con-relatório de ensaios

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 UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS - UFPEL. GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL. TECNOLOGIA .DE CONCRETOS E ARGAMASSAS RELATÓRIO DO TRABALHO DE DOSAGEM DO CONCRETO Alunos: Ana Claudia Matzembache r Artur Ávila Augusto Pinto Rafael Bach Thiago Rosa Professora: Ângela Azevedo de Azevedo PELOTAS, 25 DE NOVEMBRO DE 2011

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS - UFPEL.

GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL.

TECNOLOGIA .DE CONCRETOS E ARGAMASSAS

RELATÓRIO DO TRABALHO DE DOSAGEM DOCONCRETO

Alunos: Ana Claudia Matzembacher

Artur ÁvilaAugusto PintoRafael BachThiago Rosa

Professora: Ângela Azevedo de Azevedo

PELOTAS, 25 DE NOVEMBRO DE 2011

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1

SUMÁRIO

CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS ................................................................................ 2

1. Determinação da massa específicada areia: ................................................................. 22. Determinação da massa específica da brita: ................................................................. 3

3. Determinação da composição granulométrica da areia: ............................................... 4

4. Determinação da composição granulométrica da brita tipo 1: ..................................... 6

5. Determinação da composição granulométrica da brita tipo 2: ..................................... 7

6. Determinação da massa unitária solta da areia:............................................................ 8

7. Determinação da massa unitária solta da brita tipo 1: .................................................. 9

8. Determinação da massa unitária solta da brita do tipo 2: ........................................... 109. Determinação da massa unitária compactada da brita do tipo 1: ............................... 10

10. Determinação da massa unitária compactada da brita 2: ........................................... 11

11. Ensaio de Inchamento da areia: .................................................................................. 12

DOSAGEM DO CONCRETO ................................................................................................. 14

RESULTADOS ........................................................................................................................ 16

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CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS

Antes de procedermos com os cálculos da dosagem do nosso concreto, precisá-vamos conhecer diversas propriedades dos materiais com os quais iríamos trabalhar,

para isso fizemos uma série de ensaios no laboratório.Realizamos os ensaios de distribuição granulométrica, determinação da massa

específica, determinação da massa unitária solta, os três ensaios para a areia e os doistipos de brita disponíveis no laboratório, determinação da massa unitária compactada,somente para as britas, e também o ensaio de inchamento da areia.

Para a realização deles, a areia utilizada havia previamente sido seca em umaestufa.

1.  Determinação da massa específicada areia: 

Material utilizado: 

  Frasco de Chapman;

  Areia seca (500 g);

  Água (200 ml);

  Balança;

  Folha de papel (utilizada como funil).

Descrição do ensaio:

Primeiramente recolhemos a areia seca e a pesamos com a finalidade de obterexatamente 500,00 g. Após isso, colocamos água no frasco de Chapman até a marcados 200,00 ml.

Em seguida, inserimos as 500,00 g de areia (com a ajuda do funil feito com fo-lha de papel) e cuidadosamente agitamos o frasco de Chapman com a areia e a águapara remoção de micro bolhas de ar que se encontravam entre os grãos de areia.

Após a remoção do ar, aferimos a marcação volumétrica obtida na graduaçãodo frasco de Chapman, obtendo uma leitura de 392,50 ml.

Com a marcação obtida pelo frasco podemos calcular a massa específica da a-reia.

Cálculo:

Fórmula:

Onde:

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ME = Massa Específica da areia;

M = Massa de areia;

Lf = Leitura final do frasco de Chapman (água + areia);Li = Leitura inicial do frasco de Chapman (água);

ME = ;

ME = 2,597 g/cm³ 

Conclusão:

Com o resultado obtido acima, concluímos que a massa específica da areia uti-lizada no ensaio é de aproximadamente 2,597 g/cm3.

2.  Determinação da massa específica da brita:

Material utilizado: 

  Frasco de Chapman;

  Brita (500 g);

  Água (200 ml);

  Balança;

  Folha de papel (utilizada como funil).

Descrição do ensaio:

Primeiramente recolhemos a brita e a pesamos com a finalidade de obter exa-tamente 500,00 g. Após isso, colocamos água no frasco de Chapman até a marca dos

200,00 ml.Em seguida, inserimos as 500,00 g de brita (selecionando as que possuíam ta-

manho para chegar ao fundo do frasco) e cuidadosamente agitamos o frasco de Chap-man com a brita e a água para a diminuição dos vazios que se encontravam entre aspedras.

Após a remoção do ar, aferimos a marcação volumétrica obtida na graduaçãodo frasco, obtendo uma leitura de 392,50 ml, igual a da areia.

Com a leitura podemos calcular a massa específica das britas.

Cálculo:

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Fórmula:

ME = ;

ME = 2,597 g/cm³ 

Conclusão:

Com o resultado obtido acima, concluímos que a massa específica das britas u-tilizada no ensaio é de aproximadamente 2,597 g/cm3. Esse valor foi considerado paraas duas amostras de britas existentes no laboratório, devido ao fornecedor e a origem

do material ser a mesma.3.  Determinação da composição granulométrica da areia:

Material utilizado: 

  Areia seca (500 g);

  Conjunto de peneiras da série normal, de acordo com a NBR NM 248:2003;

  Pá metálica;

 Balança;

  Bandejas metálicas.

Descrição do ensaio:

Selecionamos a bandeja a ser utilizada nas pesagens de material, e esta foi co-locada na balança, para a última ficar tarada. Separamos 500g de areia e colocamos emuma bandeja maior para depois colocar a amostra nas peneiras (já encaixadas com a-bertura de malha crescente da base ao topo).

Agitamos mecanicamente todas as peneiras, e logo após agitamos a de 4,8mm,sobre a bandeja menor e recolocamos o material dela no grupo de peneiras, com o in-tuito de deixar o ensaio com mais precisão nos resultados. A quantidade que ficou re-tida na peneira de 4,8mm, após este processo, foi colocada na bandeja menor para queo peso dela fosse aferido. Os dados foram anotados e o processo se repetiu para as ou-tras peneiras.

Cálculo:

O cálculo dos percentuais retidos desse ensaio foi feito em forma de tabela.

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Peneira (mm) Massa Retida (g) % Retido% Retido Acumula-

do6,3 0 0 0

4,8 0,6 0,12 0,12

2,4 13,16 2,63 2,751,2 80,6 16,12 18,87

0,6 129,89 25,98 44,85

0,3 157,8 31,56 76,41

0,15 107,82 21,57 97,98

Fundo 10,1 2,02 100,00

TOTAL 499,97 100,00 -

Para a areia, o parâmetro a ser observado é o módulo de finura, dado por:

Para finalizar, fizemos o gráfico da curva granulométrica e a compararmos comos limites das zonas utilizáveis e ótimas.

Conclusão:

Com os resultados obtidos acima, podemos classificar a areia, de acordo comseu módulo de finura, como média, e concluir que ela se enquadra melhor na zona ó-

tima inferior.

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

0 2 4 6 8

Areia 1 - Fina

Zona utilizável inferior

Zona ótima inferior

Zona ótima superior

Zona utilizável superior

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É importante destacar que em função da norma NM 248:2001, a massa total deareia e a massa retida em todas as peneiras e no fundo não devem diferir em 0,3%, e adiferença que encontramos em nosso ensaio foi de 0,006%.

4.  Determinação da composição granulométrica da brita tipo 1:

Material utilizado: 

  Brita tipo 1 (2000 g);

  Conjunto de peneiras da série normal, de acordo com a NBR NM 248:2003;

  Pá metálica;

  Balança;

  Bandejas metálicas.

Descrição do ensaio:

Selecionamos a bandeja a ser utilizada nas pesagens de material, e esta foi co-locada na balança, para a última ficar tarada. Separamos 2000g de um dos tipos de bri-ta e colocamos em uma bandeja maior para depois colocar a amostra nas peneiras (jáencaixadas com abertura de malha crescente da base ao topo).

Agitamos mecanicamente todas as peneiras, e logo após agitamos a de 25 mm,

sobre a bandeja menor e recolocamos o material dela no grupo de peneiras, com o in-tuito de deixar o ensaio com mais precisão nos resultados. A quantidade que ficou re-tida na peneira de 25 mm, após este processo, foi colocada na bandeja menor para queo peso dela fosse aferido. Os dados foram anotados e o processo se repetiu para as ou-tras peneiras.

Cálculo:

O cálculo dos percentuais retidos desse ensaio foi feito em forma de tabela.

Peneira (mm) Massa Retida (g) % Retido

% Retido Acumula-

do25 0 0,00 0,00

19 61,75 3,09 3,09

12,5 1462,9 73,16 76,25

9,5 420,56 21,03 97,29

6,3 52,48 2,62 99,91

4,8 0 0,00 99,91

Fundo 1,8 0,09 100,00

TOTAL 1999,49 100,00 -

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Para a brita, o único parâmetro a ser observado é o diâmetro máximo do agre-gado, que é:

Conclusão:

Com os resultados obtidos acima, podemos obter o diâmetro máximo da britatipo 1 do laboratório que é de 19 mm, sendo ela assim classificada como brita 1.

É importante destacar que em função da norma NM 248:2001, a massa total deareia e a massa retida em todas as peneiras e no fundo não devem diferir em 0,3%, e adiferença que encontramos em nosso ensaio foi de 0,0255%.

5.  Determinação da composição granulométrica da brita tipo 2:

Material utilizado: 

  Brita do tipo 2 (5000 g);

  Conjunto de peneiras da série normal, de acordo com a NBR NM 248:2003;

  Pá metálica;

  Balança;

 Bandejas metálicas.

Descrição do ensaio:

Selecionamos a bandeja a ser utilizada nas pesagens de material, e esta foi co-locada na balança, para a última ficar tarada. Separamos 5000g de brita da outra amos-tra existente no laboratório e colocamos em uma bandeja maior para depois colocar aamostra nas peneiras (já encaixadas com abertura de malha crescente da base ao topo).

Agitamos mecanicamente todas as peneiras, e logo após agitamos a de 25 mm,sobre a bandeja menor e recolocamos o material dela no grupo de peneiras, com o in-

tuito de deixar o ensaio com mais precisão nos resultados. A quantidade que ficou re-tida na peneira de 25 mm, após este processo, foi colocada na bandeja menor para queo peso dela fosse aferido. Os dados foram anotados e o processo se repetiu para as ou-tras peneiras.

Cálculo:

O cálculo dos percentuais retidos desse ensaio foi feito em forma de tabela.

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Peneira (mm) Massa Retida (g) % Retido% Retido Acumula-

do25 280 14,00 14,00

19 3024 151,24 165,24

12,5 1580 79,02 244,269,5 80 4,00 248,26

6,3 10 0,50 248,76

4,8 5 0,25 249,01

Fundo 20 1,00 250,01

TOTAL 4999 236,01 -

Para a brita, o único parâmetro a ser observado é o diâmetro máximo do agre-gado, que é:

Conclusão:

Com os resultados obtidos acima, podemos obter o diâmetro máximo da britatipo 2, que é de 25 mm, sendo ela assim classificada como brita 2 .

É importante destacar que em função da norma NM 248:2001, a massa total deareia e a massa retida em todas as peneiras e no fundo não devem diferir em 0,3%, e adiferença que encontramos em nosso ensaio foi de 0,02%.  

6.  Determinação da massa unitária solta da areia:

Material utilizado: 

  Recipiente metálico cilíndrico

  Areia seca;

  Pá metálica;

  Balança com capacidade de 100 kg;

Descrição do ensaio:

Inicialmente pesamos o recipiente metálico, que possui peso de 8,21 kg, quefoi colocado como tara na balança. Após isso o medimos, obtendo como dimensões dodiâmetro igual a 25,1 cm e altura de 30,5 cm.

Posteriormente, começamos a encher o recipiente com areia, utilizando a pámetálica. A areia era lançada no recipiente de uma altura de 10 a 12cm do topo domesmo. Depois do recipiente cheio, regularizamos sua superfície e o pesamos nova-mente, obtendo agora 31,93 kg na balança com a tara.

Cálculo:

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Fórmula:

Onde:

= Massa unitária do agregado, em quilogramas por metro cúbico;

= Massa do recipiente mais o agregado, em quilogramas;

= Massa do recipiente vazio, em quilogramas;

V = Volume do recipiente, em metros cúbicos;

Conclusão:

Com o resultado obtido acima, concluímos que a massa unitária da areia, emestado solto, utilizada no ensaio é de aproximadamente 1,572 kg/dm3.

7.  Determinação da massa unitária solta da brita tipo 1:

Material utilizado: 

  Recipiente metálico cilíndrico

  Brita 1;

  Pá metálica;

  Balança com capacidade de 100 kg;

Descrição do ensaio:

Utilizamos o mesmo recipiente metálico do ensaio da massa unitária solta daareia, assim começamos a encher o recipiente com brita 1, utilizando a pá metálica.Ela era lançada no recipiente de uma altura de 10 a 12 cm do topo do mesmo. Depoisdo recipiente cheio, regularizamos sua superfície e o pesamos novamente, obtendo a-gora 30,32 kg na balança com a tara.

Cálculo:

Fórmula:

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Conclusão:

Com o resultado obtido acima, concluímos que a massa unitária da brita 1, emestado solto, utilizada no ensaio é de aproximadamente 1,465 kg/dm3.

8.  Determinação da massa unitária solta da brita do tipo 2:

Material utilizado: 

  Recipiente metálico cilíndrico

  Brita 2;

  Pá metálica;

  Balança com capacidade de 100 kg;

Descrição do ensaio:

Utilizamos o mesmo recipiente metálico do ensaio da massa unitária solta da

areia, assim começamos a encher o recipiente com brita 2, utilizando a pá metálica.Ela era lançada no recipiente de uma altura de 10 a 12 cm do topo do mesmo. Depoisdo recipiente cheio, regularizamos sua superfície e o pesamos novamente, obtendo a-gora 29,79 kg na balança com a tara.

Cálculo:

Fórmula:

Conclusão:

Com o resultado obtido acima, concluímos que a massa unitária da brita 2, emestado solto, utilizada no ensaio é de aproximadamente 1,430 kg/dm3. 

9.  Determinação da massa unitária compactada da brita do tipo 1: 

Material utilizado: 

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  Recipiente metálico cilíndrico;

  Brita 1;

 Pá metálica;

  Balança com capacidade de 100 kg;

  Haste de adensamento.

Descrição do ensaio:

Foram tomados os mesmos procedimentos da determinação da massa unitáriasolta da brita 1, com a realização da compactação do material. Colocamos a brita 1 norecipiente até atingir, aproximadamente, dois terços de sua altura, procedendo com a

compactação do material, que consistiu na aplicação de 25 golpes com a haste de a-densamento por camada, sendo três delas no total. Após isso realizamos a pesagem,obtendo 31,96 kg, na balança com a tara de 8,21 kg.

Cálculo:

Fórmula:

Conclusão:

Com o resultado obtido acima, concluímos que a massa unitária compactada dabrita 1 utilizada no ensaio é de aproximadamente 1,574 kg/dm3.

10.  Determinação da massa unitária compactada da brita 2: 

Material utilizado:   Recipiente metálico cilíndrico;

  Brita 2;

  Pá metálica;

  Balança com capacidade de 100 kg;

  Haste de adensamento.

Descrição do ensaio:

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12

Foram tomados os mesmos procedimentos da determinação da massa unitáriasolta da brita 2, com a realização da compactação do material. Colocamos a brita 2 norecipiente até atingir, aproximadamente, dois terços de sua altura, procedendo com acompactação do material, que consistiu na aplicação de 25 golpes com a haste de a-densamento por camada, sendo três o total delas. Após isso realizamos a pesagem, ob-tendo 31,51 kg, na balança com a tara de 8,21 kg.

Cálculo:

Fórmula:

Conclusão:

Com o resultado obtido acima, concluímos que a massa unitária compactada dabrita 2 utilizada no ensaio é de aproximadamente 1,544 kg/dm3.

11.  Ensaio de Inchamento da areia: 

Material utilizado: 

  Recipiente metálico;

  Areia seca;

  Pá metálica;

  Bandeja metálica

  Balança com capacidade de 100 kg;

  Frasco graduado.

Descrição do ensaio:

Para o ensaio do inchamento da areia, primeiramente, enchemos um recipientemetálico, de volume igual a 5,5 dm³ e peso de 1,91 kg, com a areia seca (umidade de0%) e o pesamos.

Posteriormente colocamos a areia em uma bandeja metálica e adicionamos aela quantidade de água necessária, pesada na balança, para obtermos o teor de umidadede 1%. Misturamos à areia e novamente enchemos o recipiente metálico, verificando

que devido ao inchamento, sobrou areia na bandeja, e realizamos uma nova pesagem.

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Esse procedimento foi repetido até obtermos o peso para os teores de umidadeaté os 7%.

Cálculo:

Para obtermos o coeficiente médio de inchamento da areia, primeiramente cal-culamos a relação entre os volumes úmidos e o seco, apresentados em forma de tabela.

ENSAIO DE INCHAMENTO DO AGREGADO GRAÚDO

Tara: 1,910 kg Volume: 5,5 dm³ Vh/V0 = d0/dh*100+h/100

N°Teor de Umi-

dadePeso Bruto

(kg)Peso Líquido

(kg)Peso Unitário

(kg/dm³) d0/dh vh/v0

0 0 10,400 8,490 1,544 1,000 1,000

1 1 8,900 6,990 1,271 1,215 1,227

2 2 8,370 6,460 1,175 1,314 1,341

3 3 8,210 6,300 1,145 1,348 1,388

4 4 8,060 6,150 1,118 1,380 1,436

5 5 8,120 6,210 1,129 1,367 1,436

6 6 8,140 6,230 1,133 1,363 1,445

7 7 8,140 6,230 1,133 1,363 1,458

Após isso fizemos o gráfico de curva de inchamento e obtivemos o valor docoeficiente médio de inchamento de areia.

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Conclusão:

Com o resultado obtido, concluímos que o coeficiente médio de inchamento daareia utilizada no ensaio é de aproximadamente 1,43, e que obtivemos um erro de en-

saio para o ponto de umidade igual a 7%.Vale ressaltar que esse ensaio foi realizado apenas com o intuito de aprender-

mos o seu procedimento, visto que a areia na dosagem do concreto estava seca.

DOSAGEM DO CONCRETO

Os cálculos de dosagem do concreto foram realizados pelo Método de ABCP.Foram estipulados, pela professora, os seguintes valores:

  fck = 20 MPa;

  Desvio padrão (sd) = 4 MPa;

  Peso específico do cimento: ;

  Slump: 60 à 80 mm;

  Cimento CP IV  – 32;

  Brita utilizada no concreto: segundo tipo de brita do laboratório  – Brita 2.

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Dos ensaios retiramos os seguintes valores:

  Módulo de Finura da areia: MF = 2,41;

 Diâmetro máximo do agregado graúdo: Dmáx = 25mm;

  Massa unitária solta da areia: ;

  Massa unitária solta da brita: ;

  Massa unitária compactada da brita: ;

  Peso específico da areia: ;

  Peso específico da brita: ;

Cálculo:

Relação água/cimento (a/c): obtido entrando com o valor do fcj e da resistênciado cimento, aos 28 dias, no gráfico para a determinação da relação a/c em função das

resistências do concreto e cimento aos 28 dias, do Método da ABCP.

Consumo aproximado de água (Ca): obtido pelo quadro 2 do Método daABCP, entrando com os valores do diâmetro máximo do agregado graúdo (Dmáx =25mm) e o intervalo aceitável do slump.

Consumo de cimento (Cc):

Volume de brita (Vb): obtido no quadro 3, entrando com os valores do módulode finura da areia (MF = 2,41) e o Dmáx do agregado graúdo.

Consumo de brita (Cb):

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16

Volume de areia (Vm):

Consumo de areia (Cm):

Traço em peso para 1 m³ de concreto

348,21: 594,71: 1134,84: 195Para o bom funcionamento da betoneira, precisávamos colocar no mínimo 20

kg de brita, assim, tivemos que fazer uma transformação no nosso traço, mostrada a-baixo:

Traço em peso para 20 kg de brita

(6,14: 10,48: 20: 3,44)

Após os cálculos de dosagem do concreto, fizemos um traço experimental emoldamos três corpos de prova, seguindo os procedimentos estipulados pelas normastécnicas da ABNT.

Antes da moldagem foi metido o slump do nosso concreto, que foi de 130mm.

Também não foi utilizada toda a água do traço, sobrando 264,03 g de água.

RESULTADOS

Após a moldagem, os corpos de prova ficaram imersos em água, durante 28 di-as, quando foram rompidos.

Foram obtidos os seguintes valores de rompimento:

Corpo de Prova Carga de ruptura (kgf)

C1 13670

C2 15210

C3 10690

Cálculos:

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Área transversal do corpo de prova:

Tensões de ruptura:

Tensão média de ruptura:

Desvio padrão:

Coeficiente de variação:

Análise dos resultados:

Analisando os resultados podemos confirmar que não atingimos a nossa meta,que seria o fcj, em nenhum dos três corpos de prova e mais, não atingimos nem o fck

do projeto estrutural.

Também podemos perceber que tivemos uma variação considerável entre astensões de ruptura.

Justificativas:

Um indicativo de que a resistência encontrada seria menor que a esperada foidado quando fizemos o slump, que deu muito maior do que o estipulado, acusando as-sim uma quantidade de água maior do que a necessária. Com o rompimento dos cor-pos de prova apenas confirmamos essa tendência.

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18

A variação entre as tensões pode ter ocorrido devido a uma diferença de forçaaplicada nas camadas dos corpos de prova, durante sua moldagem, pois mesmo nãohavendo mudança do integrante do grupo que realizou esse processo, a falta de práticapode ter acarretado a isso.