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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURAL E CONSTRUÇÃO CIVIL CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

ALEXANDRE JORGE ROCHA MENEZES

ESTUDO COMPARATIVO ENTRE CAPEAMENTO DE CORPO-DE-PRO VA DE CONCRETO COM ENXOFRE, USO DE NEOPRENE E RETIFICAÇÃO DE TOPO

PARA ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO AXIAL

FORTALEZA

2011

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Monografia submetida à Coordenação do Curso de Engenharia Civil da Universidade Federal do Ceará como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro Civil em dezembro de 2011. Orientador(a): Prof. Dr. Antônio Eduardo Bezerra Cabral

FORTALEZA

2011

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Monografia submetida à Coordenação do Curso de Engenharia Civil, da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro Civil.

Aprovado em 25/11/2011

BANCA EXAMINADORA

_____________________________________________________ Prof. Dr. Antônio Eduardo Bezerra Cabral

Universidade Federal do Ceará (Orientador)

_____________________________________________________ Prof. Msc. Aldo de Almeida Oliveira

Universidade Federal do Ceará

_____________________________________________________ Eng. Especialista Kelvya Maria de Vasconcelos Moreira

Universidade Federal do Ceará

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Dedico este trabalho à meus pais por todo empenho dedicado à minha formação, não apenas acadêmica, mas em especial a minha formação humana.

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AGRADECIMENTOS

Em especial à Deus por me guiar, proteger e principalmente por oferecer saúde,

coragem e força para que eu consiga alcançar meu objetivos.

Aos meus pais por sempre estarem ao meu lado, pelo amor, dedicação e em

especial por me ensinarem a sempre dar o melhor de mim e nunca desistir dos meus objetivos.

Ao professor Eduardo Cabral por me ter dado a oportunidade de estudar e

conhecer um pouco mais sobre materiais de construção, além dos demais professores que tive

o prazer de conviver durante essa fase da minha vida.

À Lara Raissa pela paciência que teve comigo durante esse período, além do

apoio fundamental para que fosse possível a conquista de mais esse objetivo.

Por fim, agradeço a todos os colegas que lutaram comigo nessa batalha, passaram

noites acordados estudando pra prova do dia seguinte, que esqueceram a maior parte dos

feriados e dos finais de semanas desses últimos cinco anos.

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RESUMO

A indústria da construção civil está em plena expansão e, à medida que cresce o lançamento de novos empreendimentos, também cresce a preocupação com a qualidade dos materiais que são utilizados por essa indústria. Frequentemente são realizados inúmeros ensaios para se constatar a durabilidade e resistência dos materiais que são utilizados nas edificações. Dentre os ensaios mais frequentes, o ensaio de resistência à compressão axial em corpos-de-prova de concreto é o mais realizado durante o processo construtivo, uma vez que o concreto é o material mais utilizado na construção de edificações em geral. Entretanto, para a realização deste ensaio é usualmente utilizado o enxofre derretido na regularização das superfícies dos topos dos corpos-de-prova; no entanto, a fumaça gerada no processo de derretimento do enxofre é prejudicial à saúde humana, além do fato do enxofre ser um bem natural que precisa ser extraído, aumentando assim o impacto que a indústria da construção civil causa ao meio ambiente. Para tentar amenizar estes problemas, várias técnicas são utilizadas para fazer a regularização dos corpos-de-prova sem a utilização do enxofre como, por exemplo, empregando-se o neoprene ou simplesmente retificando o topo do corpo-de-prova. Desta maneira foram analisados os resultados de ensaios de resistência à compressão axial utilizando para o nivelamento das bases dos corpos-de-prova o enxofre, a borracha de neoprene e o desgaste mecânico dos corpos-de-prova através de uma máquina retificadora. De posse dos resultados foi possível analisar que o tipo de nivelamento dos corpos-de-prova influência diretamente nos resultados do ensaio de resistência à compressão axial, uma vez que se observou para os grupos de concreto de 20MPa e 30MPa o uso do enxofre como a melhor técnica de nivelamento das bases e para o grupo de 40MPa o uso da borracha de neoprene se apresentou mais indicada.

Palavras-chaves: Enxofre, neoprene, máquina retificadora.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 – Ensaio de abatimento de tronco de cone ou slump test........................................06 Figura 2.2 – Aplicação de carga no ensaio de flexo-tração......................................................08 Figura 2.3 – Apresentação do ensaio de compressão diametral................................................09 Figura 2.4 – Ensaio de tração direta..........................................................................................10 Figura 2.5 – Capeamento de corpo-de-prova com enxofre.......................................................17 Figura 2.6 – Superfície do corpo-de-prova após ser capeado com enxofre..............................18 Figura 2.7 – Ensaio de compressão axial utilizando neoprene.................................................19 Figura 2.8 – Processo de desgaste da superfície do corpo-de-prova.........................................20 Figura 2.9 – Superfície do corpo-de-prova após ser retificado.................................................21 Figura 3.1 – Prensa hidráulica – elétrica com 100kN de capacidade de carga.........................23 Figura 3.2 – Retífica com lâmina diamantada..........................................................................23 Figura 3.3 – Família de concreto com 20 MPa.........................................................................24

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LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 3.1 – Distribuição granulométrica dos agregados........................................................22 Gráfico 4.1 – Curva normal para o grupo de 20 MPa...............................................................27 Gráfico 4.2 – Curva normal para o grupo de 30 MPa...............................................................28 Gráfico 4.3 – Curva normal para o grupo de 40 MPa...............................................................30 Gráfico 4.4 – Desvio Padrão dos grupos...................................................................................31 Gráfico 4.4 – Resistências médias dos grupos..........................................................................31

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LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 – Características da borracha de neoprene..............................................................19 Tabela 3.1 – Característica dos agregados................................................................................22 Tabela 3.2 – Traços adotados em massa...................................................................................24 Tabela 4.1 – Dados de análise das amostras.............................................................................26 Tabela 4.2 – Teste ANOVA para o grupo de 20 MPa..............................................................27 Tabela 4.3 – Teste ANOVA para o grupo de 30 MPa..............................................................29 Tabela 4.4 – Teste ANOVA para o grupo de 40 MPa..............................................................30

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 1 1.1 Objetivos ...................................................................................................................... 2

1.1.1 Objetivo geral ..................................................................................................... 2

1.1.2 Objetivo específico ............................................................................................. 3

1.2 Estrutura do trabalho .................................................................................................... 3 2 CONCRETO ....................................................................................................................... 4

2.1 Introdução .................................................................................................................... 4 2.2 Propriedades do concreto no estado fresco .................................................................. 5 2.3 Propriedades no estado endurecido .............................................................................. 7

2.3.5.1 Fatores que afetam a resistência do concreto ................................................... 13

2.4 Corpos-de-prova cilíndricos....................................................................................... 13 2.4.1 Nivelamento do topo do corpo-de-prova .......................................................... 15

2.4.1.1 Sistema de capeamento colado ......................................................................... 16

2.4.1.2 Sistema de capeamento não colado .................................................................. 18

2.4.1.3 Sistema de desgaste mecânico .......................................................................... 19

3 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................................. 22 3.1 Característica dos materiais e equipamentos ............................................................. 22

3.2 Método ....................................................................................................................... 23 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................................................... 26

4.1 Grupo de 20 MPa ....................................................................................................... 26 4.2 Grupo de 30 MPa ....................................................................................................... 28 4.3 Grupo de 40 MPa ....................................................................................................... 29 4.4 Resultados gerais ....................................................................................................... 31

5 CONCLUSÕES ................................................................................................................ 33 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.................................................................................................34 ANEXOS..................................................................................................................................36

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1 INTRODUÇÃO

O concreto é uma rocha artificial, fabricada pelo homem, e por isso pode ser

estudado e melhorado ou direcionada suas propriedades para a finalidade que este tenha,

como por exemplo, o uso para estruturas submersas no mar ou pistas de rolagem para

tráfego de veículos.

Existe registro do uso do concreto simples ou primitivo na pavimentação de

estradas no Império Romano. Este concreto era constituído de cal hidratado e argila

pozolânica, bem diferente do concreto atual. Esta diferença se dar principalmente

devido aos estudos desenvolvidos no inicio do século XX (HELENE & ANDRADE,

2010).

A indústria da construção civil responde por 16% do PIB Brasileiro e

empregando aproximadamente 2,95 milhões de trabalhadores com carteira assinada

(IBGE, 2001), desta feita esta indústria é extremamente importante para a economia do

país, fato compartilhado com outras nações. E o concreto por sua vez é o material mais

consumido por esse setor da economia, assim o estudo deste material não se faz

necessário apenas para se garantir uma maior segurança e desempenho de estruturas de

concreto, mas se faz extremamente necessário para o desenvolvimento de País.

Atualmente também tem se desenvolvido estudos envolvendo o concreto

por apelo ambiental, utilizando na sua composição, por exemplo, resíduo de construção

e demolição.

Para muitas nações o conhecimento das capacidades e características do

concreto é algo estratégico, como é o desenvolvimento da saúde e biotecnologia. Isso é

comprovado quando é comparado o nível de investimento nestes setores. Só no Brasil

existem cerca de 130 centros de pesquisa e desenvolvimento em concreto (HELENE &

ANDRADE, 2010).

Mas apenas o estudo do concreto, suas características e constituintes em

laboratório, não são suficientes para oferecer segurança e economia no processo de

fabricação e utilização deste material

O principal responsável desde a coleta de agregados até o lançamento do

concreto em fôrmas para a confecção de estruturas é o Homem. E é este o elemento

mais propenso a falhar durante o processo de produção de estruturas de concreto.

2

Assim, com a finalidade de minimizar grandes problemas, vários textos

técnicos e normas são publicados para nortear da fabricação ao uso do concreto.

Antes de se realizar o lançamento do concreto, ou seja, quando este se

apresenta no seu estado fluido, são realizados ensaios que verifica a qualidade deste

para a sua aplicação. Já para o concreto no seu estado endurecido é verificado outras

características como sua resistência a compressão ou a tração.

A qualidade do concreto pode variar por vários fatores, como por exemplo,

a qualidade dos agregados, a mistura ou cura do concreto (NEVILLE, 1997). Entretanto,

só é feita em geral a verificação da qualidade final do concreto, quando este está no seu

estado endurecido, através do ensaio de compressão uniaxial para a verificação da

resistência que aquele apresenta.

O procedimento de coleta, moldagem da amostra e realização do ensaio são

feitos de acordo com as normas que baliza cada procedimento. No entanto, na prática

surgem várias dificuldades que as normas não apresentam.

O ensaio de compressão axial para a verificação da resistência do concreto

também possui alguns detalhes, que caso não seja atendidas podem alterar os resultados

dos ensaios. Um exemplo disso é o cuidado com as faces do corpo-de-prova, que é

necessário que elas estejam niveladas e lisas para que não haja concentração de tensão e

consequentemente não haja divergência entre a resistência real e a apresentada após o

ensaio de compressão (BEZERRA, 2007).

A norma NBR 5739 (ABNT, 2007) que norteia o procedimento para a

realização do ensaio de compressão axial, cita técnicas para se fazer o nivelamento das

superfícies, entretanto ainda não se sabe o que cada técnica pode influenciar no

resultado dos ensaios, majorando ou minorando a resistência dos corpos-de-prova.

1.1 Objetivos

1.1.1 Objetivo geral

Avaliar a influência do tipo de técnica de nivelamento de corpo-de-prova,

com diferentes níveis resistências, no resultado do ensaio de compressão uniaxial

segundo a NBR 5739 (ABNT, 2007).

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1.1.2 Objetivo específico

• Avaliar a influência da técnica de nivelamento do corpo-de-prova

com uso do enxofre nos resultados de ensaio de resistência à compressão em corpos-de-

prova cilíndricos de concreto.


com uso de borracha de neoprene nos resultados de ensaio de resistência à compressão

em corpos-de-prova cilíndricos de concreto.


com uso da técnica de desgaste mecânico da superfície nos resultados de ensaio de

resistência à compressão em corpos-de-prova cilíndricos de concreto.

• Determinar qual técnica é mais indicada para concreto com fck

igual a 20MPa, 30MPa e 40MPa.

1.2 Estrutura do trabalho

Este trabalho se divide em cinco capítulos. No capítulo um é apresentado o

tema com uma contextualização breve do problema e objetivos.

No capítulo dois é realizada uma fundamentação teórica por meio de uma

revisão bibliográfica de textos técnicos, livros e normas que norteia o tema.

No capitulo três são apresentados os materiais e os principais equipamentos

utilizados durante a pesquisa. Também neste capítulo é apresentado o método de

pesquisa utilizado para alcançar os objetivos iniciais.

No capítulo quarto são apresentados os resultados obtidos durante os

ensaios e é feita uma discussão sobre os mesmos.

Por fim, no capítulo cinco são apresentadas as conclusões obtidas durante

todo o estudo.

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2 CONCRETO

2.1 Introdução

O concreto é sem dúvida o material mais usado na construção civil, sendo

consumido anualmente no mundo cerca de 11 bilhões de toneladas (MEHTA &

MONTEIRO, 2008).

Por que o concreto se tornou um material tão usado atualmente, uma vez

que existem outros materiais com maiores resistências, como por exemplo, o aço?

Existem várias resposta para esta pergunta. Uma delas é o fato do concreto ser resistente

à penetração da água, característica esta que não é encontrada no aço ou na madeira.

Outra razão para a popularização do concreto é que este é normalmente o

material mais barato e facilmente difundido nos canteiros de obra (MEHTA &

MONTEIRO, 2008), não requerendo uma mão-de-obra especializada para o seu

manuseio e aplicação.

O concreto é um material composto por agregados dispersos em uma pasta

de aglomerante (HELENE & ANDRADE, 2010). Em geral, três quartos do seu volume

são constituídos de agregados (NEVILLE, 1997), estes que são facilmente encontrados,

fato que potencializa a produção do concreto. Atualmente é comum, também, a

utilização de aditivos que potencialize algumas propriedades do concreto como, por

exemplo, sua plasticidade.

À princípio, os agregados eram vistos como uma forma de se economizar na

produção do concreto por apresentar um valor econômico bem inferior ao do cimento.

No entanto, pode-se adotar o agregado como um material de construção ligado a uma

pasta de cimento e que influi diretamente na característica do concreto uma vez que o

agregado não é inerte na exatidão da palavra e suas propriedades físicas, térmicas e, às

vezes, também químicas tem influência no desempenho do concreto (NEVILLE, 1997).

Enfim, são diversas as características dos agregados que influem diretamente nas

propriedades do concreto, como por exemplo, a composição granulométrica, absorção

de água, resistência à compressão e módulo de elasticidade da rocha.

Mas, sem dúvida, o constituinte que mais influi na qualidade do concreto é o

cimento. A NBR 11578 (ABNT, 1991) define o cimento Portland como um

aglomerante hidráulico produzido pela moagem do clínquer ao qual se adiciona a

quantidade necessária de um ou mais formas de sulfato de cálcio. Durante a moagem é

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permitido adicionar a esta mistura materiais pozolânicos, escórias granuladas de alto-

forno e/ou materiais carbonáticos. São esses materiais adicionados na mistura de

clínquer e sulfato de cálcio que proporcionam as diversas características do cimento.

O cimento Portland é dividido de acordo com suas características. Os mais

utilizados no Brasil são o cimento Portland comum ou cimento Portland puro,

identificado por CP I, cimento Portland composto, identificado por CP II, e este

apresentando três subdivisões, CP II – E, CP II – Z e CP II – F. Há outro tipo de

cimento denominando de alto-forno que apresenta, adicionado ao clínquer moído

escórias de alto-forno, e é identificado por CP – III. O cimento Portland pozolânico, que

apresenta na sua composição materiais pozolânicos é denominado de CP – IV. Existe

também o cimento indicado para fornecer altas resistências iniciais, sendo identificado

por CP V – ARI.

Outro elemento fundamental para a fabricação de um concreto de qualidade

é a água. Ela é a responsável pela hidratação do cimento e o surgimento da pasta

cimentante que envolverá os agregados.

É importante salientar que a água de amassamento está diretamente ligada à

qualidade e durabilidade do concreto, pois quando esta for utilizada em excesso os

agregados podem se separar levando a segregação do concreto, dependendo do volume

de água utilizado. Ao contrario, se a mistura tiver pouca água, esta não será suficiente

para a hidratação do cimento.

2.2 Propriedades do concreto no estado fresco

Qualquer problema que o concreto apresente no seu estado fresco, como

perda da trabalhabilidade, antes ou depois do seu lançamento, segregação ou exsudação,

pode afetar de forma permanente na funcionalidade da estrutura.

A trabalhabilidade do concreto é uma característica do seu estado fresco que

está diretamente ligada à sua plasticidade. E é essa trabalhabilidade que determina a

facilidade e a homogeneidade com a qual o concreto pode ser misturado, lançado,

adensado e acabado.

Os fatores que podem influenciar na trabalhabilidade do concreto são:

• Condições ambientais: a reação química entre o cimento e a água de

amassamento é exotérmica, ou seja, libera calor. Este calor faz com

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que a água evapore e o concreto se torne menos trabalhável. A

temperatura ambiente afeta diretamente esse processo, acelerando ou

retardando na evaporação da água;

• A forma e dimensão das partículas: quanto mais arredondados e

menores forem os grãos dos agregados, mais trabalhável será o

concreto;

• Aditivos: atualmente são utilizados, nos concretos, modernos

aditivos plastificantes e retardadores de pega, o que melhoram a

trabalhabilidade e alongam o tempo de fluidez do concreto.

Durante a fabricação é difícil identificar o nível de trabalhabilidade que o

concreto apresenta. Na fase de dimensionamento do traço de concreto a ser utilizado em

determinada estrutura estima-se a taxa ideal de consistência do concreto, contudo antes

da aplicação deste, imediatamente após a produção, faz-se necessário a verificação desta

consistência por meio do ensaio de abatimento de tronco de cone ou slump test pela

NBR NM 67 (ABNT, 1998).

A figura 2.1 apresenta um ensaio de abatimento de tronco de cone, no qual é

verificado o quando o concreto que foi moldado no tronco de cone metálico foi

deformado após sua desmoldagem.

Figura 2.1 – Ensaio de Abatimento de tronco de cone ou Slump Test.

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2.3 Propriedades no estado endurecido

A busca por concretos com melhores desempenhos cresce constantemente,

uma vez que se busca a máxima eficiência das estruturas, como por exemplo, com a

utilização de vigas cada vez mais extensas e pilares mais delgados.

Existem diversos parâmetros para se comprovar a qualidade do concreto,

como por exemplo, a resistência à tração, a retração hidráulica, a absorção de água, a

resistência à compressão, dentre outras.

A seguir têm-se algumas considerações sobre tais parâmetros.

2.3.1 Resistência à tração

O concreto resiste mal à tração, apresentando cerca de 8% a 15% da

resistência à compressão (MEHTA & MONTEIRO, 2008). Por isso, esta propriedade

geralmente não é utilizada pelos engenheiros calculistas ao desenvolver estruturas em

concreto armado, deixando a solicitação de tração absorvida exclusivamente pela

armação metálica.

Entretanto, a determinação da carga em que o concreto inicia sua fissuração

é muito importante ser identificada, uma vez que esta fissuração pode acelerar o

processo de corrosão da armadura, fato que pode comprometer a estabilidade e

segurança da estrutura (CARVALHO & FIGUEIREDO, 2009).

Para a determinação da tração do concreto, existem três tipos básicos de

ensaios: flexo-tração, compressão diametral ou tração indireta e tração direta.

2.3.1.1 Flexo-tração

A determinação da resistência à tração na flexão é realizada em corpos-de-

prova prismáticos de 150x150x500mm, apoiados em um vão de 450mm, de acordo com

a NBR 12142 (ABNT, 2010) e apresentado na Figura 2.2.

Além do modo de se aplicar as cargas, o tipo de agregado e a umidade do

concreto no momento do ensaio influencia a resistência à tração na flexão. (NEVILLE,

1997).

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Figura 2.2 – Aplicação de carga no ensaio de flexo-tração.

A norma que baliza este método de ensaio identifica diversas formas de

ruptura do corpo-de-prova e para cada um dos tipos é apresentada uma expressão para o

cálculo da resistência a tração. A Expressão 2.1 apresenta a determinação da resistência

à tração quando a ruptura ocorre no terço médio da distância entre os elementos de

apoio, já a Expressão 2.2 apresenta o modo de determinar esta resistência quando a

ruptura ocorre fora deste terço médio.

�� = �� (2.1)

Onde p é a carga aplicada em N, l é a distância entre cutelos de suporte em

mm, b é a largura média do corpo-de-prova na seção de ruptura e d é a altura média do

corpo-de-prova na seção de ruptura em mm.

�� = �� (2.2)

Onde a é a distância média entre a linha de ruptura na face tracionada e a

linha correspondente ao apoio mais próximo.

2.3.1.2 Compressão diametral

O ensaio de compressão diametral, também conhecido como Ensaio

Brasileiro de Resistência a Tração, é realizado em corpos-de-prova cilíndricos de

concreto de dimensões 10x20cm.

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A resistência a tração pura é, aproximadamente, 85% da resistência por

compressão diametral e 60% da resistência obtida pelo ensaio de flexo-tração

(CARVALHO & FIGUEIREDO, 2009).

O ensaio de tração indireta é realizado de acordo com a NBR 7222 (ABNT,

2011). Este ensaio consiste na aplicação de carga ao longo da geratriz do corpo-de-

prova com o auxilio de duas tiras de chapas duras de fibra de madeira, conforme essas

são especificadas na NBR ;10024 (ABNT, 1987). A Figura 2.3 apresenta o modo de

aplicação das cargas no ensaio de compressão diametral.

Figura 2.3 - Apresentação do ensaio de compressão diametral.

A NBR 7222 (ABNT, 2011) apresenta as expressões necessárias para a

identificação da resistência a tração do concreto pelo Ensaio Brasileiro de Resistência a

Tração e esta é apresentada na Expressão 2.3.

�� = ��

(2.3)

Onde, F é a carga máxima em kN, d é o diâmetro do corpo-de-prova em mm

e L é a altura do corpo-de-prova em mm.

2.3.1.3 Tração direta

O ensaio de tração direta apresenta dificuldades de realização devido a

forma de aplicação das cargas (CARVALHO & FIGUEIREDO, 2009), como pode ser

visto na figura 2.4.

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Figura 2.4 – Ensaio de tração direta.

Este ensaio consiste na aplicação de cargas nas extremidades do corpo-de-

prova até a ruptura do mesmo. O ensaio se torna menos aplicável devido ao fato de ao

se aplicar as cargas pode haver um desgaste excessivo das bases do corpo-de-prova

onde são aplicadas as tensões, comprometendo assim o ensaio. O resultado do ensaio de

tração direta é dado pela divisão da força de rompimento do corpo-de-prova pela área de

sua base.

2.3.2 Retração hidráulica

A perda de água do concreto causa a retração hidráulica, ou seja,

deformação volumétrica do concreto. A variação de volume do concreto ao secar não é

igual ao volume de água retirada. A perda de água livre causa pouca ou nenhuma

retração. Com a continuação da secagem, a água absorvida é removida e nesse estágio a

variação de volume da pasta de cimento hidratada é igual à perda de uma camada de

água com espessura de uma molécula (NEVILLE, 1997).

Os fatores que influenciam a retração hidráulica do concreto são a umidade

do ar, a dimensão da peça e o fator água/cimento.

A umidade do ar influencia naturalmente na evaporação da água: quanto

menor for esta umidade maior será a perda de água por evaporação. Assim, para se

minimizar o efeito da retração hidráulica devido a evaporação de água, é necessária a

realização de um processo de cura no concreto durante os sete dias iniciais, após a

produção para que a água utilizada na cura impeça que haja perda de água do seu

interior.

A retração do concreto ocorre de forma proporcional para concretos com

relação água/cimento entre 0,2 e 0,6. Para valores maiores que 0,6, a água pode ser

removida por secagem sem retração, como afirma Brooks (1989) apud Neville (1997).

Já em peças de concreto com dimensões elevadas, só a cura não é suficiente,

sendo necessário subdividi-la visando diminuir suas dimensões, através de juntas.

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O cuidado com a retração hidráulica deve sempre existir, pois esta pode

ocasionar o aparecimento de fissuras que podem danificar a estrutura de concreto.

2.3.3 Absorção de água

A absorção de água no concreto é a medida para se estimar o volume de

vazios no interior da estrutura. Entretanto, não existe uma relação exata entre a

quantidade de vazios e a quantidade de água que pode ser penetrada no concreto.

A NBR 9778 (ABNT, 2009) determina o índice de absorção do concreto por

meio de um ensaio que consiste na secagem do corpo-de-prova até a estabilização da

sua massa. Após, satura-se o corpo-de-prova por meio de imersão do mesmo em água.

A diferença entre as massas antes e depois da saturação é a quantidade de água

absorvida.

Entretanto, Neville (1997) afirma que a absorção não pode ser usada como

uma medida de qualidade do concreto, mas este também afirma que a maioria dos bons

concretos apresentam uma absorção bem inferior à 10%, em massa.

2.3.4 Módulo de elasticidade

A determinação do comportamento de como o concreto reage à aplicação de

tensões é extremamente necessária para os engenheiros projetistas para que estes

possam projetar estruturas com mais eficiência e segurança.

O concreto apresenta características elásticas, ou seja, a estrutura retorna à

suas dimensões iniciais após a retirada da carga (CARVALHO & FIGUEIREDO,

2009). Entretanto, essa afirmativa é válida até certo limite. Assim, se faz necessário o

conhecimento do módulo de elasticidade, para que assim sejam atendidas as exigências

do projeto estrutural.

Usualmente, o módulo de elasticidade é determinado de forma empírica pela

Expressão 2.4, conforme a NBR 6118 (ABNT, 2007).

�� = 5600 √�� (2.4)

Onde, fck é a resistência obtida no concreto estudado.

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De forma experimental o módulo de elasticidade à compressão é

determinado por meio de ensaios realizados em corpos-de-prova cilíndricos, conforme

prescrições da NBR 8522 (ABNT, 2008).

O procedimento experimental necessita de um prévio tratamento das bases

dos corpos-de-prova. Após esse tratamento, o corpo-de-prova é submetido a sucessivas

fases de carregamento e descarregamento para que seja possível medir o nível de

deformação que este suporta e, onsequentemente, determinar o seu módulo de

elasticidade.

2.3.5 Resistência à compressão axial

No concreto, a resistência é relacionada com a tensão requerida para causar

a fratura e é sinônimo do grau de ruptura no qual a tensão aplicada alcança o seu valor

máximo (Mehta & Monteiro, 2008).

A determinação da resistência a compressão é em geral feita por meio de um

ensaio destrutivo realizado em corpos-de-prova cilíndricos, como sugere a NBR 5739

(ANBT, 2007).

Como foi visto, existem vários parâmetros para a determinação da qualidade

do concreto, entretanto, a resistência à compressão é a mais usual, uma vez que ela dá

uma idéia geral de como o concreto se apresenta. Esta propriedade está diretamente

relacionada com a estrutura da pasta de cimento hidratado (NEVILLE, 1997), além de

que esta propriedade pode ser facilmente determinada através de ensaios destrutivos de

compressão uniaxial em pequenas amostras.

Entretanto, existem vários fatores que podem influenciar no resultado do

ensaio de compressão axial, e assim mascarar a resistência do concreto, pois a resposta

do concreto às tensões aplicadas não dependem somente do tipo de solicitação, mas

também de como a combinação de vários fatores afeta a porosidade dos diferentes

componentes estruturais do concreto (MEHTA & MONTEIRO, 1994).

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2.3.5.1 Fatores que afetam a resistência do concreto

Ao se determinar a resistência do concreto, como recomenda a NBR 5739

(ABNT, 2007), vários fatores podem afetar o resultado do ensaio. Já na composição do

concreto, existem vários elementos que podem afetar na resistência deste, tais como:

• a granulometria dos agregados, que podem apresentar um volume de

vazio maior caso a granulometria seja contínua, aumentando assim a

fragilidade do concreto;

• porosidade dos agregados, que pode afetar o esqueleto granular do

concreto;

• o tipo de cimento pode variar a resistência, ou pode acelerar ou

retardar a obtenção da resistência requerida.

Enfim, estruturalmente pode-se constatar que existem vários fatores que

podem interferir na qualidade do concreto.

Quando se analisa as atividades de confecção dos corpos-de-prova, a cura e

o ensaio de compressão em si, também são vistos diversos fatores que podem

comprometer o resultado dos ensaios e assim a resistência das amostras. A seguir tem-

se algumas considerações sobre os corpos-de-prova cilíndricos.

2.4 Corpos-de-prova cilíndricos

A NBR 5738 (ABNT, 2008) faz recomendações para a confecção dos

corpos-de-prova:

• O molde deve ter altura igual ao dobro do diâmetro. Os diâmetros

devem ser de 10cm, 15cm, 20cm, 25cm, 30cm ou 45cm. As medidas

diametrais têm tolerância de 1% e a altura de 2%. Os planos das

bordas circulares extremas do molde devem ser perpendiculares ao

eixo longitudinal do molde;

14

• As laterais e a base do molde devem ser de aço ou outro material não

absorvente, que não reaja com o cimento Portland, e suficientemente

rígido para manter sua forma durante a operação de moldagem. O

molde deve ser aberto em seu extremo superior e permitir fácil

desmoldagem, sem danificar os corpos-de-prova. A base, colocada

no extremo inferior do molde, deve ser rígida e plana, com tolerância

de nivelamento plano de 0,05mm;

• O conjunto constituído pelo molde e sua base deve ser estanque.

Quando as juntas não forem estanques, devem ser vedadas com um

material de características adequadas que não reaja com o cimento

Portland, para evitar perda de água;

• Não devem ser aceitos moldes com geratrizes abertas

desencontradas. Para evitar esse problema, os moldes podem ter um

dispositivo que evite o desencontro das geratrizes abertas;

• Periodicamente, dependendo das condições e frequência de uso dos

moldes, ou sempre que se verificar alguma anomalia deve ser

realizado um controle geométrico, sendo verificadas as dimensões,

com exatidão de 0,1mm, e as condições de perpendicularidade e

planeza das laterais e bases dos moldes, respectivamente, com

exatidão de 0,05mm.

Entretanto, apesar de todas essas recomendações, vários são os defeitos que

ocorrem nos corpos-de-prova, podendo diminuir a sua resistência final. Muitos desses

defeitos são originados na moldagem e alguns dificilmente são corrigidos. Como

exemplo pode-se citar as falhas de adensamento que geram grandes vazios no concreto.

Estas, quando aparentes, podem ser corrigidas serrando-se a parte do cilindro

defeituosa, o que exigirá uma posterior correção (por estimativa) do resultado, porém,

quando internas, as falhas dificilmente serão corrigidas e a avaliação do concreto será

prejudicada (RUDUIT, 2006).

Outro item que frequentemente pode gerar erros no ensaio de compressão

axial é a falta de ortogonalidade entre a superfície dos topos e a geratriz do corpo-de-

15

prova, como é recomendado na NBR 5739 (ABNT, 2007). A falta dessa ortogonalidade

acarretará concentração de tensões em uma pequena região da peça, levando-a ao

colapso de forma precoce.

Para que ocorra a distribuição uniforme das tensões nos corpos-de-prova

cilíndrico é necessário que as superfícies sejam planas e sem vazios, pois até pequenas

irregularidades na superfície já é suficiente para provocar excentricidade pelo

carregamento não uniforme e, consequentemente, uma diminuição da resistência final

(BEZERRA, 2007). Isso em geral não é possível, devido a vários fatores: a falta de

técnica do responsável pela moldagem do corpo-de-prova ou até mesmo pela retração

natural do concreto. Assim, faz-se necessário a utilização de técnicas que proporcionem

o nivelamento da superfície, sem comprometer a resistência final da amostra.

Esses nivelamentos dos topos dos corpos-de-prova são feitos por meio de

diversas técnicas, como por exemplo, o capeamento com enxofre ou até mesmo o corte

da superfície de forma a mantê-la lisa e nivelada.

2.4.1 Nivelamento do topo do corpo-de-prova

Quando é feito o ensaio de resistência à compressão, a superfície do corpo-

de-prova entra em contato com o prato da prensa e, como não foi moldado com uma

superfície usinada, mas sim acabada com uma desempenadeira ou colher de pedreiro,

essa superfície é um tanto irregular e não perfeitamente plana. Nessas circunstâncias,

surgem concentrações de tensões e a resistência aparente do concreto é diminuída

(NEVILLE, 1997). Assim, faz-se necessário um tratamento prévio das superfícies do

corpo-de-prova.

Segundo BEZERRA (2007), existem basicamente três sistemas de

regularização das bases dos corpos-de-prova: o sistema de capeamento colado, o

sistema de capeamento não colado e o sistema de desgaste mecânico.

16

2.4.1.1 Sistema de capeamento colado

O sistema de capeamento colado consiste no uso de materiais que formam

uma camada regular que adere, fisicamente ou quimicamente, à superfície da base do

corpo-de-prova (BEZERRA, 2007).

A NBR 5738 (ABNT, 2008) define o capeamento como sendo uma fina

camada de material apropriado que atenda as seguintes características: aderência ao

corpo-de-prova, compatibilidade química com o concreto, fluidez no momento de sua

aplicação, acabamento liso e plano após o endurecimento e resistência à compressão

compatível com os valores obtidos no concreto.

A referida norma também faz recomendações ao modo de ser executado o

capeamento:

• deve ser utilizado um dispositivo auxiliar, denominando capeador,

que garanta a perpendicularidade da superfície obtida com a geratriz

do corpo-de-prova;

• a superfície resultante deve ser lisa, isenta de risco ou vazio e não ter

falha de planicidade superiores a 0,05mm em qualquer ponto;

• a espessura da camada de capeamento não deve exceder 3mm em

cada topo.

Dentre as técnicas de capeamento colado, as que são recomendadas pela

NBR 5738 (ABNT, 2008) são o arremate com pasta de cimento e a utilização do

enxofre fundido.

O uso do enxofre como material de capeamento tem como vantagens o

endurecimento rápido, alta produtividade no tocante a número de unidades capeadas em

um determinado período de tempo, boa aderência e elevada resistência à compressão às

primeiras horas de idade (BUCHER & RODRIGUES FILHO, 1983 apud BEZERRA,

2007).

A NBR NM 77 (ABNT, 1996) recomenda que a argamassa de enxofre

utilizada tenha em sua composição 75% de enxofre, 5% de grafite e 20% de material

inerte, todos estes tendo uma granulometria que passe na peneira 150µm. É

recomendado também que a resistência da argamassa de enxofre seja superior a

34,5MPa, 2hs após a moldagem.

17

Apesar das grandes vantagens de se utilizar o enxofre fundido para o

nivelamento de corpo-de-prova seu uso deve ser controlado, pois a fusão do enxofre

acarreta a liberação de gás sulfídrico, quando contaminado com materiais como parafina

e óleos. A combinação deste gás com a água e o oxigênio forma o ácido sulfúrico

material altamente prejudicial a saúde humana (BARBOSA et al, 2009).

A Figura 2.5 mostra o processo de capeamento da superfície com enxofre e

a Figura 2.6 mostra como a superfície fica após ser capeada.

Figura 2.5 – Capeamento de corpo-de-prova com enxofre fundido.

18

Figura 2.6 – Superfície do corpo-de-prova após ser capeada com enxofre.

2.4.1.2 Sistema de capeamento não colado

O sistema não colado caracteriza-se pela utilização de um material como

almofada para as bases do corpo-de-prova, podendo este material estar confinado ou

não (BARBOSA et al, 2009). O material mais utilizado para isso é o elastômero tipo

neoprene.

Ruduit (2006) afirma que a utilização de neoprene com reforço metálico nos

ensaios de compressão axial apresenta resultados similares aos obtidos com capeamento

de enxofre. Entretanto, aquele também afirma que esse tipo de capeamento nem sempre

é utilizado, devido ao alto valor dos elastômeros e o cuidado que se deve ter para

conservá-lo.

A figura 2.7 apresenta o ensaio de compressão axial utilizando o neoprene

para o nivelamento das bases do corpo-de-prova.

19

Figura 2.7 – Ensaio de compressão axial utilizando neoprene.

Na Tabela 2.1 são apresentadas algumas características da borracha de

neoprene e suas faixas de resistências recomendada.

Tabela 2.1 – Características da borracha de neoprene. FONTE: (BARBOSA et al, 2009)

Resiência à Compressão do

corpo-de-prova (Mpa) Dureza Shore A Teste de Qualidade

Número Máximo

de Reuso

10 a 40 50 Não 100

17 a 50 60 Não 100

28 a 50 70 Não 100

50 a 80 70 Necessário 50

Acima de 80 - Não Permitido -

2.4.1.3 Sistema de desgaste mecânico

O nivelamento dos topos dos corpos-de-prova através do processo de

desgaste mecânico consiste na remoção de uma fina camada nas extremidades da peça,

por meio de lâminas diamantadas, como em uma retificadora.

O método de desgaste das superfícies do corpo-de-prova é teoricamente o

que fornece os resultados mais confiáveis, uma vez que o corpo-de-prova entra em

contato diretamente com os pratos da prensa, sem a interferência de nenhum outro

material, como o enxofre ou neoprene.

20

No entanto, este procedimento é pouco utilizado, por produzir uma grande

quantidade de pó devido ao desgaste da peça, e elevado ruído, além da máquina para a

execução deste procedimento apresentar um elevado custo, o que dificulta a difusão

desta técnica.

É relevante ressaltar que a retificação implica na aplicação de uma pré-

tensão ao concreto, o que pode diminuir sua resistência final, principalmente nas

primeiras idades da amostra (PEDROZO et al, 2004).

A figura 2.8 apresenta o processo de desgaste das superfícies, já a figura 2.9

apresenta a superfície nivelada.

Figura 2.8 – Processo de desgaste da superfície do corpo-de-prova.

21

Figura 2.9 – Superfície do corpo-de-prova após ser retificado.

22

3 MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 Característica dos materiais e equipamentos

Neste estudo foi utilizado o cimento Porthand CP II Z 32 RS devido este ser

o mais comercializado na cidade de Fortaleza/CE. Os agregados utilizados foram a areia

de rio lavada e a rocha calcária britada. As características de ambos os materiais estão

apresentados nas tabelas 3.1 e no gráfico 3.1, onde é apresentada a distribuição

granulométrica dos agregados.

Tabela 3.1 – Característica física dos agregados

Gráfico 3.1 – Distribuição granulométrica dos agregados

Para a realização dos nivelamentos das bases dos corpos-de-prova foram

usados enxofre e borrachas de neoprene de dimensões de 10 cm de diâmetro e dureza de

70 SH, como é apresentado na Tabela 2.1.

Os equipamentos utilizados neste trabalho foram um prensa hidráulica-

elétrica com capacidade de carga de 100kN apresentada na Figura 3.1 e uma retifica

com serra diamantada apresentada na Figura 3.2.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Areia

Brita

Característica Areia Brita

D.M.C (mm) 4,8 25

Módulo de Finura 2,43 7,43

Massa Específica (Kg/dm³) 2,55 2,6

23

Figura 3.1 – Prensa hidráulica-elétrica com 100kN de capacidade de carga.

Figura 3.2 – Retífica com lâmina diamantada.

3.2 Método

Para a realização deste estudo comparativo foram moldados corpos-de-

prova de concreto com três grupos de resistências (20MPa, 30MPa e 40MPa), para a

realização da análise da influência do tipo de nivelamento de corpo-de-prova em

diversas faixas de resistência.

24

Para a produção do concreto, usou-se o método do IPT (Instituto de

Pesquisas Tecnológicas) para a determinação dos traços a serem utilizados. A Tabela

3.2 apresenta os traços unitários adotados para cada grupo de concreto.

Tabela 3.2 – Traços unitários adotados em massa

Grupo Traço em massa

Cimento Areia Brita a/c

20 MPa 1 2,93 3,04 0,63

30 MPa 1 2,03 2,31 0,48

40 MPa 1 1,15 1,59 0,33

Para cada grupo de resistência de concreto foram moldados 60 corpos-de-

prova cilíndricos com dimensões (10x20)cm, gerando um total de 180 amostras

analisadas e utilizando o método do adensamento manual em duas camadas e a cura,

durante os 28 dias de idade dos concretos, em tanque com água, como recomenda a

NBR 5738 (ABNT, 2008). A figura 3.3 apresenta uma família de corpos-de-prova.

Figura 3.3 – Família de corpos-de-prova de concreto com 20 MPa.

Posteriormente, para cada família de concreto foi realizado ensaio

destrutivo de compressão uniaxial de acordo com a NBR 5739 (ABNT, 2007),

utilizando em cada família um total de 20 corpos-de-prova com suas superfícies

niveladas com enxofre fundido, 20 corpos-de-prova tendo suas superfícies niveladas

com borrachas de neoprene e outros 20 corpos-de-prova tendo suas superfícies

25

retificadas, todos os ensaios foram realizados em corpos-de-prova com 28 dias de idade.

Após os ensaios, foram realizadas análises estatísticas para que fosse possível avaliar o

quanto cada método influenciou nos resultados dos ensaios.

26

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Na tabela 4.1 é apresentada a resistência média (fcm), o desvio padrão (S.d.),

coeficiente de variação (C.V.) e a resistência característica estimada (fckest.) para cada

grupo de concreto.

Tabela 4.1 – Dados de análise das amostras

A resistência característica estimada é determinada de acordo com a

expressão 4.1.

�� = �� − 1,65. � (4.1)

A equação 4.1 foi retirada da NBR 12655 (ABNT, 2006), que orienta

quanto à aceitação ou não do concreto de acordo com as resistências obtidas nas

amostras e suas dispersões.

4.1 Grupo de 20 MPa

Com base nos valores apresentados na Tabela 4.1, pode ser observado que

para o grupo de 20 MPa as resistências características estimadas são superiores a

resistência característica do grupo. Assim, para todos os tipos de nivelamento de topo de

corpo-de-prova, nenhum concreto é rejeitado, como orienta a NBR 12655 (NBR, 2006)

e é apresentado na expressão 4.2.

�� ≥ �� (4.2)

O gráfico 4.1 apresenta a curva normal das amostras de 20 MPa.

20 MPa 30 MPa 40 MPa

Técnica de

nivelamento fcm S.d. C.V

fck

est fcm S.d. C.V

fck

est fcm S.d. C.V

fck

est

Enxofre 24,20 1,08 0,045 22,41 34,18 1,18 0,034 32,24 40,76 0,76 0,019 39,51

Retífica 22,23 1,18 0,053 20,28 31,58 1,26 0,040 29,49 41,72 1,19 0,029 39,75

Neoprene 22,72 1,23 0,054 20,69 32,21 1,27 0,039 30,11 43,42 0,89 0,020 41,95

Gráfico 4.

De acordo com o gráfico 4

enxofre apresenta uma menor dispersão dos seus resultados. Já na amostra em que foi

utilizado neoprene foi observada uma maior variação destes.

Já em relação ao desempenho de cada técnica de nivelamento no ensaio de

compressão, o nivelamento com enxofre foi o que se demonstrou mais eficiente, pois

obteve a maior resistência média e a menor variação nos seu

o que foi encontrado por Barbosa et al, (2009), e já mencionado anteriormente.

Em relação às médias das resistências obtidas no grupo de 20 MPa foi

realizado um teste de variância para que se fosse possível verificar se

apresentam diferença entre elas

através de um teste ANOVA, para um nível de significância de

que existe variação entre as amostras. O teste ANOVA é apresentado no anexo

resultados estão apresentados na Tabela 4.2.

Tabela 4.2

FONTE

Entre grupos

Dentro dos grupos (residual)

Total

Para determinar se há diferença estatística entre as médias foi feito também

um Teste de Duncan. Este é apresentado no anexo

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

Gráfico 4.1 – Curva normal para o grupo de 20 MPa.

De acordo com o gráfico 4.1 pode ser concluído que a amostra capeada com


foi observada uma maior variação destes.



obteve a maior resistência média e a menor variação nos seus resultados. Isso confirma

trado por Barbosa et al, (2009), e já mencionado anteriormente.

s médias das resistências obtidas no grupo de 20 MPa foi

realizado um teste de variância para que se fosse possível verificar se

apresentam diferença entre elas. Assim, após a verificação da diferença entre as médias

através de um teste ANOVA, para um nível de significância de 5%, pode ser afirmado

que existe variação entre as amostras. O teste ANOVA é apresentado no anexo

resultados estão apresentados na Tabela 4.2.

Tabela 4.2 – Teste ANOVA para o grupo de 20 MPa

SQ GDL MQ F cal

41,95 2 20,97267 15,48811

Dentro dos grupos 77,2 57 1,354114

Total 119,1 59


um Teste de Duncan. Este é apresentado no anexo B.

Concreto de 20 MPa

Enxofre

Retífica

Neoprene

27

pode ser concluído que a amostra capeada com




s resultados. Isso confirma

trado por Barbosa et al, (2009), e já mencionado anteriormente.

s médias das resistências obtidas no grupo de 20 MPa foi

realizado um teste de variância para que se fosse possível verificar se as amostras

. Assim, após a verificação da diferença entre as médias

5%, pode ser afirmado

que existe variação entre as amostras. O teste ANOVA é apresentado no anexo B, e seus

F tab

3,21


Enxofre

Retífica

Neoprene

28

Com base nos resultados encontrados naquele teste pode ser afirmado que as

médias das resistências encontradas são estatisticamente diferentes, ou seja, o tipo de

técnica de nivelamento influi diretamente nos resultados do ensaio de compressão axial

para concretos com resistência de 20 MPa.

4.2 Grupo de 30 MPa

No grupo de 30 MPa apresentado na Tabela 4.1, pode-se observar que as

resistências características estimadas dos concretos capeados com enxofre e neoprene

apresentaram valores superior a resistência característica do grupo, assim este concreto

não é rejeitado de acordo com a expressão (4.2). Entretanto, as amostras niveladas

através da retífica apresentaram uma resistência característica estimada inferior à

resistência característica do grupo. Assim, de acordo com a NBR 12655 (NBR, 2006)

este concreto deveria ser rejeitado.



De acordo com o gráfico 4.2 pode ser concluído que a amostra capeada com

enxofre apresenta uma menor dispersão dos seus resultados. Entretanto, as dispersões

nos resultados das amostras de corpos-de-prova niveladas com neoprene e retífica

apresentaram valores muito próximos, como é observado no gráfico 4.2.

Em relação às resistências médias obtidas com cada técnica, pode ser

constatado que o nivelamento com enxofre manteve-se como o melhor método. Pois

29

permaneceu apresentando a maior média e a menor dispersão em seus resultados. Esta

afirmativa é comprovada por Barbosa et al (2009), entretanto é contestada por Bezerra

(2007), ao afirma que o neoprene apresenta o melhor desempenho para concretos com

resistência em torno de 30 MPa.

Para a verificação da variação entre os grupos foi feito teste de variância,

ANOVA, que está apresentado no anexo C. Os resultados obtidos com este teste de

variância são apresentados na Tabela 4.3.


FONTE SQ GDL MQ F cal F tab

Entre grupos 73,58 2 36,79177 24,06452 3,21

Dentro dos grupos (residual)

87,1 57 1,52888

Total 160,7 59

Com base nos resultados encontrados no teste ANOVA é comprovado que

existe variação entre os grupos, entretanto não é possível determinar se essa variação é

influenciada pelo tipo de capeamento. Para se fazer esta verificação foi feito um teste de

Duncan, apresentado no anexo C, e constatou-se que o tipo de nivelamento influi

diretamente nos resultados do ensaio de resistência à compressão axial, ou seja, os

valores encontrados se apresentam estatisticamente diferentes.

4.3 Grupo de 40 MPa

Já para o grupo de 40 MPa foi observado que as amostras niveladas com

enxofre e retífica apresentaram valores de resistência estimada inferior à resistência

característica do grupo. Assim, como orienta a NBR 12655 (ABNT, 2006) o concreto

que originou essas amostras deveria ser rejeitado.

Entretanto, quando as amostras do mesmo concreto foram niveladas com

neoprene, a resistência característica estimada apresentou valor superior à resistência

característica do grupo, sendo assim, este concreto não deveria ser rejeitado.


30


No gráfico 4.3 pode ser observado que as amostras capeadas com enxofre

apresentam uma menor dispersão dos seus resultados, bem próxima da dispersão das

amostras niveladas com neoprene. Já as amostras niveladas através da retifica

apresentaram a maior dispersão em seus resultados.

Os resultados encontrados para este grupo, em que o neoprene apresentou-se

como a melhor técnica de nivelamento para corpo-de-prova de concretos com

resistências superiores a 40 MPa, é compartilhada com outros autores, como Bezerra

(2007) e Pedrozo et al (2004). Estes últimos autores afirmam que para concreto de alto

desempenho não é possível fazer seu nivelamento com enxofre, ou seja, à medida que a

resistência é aumentada menor é a indicação do uso do enxofre, o que foi constatado

nesse estudo.

Em relação às médias das resistências obtidas no grupo de 40 MPa foi

realizado também um teste de variância para que se fosse possível verificar se há

variação entre as amostras. O teste ANOVA para o grupo de 40 MPa é apresentado no

anexo D, e seus resultados são mostrados na Tabela 4.4.


FONTE SQ GDL MQ F cal F tab

Entre grupos 72,58 2 36,29067 39,15369 3,21

Dentro dos grupos (residual) 52,8 57 0,926877

Total 125,4 59

31

Com base no teste ANOVA pode-se afirmar que existe variação entre as

amostras do grupo de 40 MPa. Entretanto, foi feito também um Teste de Duncan para se

comprovar o nível de variação. Assim, de acordo com esse teste é constatado que para o

grupo de 40 MPa o tipo de nivelamento também influi diretamente nos resultados do

ensaio de compressão axial.

4.4 Resultados gerais

O gráfico 4.4 e 4.5 apresenta uma distribuição geral dos resultados obtidos neste estudo.

Gráfico 4.4 – Desvio-padrão dos grupos

Gráfico 4.5 – Resistências médias dos grupos

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

20 30 40

Des

vio-

padr

ão (

MP

a)

fck

enxofre

retífica

neoprene

202224262830323436384042

20 30 40

fc (

MP

a)

fck

enxofre

retífica

neoprene

32

Com base nos gráficos 4.4 e 4.5 pode ser observado o desempenho geral do

de cada técnica de nivelamento de base de corpo-de-prova.

A variação nos resultados dos ensaios realizados com enxofre se mantém a

mais baixa em todos os grupos, e sua resistência característica estimada se mantém

maior para os grupos de 20MPa e 30MPa, essa maior resistência nesses dois grupos

pode se dar pela resistência que o enxofre apresenta nas suas 2 primeiras horas, tempo

que se dá para a realização dos ensaios. A NBR NM 77 (ABNT, 1996) orienta que o

enxofre tenha resistência igual a 34,5 MPa nas suas 2hs iniciais.

Já para o nivelamento realizado com o auxílio de borracha de neoprene

confinada, esta não apresenta resultados satisfatórios para os grupos de resistências

características estimadas baixas. Entretanto para o grupo com a maior resistência

característica estimada é observado que a borracha de neoprene confinada apresenta

desempenho satisfatório.

Estes desempenhos encontrados com o uso do neoprene pode ter sido dado

pelo uso de uma borracha com dureza de 70 SH, o que de acordo com os dados da

tabela 2.1, borrachas com esta dureza é recomendada para corpos-de-prova com

resistência entre 28 e 80MPa, sendo mais indicada para concretos com resistências

elevadas.

O uso da técnica de nivelamento das bases dos corpos-de-prova por sua vez,

não se apresentou satisfatória em nenhum grupo. Este fato pode se dar devido a pré

tensão que é aplicada ao corpo-de-prova ao se realizar o desgaste dos seus topos, como

afirma PEDROZO (2004). O uso desta técnica pode se apresentar satisfatória para

concretos de alto desempenho, quando não se tem borrachas de neoprene com dureza

compatível com suas resistências, e nem a resistência do enxofre se apresenta

satisfatória para esses concretos.

33

5 CONCLUSÕES

Com base nos resultados obtidos e analisados pode ser concluído que:

a) Para concreto com resistência característica de 20 MPa o tipo de

nivelamento influencia significativamente no resultado do ensaio de compressão axial.

Foi observado que o nivelamento do topo do corpo-de-prova com enxofre é o mais

indicado para concreto com resistência de 20 MPa, pois este tipo de nivelamento

apresentou uma menor dispersão nos seus resultados, além de ter apresentado uma

maior resistência média.

b) Para concreto com resistência característica de 30 MPa o tipo de

nivelamento influencia diretamente no ensaio de compressão axial. Com base nos

resultados obtidos foi identificado que os corpos-de-prova tendo o enxofre como

método de nivelamento é o mais indicado, pois este apresentou maior resistência média

e menor dispersão nos seus resultados.

c) Já para o concreto com resistência característica de 40 MPa método de

nivelamento utilizando borracha de neoprene se apresentou como mais satisfatório, pois

este levou a aceitação do concreto de acordo com a NBR 12655 (ABNT, 2006), fato que

não foi comprovado com as demais técnicas de nivelamento. Entretanto, o capeamento

com enxofre se manteve como o método que apresentou os resultados menos dispersos,

ou seja, apresentou os menores desvios padrões.

34

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5738: Concreto –

Procedimento para Moldagem e Cura de Corpos-de-prova. Rio de Janeiro, 2008.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5739: Concreto –

Ensaio de Compressão de Corpos-de-prova Cilíndricos. Rio de Janeiro, 2007.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11578: Cimento

Portland Composto. Rio de Janeiro, 1991.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 67: Concreto –

Determinação da Consistência pelo Abatimento do Tronco de Cone. Rio de Janeiro,

1998.


Determinação da Resistência à Tração na Flexão em corpos-de-prova Prismáticos. Rio

de Janeiro, 2010.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7222: Argamassa e

Concreto – Determinação da Resistência à Tração por Compressão Diametral de

Corpos-de-prova Cilíndricos . Rio de Janeiro, 2011.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10024: Chapa Dura

de Fibra de Madeira - Especificações. Rio de Janeiro, 1987.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9778: Argamassa e

Concreto Endurecidos – Determinação da Absorção de Água. Índice de Vazios e Massa

Específica. Rio de Janeiro, 2006.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de

Estrutura de Concreto - Procedimento. Rio de Janeiro, 2007.


Determinação do Módulo estático de Elasticidade à Compressão. Rio de Janeiro, 2008.

35

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12655: Concreto de

Cimento Portland – Preparo Controle e Recebimento - Procedimento. Rio de Janeiro,

2006.

BARBOSA, F. R, MOTA, J. M. F, COSTA e SILVA, A. J. e OLIVEIRA, R. A.

Análise da Influência do Capeamento de Corpo-de-Prova Cilíndrico na Resistência

à Compressão do Concreto. Anais do 51º Congresso Brasileiro de Concreto, 2009.

BEZERRA, A. C. S. Influência das Variáveis de Ensaio nos Resultados de

Resistência à Compressão de Concretos: Uma Análise Experimental e

Computacional. 2007. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade

Federal de Minas Gerais.

CARVALHO, R. C. E FIGUEIREDO, J. R. Cálculo e Detalhamento de Estruturas

Usuais de Concreto Armado Segundo a NBR 6118:2003. EdUFSCar, 2009.

COMITÊ MESRCOSUL DE NORMALIZAÇÃO. NM 77: Concreto – Preparação das

Bases dos Corpos-de-prova e Testemunhos Cilíndricos para Ensaio de Compressão.

1996.

LARSON, R. e FARBER, B. Estatística Aplicada. 2º Edição, Pearson Prentice Hall,

2007.

MEHTA, P. K. e MONTEIRO, P. J. M. Concreto: Estrutura, Propriedade e

Materiais. Ed. PINI Ltda, 2008.

NEVILLE, A. M. Propriedades do Concreto. Ed. PINI Ltda, 1997.

PEDROZO, P. M, SILVEIRA, J. L. e MARSZALECK, C. Estudo Comparativo de

Diferentes Métodos de Preparação de Topo de Corpo-de-Prova de Concreto de

Alta Resistência para Ensaio à Compressão Axial. Da Vinci, Curitiba, v. 1, n. 1,

páginas 73-82, 2004.

RUDUIT, F. R. Resistência à Compressão de Amostra de Concreto: Comparação

de Resultado entre a Preparação de Topos com Capeamento de Enxofre Derretido

e Retificação. 2006. Trabalho de Diplomação, Universidade Federal do Rio Grande do

Sul.

36

ANEXOS

Anexo A – Resultados Gerais. Anexo B – Teste de variância e teste de Duncan para o grupo de 20 MPa. Anexo C – Teste de variância e teste de Duncan para o grupo de 30 MPa. Anexo D – Teste de variância e teste de Duncan para o grupo de 40 MPa.

37

ANEXO A – Resultados Gerais

38

20 MPa 30 MPa 40 MPa

ENXOFRE RETIFICA NEOPRENE ENXOFRE RETIFICA NEOPRENE ENXOFRE RETIFICA NEOPRENE

24,8 21,5 24,4 32,3 31,5 32,1 41,2 41,2 41,2

25,1 24,8 21,3 33,9 31,7 30,7 39,8 42,3 44,5

25,9 21,3 22,8 34,4 32,4 34,0 38,9 39,9 43,9

25,9 21,6 22,5 35,3 29,4 32,3 42,3 40,9 44,1

22,4 23,7 22,2 34,2 33,2 32,1 40,9 43,7 44,8

24,1 21,1 21,3 35,6 32,1 29,9 41,3 41,4 43,1

23,9 22,2 24,1 32,9 30,8 33,6 40,5 42,8 42,9

24,6 21,4 24,8 35,8 33,6 32,7 41,2 40,9 43,2

23,8 20,8 21,1 35,1 30,6 31,1 39,7 41,3 43,9

23,4 23,3 21,3 35,3 33,2 32,9 40,8 41,9 41,8

23,0 21,7 22,5 34,7 30,7 30,7 41,3 42,1 42,8

22,4 24,3 24,3 35,3 30,1 34,8 40,6 43,1 44,1

24,8 21,3 22,1 33,1 30,5 31,3 39,9 40,6 43,6

25,2 21,0 22,1 32,9 29,4 31,5 41,2 41,4 42,9

25,5 22,4 23,7 33,5 31,2 33,3 40,8 42,3 43,8

24,6 21,3 22,9 32,6 32,3 30,5 41,0 41,6 44,2

22,7 22,1 23,2 32,4 32,0 32,5 40,9 40,9 43,1

24,2 22,3 24,6 33,9 33,5 32,9 41,5 44,3 42,8

24,3 22,5 21,9 34,8 31,3 33,1 40,3 39,5 44,2

23,3 23,9 21,4 35,6 32,1 32,1 41,1 42,3 43,5

39

ANEXO B – Teste de variância para o grupo de 20 MPa

40

Retífica Neoprene Enxofre

21,5 24,4 24,8

24,8 21,3 25,1

21,3 22,8 25,9

21,6 22,5 25,9

23,7 22,2 22,4

21,1 21,3 24,1

22,2 24,1 23,9

21,4 24,8 24,6

20,8 21,1 23,8

23,3 21,3 23,4

21,7 22,5 23,0

24,3 24,3 22,4

21,3 22,1 24,8

21,0 22,1 25,2

22,4 23,7 25,5

21,3 22,9 24,6

22,1 23,2 22,7

22,3 24,6 24,2

22,5 21,9 24,3

23,9 21,4 23,3

nj 20,0 20,0 20,0

∑x 444,5 454,5 483,9

∑x² 9905,5 10356,2 11730,2

media 22,2 22,7 24,2

s.d 1,18 1,23 1,08

Onde nj é o número de amostras, ∑x é o somatório dos resultados de cada

amostra, ∑x² é o somatório dos quadrados das amostras.

1. Termo de correlação (C):

! ="∑x%2

ni

onde ni é o número total de amostras.

2. Soma quadrática em torno da média (SQTOTAL)

�)� = ∑xi2 − C onde ∑xi² é o somatório das três amostras.

41

3. Soma quadrática devido à regressão (SQ entre)

�)� = "∑x%2/nj

4. Soma quadrática residual (SQ dentro)

�)- = �)� − �)�

5. Grau de liberdade total (GL total)

./� = ∑ni − 1 6. Grau de liberdade entre as amostras (GL entre)

./� = � − 1 onde k é o número de variáveis. 7. Grau de liberdade da amostra (GL dentro)

./ = ./� − ./� 8. Média quadrática (QM entre)

)0� =�)�./�

9. Média quadrática (QM dentre)

)0 =�) ./

10. Valor calculado do teste

1�23 =)0�)0

Com base nas equações apresentadas acima e determinando um nível de

significância de 5% obtivemos os seguintes resultados:

C 31872,62

SQt 119,20

SQe 41,96

SQr 77,24

GLt 59,00

Gle 2,00

GLd 57,00

QMe 20,98

QMd 1,36

42

Interpolando os valores apresentados na tabela 7 do livro Estatística

Aplicada de Larson e Ron página 429 (2007), determina-se que o valor crítico do teste é

igual a 3,21.

O Fcal obtido foi igual a 15,48. Como o Fcal foi maior do que o valor

critico, pode-se concluir que as médias são estatisticamente diferentes.

Para a verificação da diferença entre médias é realizado o teste de Duncan:

1. S.d. residual

�. -��. =40)

456

O limite máximo é igual a três vezes o S.d residual para que não haja

diferença entre as médias.

(Calcular o desvio-padrão das média) S.d res= 0,15 (Lime de decisão) Ld= 0,45

[22,2 - 22,7] = 0,5 "=> diferem estatisticamente [22,2 - 24,2] = 2,0 "=> diferem estatisticamente [22,7 - 24,2] = 1,5 "=> diferem estatisticamente

Assim, como todas as diferenças entre as médias é maior em módulo do que

o limite de decisão, então é constatado que o tipo de nivelamento influi no resultado do

ensaio.

43

ANEXO C - Teste de variância para o grupo de 30 MPa

44


31,5 32,1 32,3

31,7 30,7 33,9

32,4 34,0 34,4

29,4 32,3 35,3

33,2 32,1 34,2

32,1 29,9 35,6

30,8 33,6 32,9

33,6 32,7 35,8

30,6 31,1 35,1

33,2 32,9 35,3

30,7 30,7 34,7

30,1 34,8 35,3

30,5 31,3 33,1

29,4 31,5 32,9

31,2 33,3 33,5

32,3 30,5 32,6

32,0 32,5 32,4

33,5 32,9 33,9

31,3 33,1 34,8

32,1 32,1 35,6

nj 20,0 20,0 20,0

∑x 631,6 644,1 683,6

∑x² 19976,3 20773,8 23389,7

media 31,6 32,2 34,2

s.d 1,26 1,27 1,18

Com bases nos dados da tabela acima e com auxilio das expressões

apresentadas no anexo b foi obtido os seguintes resultados:

C 63978,98

SQt 160,73

SQe 73,58

SQr 87,15

GLt 59,00

Gle 2,00

GLd 57,00

QMe 36,79

QMd 1,53

Adotando-se o nível de significância de 5% também é obtido o valor critico

do teste igual a 3,21. E o valor de Fcal foi igual a 24,06. Da mesma forma do grupo de

45

concreto com 20 MPa, o grupo de 30 MPa apresentam valores de resistências médias

estatisticamente diferente.

2. S.d. residual

�. -��. =40)

456



(Calcular o desvio-padrão das média) Sdres= 0,16 (Lime de decisão) Ld= 0,48




ensaio.

46

ANEXO D - Teste de variância para o grupo de 40 MPa

47


41,2 41,2 41,2

42,3 44,5 39,8

39,9 43,9 38,9

40,9 44,1 42,3

43,7 44,8 40,9

41,4 43,1 41,3

42,8 42,9 40,5

40,9 43,2 41,2

41,3 43,9 39,7

41,9 41,8 40,8

42,1 42,8 41,3

43,1 44,1 40,6

40,6 43,6 39,9

41,4 42,9 41,2

42,3 43,8 40,8

41,6 44,2 41,0

40,9 43,1 40,9

44,3 42,8 41,5

39,5 44,2 40,3

42,3 43,5 41,1

nj 20,0 20,0 20,0

∑x 834,4 868,4 815,2

∑x² 34838,2 37720,9 33238,4

media 41,7 43,4 40,8

s.d 1,19 0,89 0,76

Com bases nos dados da tabela acima e com auxilio das expressões

apresentadas no anexo b foi obtido os seguintes resultados:

C 105672,07

SQt 125,41

SQe 72,58

SQr 52,83

GLt 59,00

Gle 2,00

GLd 57,00

QMe 36,29

QMd 0,93

Adotando-se o nível de significância de 5% também é obtido o valor critico

do teste igual a 3,21. E o valor de Fcal foi igual a 39,15. Da mesma forma dos grupos de

48

concreto com 20 MPa e 30 MPa, o grupo de 40 MPa apresentam valores de resistências

médias estatisticamente diferente.

3. S.d. residual

�. -��. =40)

456



(Calcular o desvio-padrão das média) S.dres= 0,12 (Lime de decisão) Ld= 0,37




ensaio.

alexandre jorge rocha menezes - deecc - departamento de ... · o concreto é uma rocha artificial,...

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