Relatório de dosagem de concreto

Relatório de dosagem de concreto

DOCENTE: Zodinio Sampaio DISCENTES: Matheus Henrique

Murilo Rodrigues Rosiane Ricardo

Natal/RN – Dezembro de 2016

Relatório de prática em laboratório apresentado a disciplina de Materiais de Construção I, visando o desenvolvimento de dosagem de concreto de cimento Portland e produção do mesmo para obtenção da primeira nota da segunda unidade, ministrada pelo professor MSc. Zodinio Sampaio.

Natal/RN – Dezembro de 2016

OBJETIVOS5
INTRODUÇÃO5
METODOLOGIA6
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS UTILIZADOS6
DOSAGEM DO CONCRETO7
INFORMAÇÕES GERAIS DA PEÇA A SER CONCRETADA7

Sumário

CONCRETO7
Passo 1 - Cálculo da resistência do concreto aos 28 dias (fc28):7
Passo 2 – Cálculo da quantidade de água (a)8
Passo 3 – Cálculo da relação água/cimento (x)8
Passo 4 – Cálculo do teor de cimento (c)9
Passo 5 – Cálculo do teor de agregado total (M)9
Passo 6 – Cálculo do teor de agregado miúdo (M1) e graúdo (M2)10
Passo 7 – Correção das massas dos agregados (M1’ e M2’)1
Passo 8 – Correção devido à umidade do agregado (Mh1’ e a’)12
Passo 9 – (1° RESULTADO) Teores em massa por m³ de concreto13
Passo 10 – (2° RESULTADO) Proporção em massa13
Passo 1 – (3° RESULTADO) Proporção em volume14
PROCEDIMENTO REALIZADO PARA FABRICAÇÃO DO CONCRETO16
MOLDAGEM DOS CORPOS DE PROVA19
RUPTURA DOS CORPOS DE PROVA E DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA21
ANÁLISE E RESULTADOS23
CONCLUSÃO24
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS25

INFORMAÇÕES REFERENTES AOS MATERIAIS EMPREGADOS NA FABRICAÇÃO DO ANEXOS ............................................................................................................................................................ 26

A prática em laboratório é essencial para formação acadêmica do discente, não só por permitir a realização do experimento, mas também por ser parte criteriosa na especificação de materiais utilizados no dia a dia da construção civil. O relatório em estudo objetiva mostrar a importância do cálculo de dosagem em um traço de concreto de Cimento Portland. Este referencia normas técnicas de controle proporcional adequado para economia de materiais, pensando assim na Trabalhabilidade, Resistência física/mecânica, Permeabilidade, Porosidade, Condição de exposição e Custo.

Este “relatório de práticas em laboratório referente à dosagem de concreto de Cimento Portland pelo método Salvador Giammusso”, sendo ele, introduzindo o estudo em laboratório referindo-se a produção de concreto baseado em estudos realizados com os materiais empregados (aglomerantes e agregados), tem como disposição em seu acompanhamento mostrar os objetivos, significados e determinações para cada etapa da produção do concreto de forma que transmita o entender de cada experimento realizado.

A iniciação da experiência realizada foi possível através do emprego do aglomerante do tipo CP

I Z 32 RS e agregados do tipo AREIA LAVADA DE RIO e PEDRA BRITADA, além da adição de água. O controle na produção do concreto é de grande importância para o desempenho satisfatório de uma obra, logo, toda tecnologia adicionada e trabalhada de forma coerente possibilita melhor desempenho além da redução no número de acidentes, custos, poluição ambiental, etc. Da mesma forma dos pontos positivos, o não cumprimento de normas específicas torna-se o trabalho ineficaz, dessa forma, ocasionando acidentes, altos custos gerando maior número de resíduos além da baixa qualidade no controle tecnológico do concreto.

Para que possamos compreender suas funções, é necessário termos um conhecimento básico sobre o assunto. Portanto, seus objetivos são em demonstrar os procedimentos de dosagem e ensaio laboratorial além de compreender seus resultados de forma a habilitar o material quanto ao uso. Dessa forma, sabendo-se da importância em investir na infraestrutura do país e também em construções verticais, é de extrema importância o conhecimento dos materiais empregados em sua construção, para isso, a análise criteriosa do concreto no meio acadêmico e na construção tem crescido, além disso, torna-se o foco principal para aceitação na obra e a responsabilidade com o meio ambiente.

Os ensaios realizados seguiram os procedimentos estabelecidos pelas normas regulamentadoras em vigor no Brasil, para tanto, este relatório abordará o procedimento completo de dosagem de concreto e ensaio de moldagem de corpos de prova.

1. Cimento do tipo CP I Z 32 RS 2. Areia média grossa 3. Brita 1 (19 m) 4. Água 5. Desmoldante

1. Bandeja metálica 2. Colher de pedreiro 3. Colher tipo DER 4. Proveta 5. Balança 6. Molde cilíndrico 7. Soquete 8. Funil 9. Retífica 10. Prensa Universal de Concreto

Para efeitos de cálculos, foi empregado o método de Salvador Giammusso para dosar o Concreto de Cimento Portland de acordo com o tipo de peça que se deseja concretar.

Tabela 01

Tabela 02

Passo 1 - Cálculo da resistência do concreto aos 28 dias (fc28):

Tipo da Peça Condições de exposição Fck (Mpa) Controle

Pilar para Ponte Ambiente Agressivo 36 Rigoroso (Sd = 4)

Tipo Massa Específica (kg/L) Massa Unitária (kg/L)

Tipo Massa Específica (kg/L) Massa Unitária (kg/L)

Massa Específica (kg/L) Massa Unitária (kg/L)

Brita I (19 m) BRITA

AREIA Tipo

CONCRETO Massa Específica (kg/m³)2500

Areia Média Grossa

Passo 2 – Cálculo da quantidade de água (a)

A quantidade de água foi obtida em função do diâmetro máximo do agregado e do abatimento (slump) desejado. O valor será expresso em litros.

Y (abatimento) = 40 m Dmáx (Brita) = 19 m Quantidade de água = 186 L

Passo 3 – Cálculo da relação água/cimento (x)

Serão calculados dois critérios A e B, logo, será adotado o menor. a) Pelo critério da resistência:

Equação:

A’ e B’ são constantes que dependem do cimento:

Logo:

Tabela 03 b) Pelo critério da durabilidade:

Tabela 04

condições de exposição; comum e ambiente agressivo, foi encontrado o valor de 0,45 a/c

De acordo com a tabela acima, em função do tipo de peça utilizada e de acordo com as

Comum Ambiente

Agressivo

Delgada Comum

Calculado os critérios A e B, e de acordo com o método de dosagem adotado, iremos adotar o menor valor encontrado entre A e B, dessa forma, a/c será igual a 0,39.

Passo 4 – Cálculo do teor de cimento (c)

O teor de cimento em kg será calculado partindo dos valores de a/c e quantidade de água em L pela equação seguinte.

Equação:

Passo 5 – Cálculo do teor de agregado total (M)

O Teor total dos volumes dos materiais será equivalente a 1 m³ ou 1000 litros. Calcula-se através da seguinte equação:

Equação: (
)

Onde: c = Teor de cimento (kg) gc = Massa específica do cimento (kg/L) M = Teor de agregado total (kg) gm = Massa específica média dos agregados (kg/L) a = Teor de água (L)

Substituindo os valores encontrados nos ensaios físicos e mecânicos dos materiais empregados da fabricação do concreto, se obtém:

(

Passo 6 – Cálculo do teor de agregado miúdo (M1) e graúdo (M2)

Divide-se em três etapas A, B e C onde que ao final deverão ser adotados os valores intermediários de M1 e M2.

a) Teor de argamassa seca (as)

Expressão: M1 = as.(c + M) – c

M2 = M – M1 as -> situa-se em geral entre 45% e 5%. Foi adotado o valor de 46%. (Aumenta-se as à medida que a quantidade de cimento diminui).

Substituindo os valores:

b) Relação agregado miúdo / agregado total (am)

Expressão: M1 = am . M

M2 = M – M1 am -> Situa-se em geral entre 34% e 42%. Foi adotado o valor de 36%. (Aumenta-se am quando se deseja concretos mais coesos para melhor acabamento).

Substituindo os valores:

c) Teor real de argamassa (ar) Expressão: M2 = (1 – ar).gconcreto

M1 = M – M2 gconcreto -> Massa específica do concreto kg/m³ ar -> Situa-se em geral entre 5% e 60%. Foi adotado o valor de 56%. (Aumenta-se ar quando se deseja concretos mais ricos em argamassa).

Substituindo os valores:

Resumo do teor de agregado miúdo e graúdo:

Tabela 05

Seguindo o protocolo da dosagem, foram adotados os seguintes valores para M1 e M2: M1 = 624,90 kg M2 = 1110,92 kg

Passo 7 – Correção das massas dos agregados (M1’ e M2’)

Os teores de agregados calculados anteriormente foram obtidos a partir de uma massa específica média (gm). No entanto, é necessária uma correção para que resultem diferenças de volume.

Assim, sendo g1 e g2, respectivamente as massas específicas dos agregados miúdo e graúdo, as suas massas corrigidas são:

Equação para o agregado miúdo:

Critério - ACritério - BCritério - C

Equação para o agregado graúdo:

12 Substituindo os valores:

Passo 8 – Correção devido à umidade do agregado (Mh1’ e a’)

Como o agregado em geral se apresenta úmido, a quantidade de água livre trazida pela umidade deve ser considerada. Sendo o teor de umidade sempre expresso em função da massa de material seco, tem-se:

Expressão: Mh’ = M’ + M’ . h Onde; h = teor de umidade Mh’ = massa úmida M’ = massa seca

Porém, como na maioria das vezes considera-se apenas a umidade presente no agregado miúdo, então, a umidade do agregado graúdo é desprezível.

Logo, têm-se a equação: Mh’ = M1’ . (1 + h)

A diferença de quantidade de agregados úmidos para as quantidades de material seco é a própria quantidade de água, dessa forma, calcula-se pela seguinte expressão:

a’ = a – (Mh1’ – M1’)

onde: a’ equivale ao teor de água corrigido em litros.

Substituindo os valores na equação de correção da massa do agregado miúdo e na equação da quantidade de água, teremos:

a’ = 186 – (624,9 – 624,9) = 186 L

Mh1’ = 624,7 . (1 + 0) = 624,9 kg O valor de h foi igual a 0 (zero), ou seja, o material estava totalmente seco.

Passo 9 – (1° RESULTADO) Teores em massa por m³ de concreto

Tabela 06

Passo 10 – (2° RESULTADO) Proporção em massa

O traço em proporção em massa é obtido pelos quocientes entre as diversas quantidades (massa) e a quantidade de cimento (massa).

Logo, teremos:
1: m1: m2: x

AGREGADO MIÚDO Mh1' (kg) AGREGADO GRAÚDO - M2' (kg) ÁGUA - a' (L)

MATERIAL CIMENTO (kg)

Portanto, de acordo com método de dosagem adotado, para a produção de um concreto com fc28 igual a 42,6 Mpa, e, levando em considerações os resultados dos ensaios laboratoriais realizados com os materiais empregados, foi adotado o traço calculado e exibido no passo 10, que corresponde a seguinte proporção em massa:

Passo 1 – (3° RESULTADO) Proporção em volume

Antes de calcular a proporção em volume é necessário calcular o volume dos materiais. Este cálculo é feito a partir das massas dos materiais e suas respectivas massas unitárias. Os parâmetros necessários para esse cálculo são:

dc = massa unitária do cimento d1 = massa unitária do agregado miúdo d2 = massa unitária do agregado graúdo sendo: Vc = c/dc V1 = Mh1’/d1 V2 = M2’/d2 Va = a’

Logo, teremos a expressão:

1 : n1 : n2 : na

Logo,

Sendo assim, os valores encontrados foram: 1:1,32:1,29:0,5

Todos os procedimentos realizados para a produção do concreto foram realizados em laboratório e devidamente supervisionado e definido pela norma NBR 12655/96, que dentro de suas condições, especifica o controle na fabricação do concreto.

Com o traço devidamente calculado em massa e em volume, iniciou-se a separação do material a ser utilizado. Lembrando que foi utilizado o traço em massa, dessa forma, o material foi separado em função da massa do cimento de acordo com os resultados obtidos no passo 10 da dosagem. Foi solicitado pelo professor da disciplina que, após calcular a dosagem de acordo com os prérequisitos estabelecidos, fossem moldados 2 corpos de prova de dimensões 10 x 20 cm.

Primeiramente, pesou-se os materiais a serem utilizados em uma balança de alta precisão devidamente tarada. Para que não houvesse falta de material no preenchimento dos corpos de prova, o grupo decidiu utilizar 2,5 kg de cimento para realização da produção do concreto.

Pesagem dos materiais:

Após a pesagem dos materiais, sendo cada um em um recipiente diferente, iniciou-se a produção do concreto de acordo com os procedimentos citados abaixo.

1. A quantidade de areia separada de acordo com o cálculo foi depositada em uma bandeja grande e espalhada criando-se a forma geométrica retangular “um colchão”. Em seguida, foi adicionada a massa do cimento e misturada com a areia até se tornar uma mistura homogênea.

Figura 01: Pesagem dos materiais utilizados

2. Feito o exposto acima, foi criado um “pequeno vulcão” para que seja adicionada a brita onde essa adição é feita somente no termino da mistura da areia/cimento.

Figura 02: Mistura da areia com cimento

Figura 03: Mistura areia/cimento homogênea Figura 04: Mistura areia/cimento/brita

Nesta etapa de mistura do agregado graúdo, uma característica importante é de que no procedimento de mistura as dimensões dos mesmos estejam bem distribuídas por todo material, para afim de que no concreto haja um bom preenchimento dos vazios.

3. Por fim e de maneira regular foi adicionada à água, dessa forma, com cautela o concreto foi produzido até atingir uma mistura homogênea com boa trabalhabilidade de acordo com o traço calculado.

Figura 05: Adição de água e produção do concreto

A moldagem dos corpos de prova ocorreu mediante leitura e interpretação da norma NBR 5738.

Os moldes cilíndricos foram devidamente limpos e lubrificados além de estar presos as suas bases niveladas e fechados antes da introdução do concreto.

Após a lubrificação do molde cilíndrico, o concreto foi adicionado ao interior do mesmo em duas camadas. Na primeira, com altura aproximadamente igual a 2/3, foram aplicados 12 golpes com um soquete padronizado, em seguida, foi adicionada a segunda camada até preencher completamente o molde e aplicado 12 golpes na mesma. Para finalizar foi realizado o acabamento na parte superior do corpo de prova a fim de reduzir o máximo possível às saliências provenientes da moldagem. Logo após, os moldes foram deixados em repouso pelo período de 24 horas.

Figura 06: Molde cilíndrico

Passado o período de 24 horas, os corpos de prova foram desmoldados e colocados em um tanque com água durante 6 dias.

Figura 07: Moldagem dos corpos de prova

Figura 08: Desmoldagem e cura dos corpos de prova

Transcorrido a cura dos corpos de prova, foi determinado a resistência equivalente a 7 dias de idade. O procedimento realizado iniciou-se pela retificação do corpo de prova com intuito de remover as saliências ainda existentes na base superior do CP. Foi utilizada uma retifica para remoção do citado como mostra a figura abaixo.

Logo após a retificação, os corpos de prova foram colocados (um por vez) na prensa universal de concreto e através dela foram obtidos os relatórios e gráficos de cada CP com o resultado da resistência expresso em Mpa.

Figura 09: Retificação do corpo de prova

Figura 10: Corpo de prova acomodado na prensa universal de concreto Figura 1: Corpo de prova após ruptura

Os resultados obtidos foram satisfatórios quanto à aprendizagem dos discentes, porém, poderia ter sido melhor referente à resistência desejada e alcançada pelo concreto produzido. Logo, desejava-se alcançar aos 7 dias uma resistência igual ou superior a 70% da esperada aos 28 dias, mas não foi possível. Um dos corpos de prova alcançou 25,8 Mpa (CP I) e o outro 23,5 Mpa (CP I), sendo assim, ficando abaixo dos 70% esperado em função da dosagem realizada.

Gráfico 01: Curva gráfica do CP I Gráfico 02: Curva gráfica do CP I

De acordo com o exposto neste relatório, podemos concluir de modo geral que a dosagem e a produção do concreto foram satisfatórias para o aprendizado laboratorial. Referente ao alcance da resistência ter sido comprometido, podemos concluir que devido ter muito pó envolvendo a brita, pode ter sido um dos fatores a elevar o consumo de água, como não foi corrigido, pode ter influenciado diretamente na resistência do concreto. Além disso, o cimento utilizado já havia começado a reagir com a umidade presente no laboratório.

Portanto, afim acadêmico e profissional foi de extrema importância o conhecimento prévio das propriedades dos materiais para se determinar o traço desejado de acordo com a peça a ser concretada, dessa forma, a aplicação correta de seus valores no cálculo de dosagem faz toda diferença.

GIAMMUSSO, Salvador. Dosagem dos Concretos (1ª parte). ABNT NBR 12655/1996 – Concreto – Preparo, controle e recebimento.

ABNT NBR 5738 – Concreto – Procedimento para moldagem e cura de corpos-de-prova.

ABNT NBR 5739 – Concreto – Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos.

A seguir, encontram-se os relatórios de cada corpo de prova de concreto produzido gerado pelo software da máquina universal de concreto.

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