operações) de retirada doescoramento.
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-
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• Interpretação dos resultados – f ck=30MPa → Eci≥30,6GPa (NBR 6118:06)
Parte 4: Módulo de elasticidade
29,5
44,3
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• Interpretação dos resultados – NBR 8522:08 – item 8 – Repetitividade ereprodutibilidade
• RepetitividadeConvém que a diferença entre dois resultados individuais,obtidas a partir de uma mesma amostra submetida ao ensaio,
por um operador empregando um mesmo equipamento em umcurto intervalo de tempo, não seja maior do que 5%.
•ReprodutibilidadeConvém que a diferença entre dois resultados individuais eindependentes, obtidas a partir de uma mesma amostrasubmetida ao ensaio, por dois operadores em laboratóriosdiferentes em um curto intervalo de tempo, não seja maior doque 10%.
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-
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• Interpretação dos resultados – NBR 8522:08 – item 8 – Repetitividade ereprodutibilidade
• CP 03→ 33,2GPa
• CP 04→ 29,4GPa
• CP 05→ 33,2GPa
Parte 4: Módulo de elasticidade
Diferença de 12% → REJEITA-SE O ENSAIO!
E o concreto, também é
rejeitado?
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CONCRETOS
ESPECIAIS
Parte 5:
-
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• Tipos – Concreto de alto desempenho (CAD)
– Concreto auto-adensável (CAA)
– Grout
– Concreto compactado a rolo (CCR)
– Concreto colorido
– Concreto celular (leve)
– Concreto massa
– Concreto reforçado com fibras – Concreto projetado
– Concreto translúcido
– Concreto com polímeros
Parte 5: Concretos especiais
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