Estudo do método de dosagem do concreto:

Método EPUSP/IPT

Histórico•Este método foi desenvolvido e atualizado na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP), a partir de um método desenvolvido no Instituto de Pesquisas do Estado de São Paulo (IPT)

Objetivo• O objetivo do método é chegar a uma proporção de areia e brita em relação ao cimento (Traço seco) além da relação água cimento (a/c), para isso são utilizadas a resistência características do concreto aos 28 dias (fck), a dimensão máximo dos agregados e a consistência.

• Relação a/c parâmetro mais importante para o concreto ⇒estrutural.

• O método entende que a melhor proporção entre os agregados disponíveis é aquela que consome a menor quantidade de água para obter um certo abatimento requerido.

• Fixada a trabalhabilidade (abatimento) requerida, exploram-se diferentes teores de argamassa e as relações água-cimento.

• O método estabelece como resultado final um diagrama de dosagem gráfica sobre três quadrantes onde são representadas “leis de comportamento” expressas pelas correlações apresentadas a seguir:

• A resistência do Concreto e função da relação a/c.

• fcj = K1/K2(a/c)

• Onde:• – 1)fcj é a resistência a

compressão e em j dias de idade;

• –2)Ki dependem exclusivamente do material empregado;

• – 3) a/c Relação água/cimento em massa

LEI DE ABRAMS

LEI DE LYSE

• A consistência do concreto, medida pelo abatimento do tronco de cone e função da relação a/c e independe do traço seco.

• m = K3 + K4.(a/c)

• Onde:• 1)m: e a relação agregados

secos/cimento em massa;

• 2)Ki: Depende dos materiais

• 3)a/c: Relação agua/cimento

LEI DE LYSE

m = a + p

Onde:• m = agregados secos/cimento , em massa• FUNDAMENTOS DO MÉTODO• a = agregado miudo seco/cimento , em massa• p = agregado graudo seco/cimento, em massa

TEOR IDEAL DE ARGAMASSA SECA

• Existe um teor ideal de argamassa seca “α” que independe do traço ou resistência requerida.

α = (1+a)/(1+m)a = α.(1+m) - 1

p = m – a

Onde:α = Teor ideal de argamassa secam = agregados secos/cimento , em massaa = agregado miúdo seco/cimento , em massap = agregado graúdo seco/cimento, em massa

LEI DE MOLINARI:

• O consumo de cimento se relaciona com o valor de traço seco “m”, através de uma curva do tipo:

C = 1000/(k5 + k6.m)

• C = consumo de cimento por metro cúbico de concreto (kg/m3);

• m = relação agregados secos/cimento, em massa (kg/kg);

• Ki = depende exclusivamente dos materiais empregados

Fórmulas e Parâmetros Fundamentais

• CÁLCULO DO CONSUMO DE CIMENTO E ÁGUA: O consumo de cimento por metro cúbico de concreto pode ser determinado a partir do ensaio de massa específica do concreto gconc e do traço (1:a:b:a/c) através da expressão:

• Custo do concreto / m³:

• Custo /m³ = C´$c +C ´ ´a $a +C´ p´$p +C ´a / c´$água

• $C = custo do kg do cimento;• $a = custo do kg do agregado miúdo;• $p = custo do kg do agregado graúdo;• $água = custo do litro de água potável.

Fórmulas e Parâmetros Fundamentais

Diagrama de dosagem

Principais Requisitos do Projeto Estrutural

• 1) Estabelecer a Resistência característica do concreto a compressão (fck);

• 2) Escolher a dimensão máxima característica do agregado graúdo compatível com os espaços disponíveis entre as armaduras e fôrmas do projeto da estrutura (dependendo do desenho estrutural e da obra).

• Dmáx ≤ 1/3 da espessura da laje• Dmáx ≤ ¼ da distância entre as faces da forma• Dmáx ≤ 0,8 do espaçamento entre as armaduras horizontais• Dmáx ≤ 1,2 do espaçamento entre armaduras verticais• Dmáx ≤ ¼ do diâmetro da tubulação de bombeamento de concreto.

3) Determinação da mistura de britas:

• Usam o método com a NBR 7810 para a determinação da Massa Unitária no estado compactado seco, de diversas misturas entre as britas até encontrar a melhor proporção.

Proporção

Brita2/Brita1

(%) (%)

Peso de

Brita 2

(kg)

Peso de

Brita 1

(kg)

Acréscimo

de Brita 1

(kg)

Massa líquida no

Recipiente

(kg)

M.U.

Compactada

(kg/dm3)

100/0 30,0 - - 24,2 1,609

90/10 30,0 3,33 3,33 24,5 1,629

80/20 30,0 7,5 4,17 24,8 1,648

70/30 30,0 12,86 5,36 25,4 1,689*

60/40 30,0 20,00 7,14 25,4 1,689

50/50 30,0 30,00 10,00 25,4 1,689

A mistura 70/30 (Brita 2/Brita1) é a mais indicada por obter a maior M.U.(massa unitária) compactada com o menor % Brita 1.

• 4) Escolha da consistência do concreto medida pelo ensaio de abatimento do tronco de cone em função do tipo de elemento estrutural, seguindo a tabela:

5) Definição da relação agua/cimento (a/c) em função da agressividade do meio:

• a/c ≤ 0,65 para peças protegidas e sem risco de condensação de umidade;

• a/c ≤ 0,55 para peças expostas a intempéries, em atmosfera urbana ourural;• a/c ≤ 0,48 para peças expostas a intempéries, em atmosfera urbana oumarinha.

ESTUDO EXPERIMENTAL

• A fase experimental é desenvolvida com vistas à montagem de um diagrama de dosagem de dosagem que tem relação com a resistência à compressão (fc), a a/c (x), agregado/cimento(m) e o consumo de cimento por metro cúbico de concreto(C).

• São necessários três pontos para a montagem do diagrama:

Três traços:• Traço Intermediário → 1:5• Traço mais rico→ 1:3,5• Traço mais pobre→ 1:6,5

ESTUDO EXPERIMENTAL

• 1) Teor ideal de argamassa para o traço intermediário:

• Indica a adequabilidade do concreto;• E determinada por tentativas e observações praticas;• Falta de argamassa: ↑ porosidade↑ falhas de concretagem;• Excesso:↑aparência ↑ preço↑ risco de fissuração.

α = (1+a)/(1+m) m = a + p a = α.(1 + m) - 1

• Para o traço intermediário m = 5, logo adotando um α inicial de 35%

a = 0,35(1 + 5) – 1 a = 1,1 kg/kg p = 5 – 1,1 p = 3,9 kg/kg

Realizando este mesmo cálculo para valores de α variando de 2 em 2, irá obter a tabela abaixo:

• Adota-se um valor inicial de agregado graúdo em massa, geralmente 30 Kg, e com isso encontramos para cada traço da tabela anterior um valor de massa de cimento e de areia. Na tabela a seguir, são mostrados dados que correspondem as quantidades de areia e cimento para cada teor de argamassa.

• A tabela traz os respectivos acréscimos de cimento e areia para “corrigir” cada traço, ate chegar-se no teor ideal de argamassa.

ESTUDO EXPERIMENTAL

• Adiciona-se água até atingir o abatimento desejado;• A pedra deve ficar envolvida por argamassa.

ESTUDO EXPERIMENTAL

Ao longo do processo, devem-se pesar cada material, misturar os materiais na betoneira em ordem que é apresentada no método:• Água: (80%); Cimento (100%);• Agregado graúdo (100%); Restante de agua(20%);• Agregado miúdo (100%); Aditivo (se houver);

• Deve-se observar e verificar se a plasticidade, coesão, compacidade, homogeneidade e ausência de exsudação da água.

• Realizar o ensaio de abatimento e caso não se atinja o abatimento estabelecido deve-se adicionar água até se obter;

• Após atingido o abatimento requerido, deve-se bater lateralmente no cone, com a haste de socamento verificando-se a coesão, caso haja desprendimento dos agregados graúdos deve-se adicionar mais argamassa.

Realizar uma nova mistura com o traço 1:5, com o teor de argamassa definitivo e determinar todas as características do concreto:

• Relação agua/cimento, necessária para se obter a consistência desejada; • Consumo de cimento por metro cubico de concreto; • Consumo de agua por metro cubico de concreto; • Massa especifica do concreto fresco; • Abatimento do tronco de cone;

Moldar Corpos de prova cilíndricos para ruptura as idades de: 3 dias, 7dias, 28 dias, 63 dias e 91 dias.

Traços Auxiliares

Obtenção dos traços auxiliares:

• Consiste em produzir dois traços auxiliares, para montar, junto com o traço de referência, o diagrama de dosagem.

• Os novos traços a serem produzidos mantem fixo o teor de argamassa a do traço normal, assim como também apresentam o mesmo abatimento do tronco de cone.

• Obtenção do traço mais rico 1: mr (1: 3,5) ar = a a⇒ r = a(1+ mr) -1 b⇒ r = mr –ar

Obtenção do traço mais pobre 1: mp (1: 6,5) ap = a a⇒ p = a(1+mp) - 1 b⇒ p = mp –ap

• As relações água/cimento efetivas (a/c)r e (a/c)p devem ser estabelecidas experimentalmente visando a obtenção da consistência requerida.

Traços Auxiliares

• Efetuar as misturas com as seguintes etapas:

• Relação agua/cimento, necessária para se obter a consistência desejada; • Consumo de cimento por metro cubico de concreto; • Consumo de agua por metro cubico de concreto; • Massa especifica do concreto fresco; • Abatimento do tronco de cone;

Moldar Corpos de prova cilíndricos para ruptura as idades de: 3 dias, 7dias, 28 dias, 63 dias e 91 dias.

Calcular o consumo de cimento em cada traço.

• Com os dados encontrados, construir o diagrama.

Exemplo de dosagem de concreto pelo método do IPT:

• Exemplo de dosagem de concreto pelo método do IPT:

• Exemplo de dosagem de concreto pelo método do IPT:• Gráfico (fck x a/c)

• Exemplo de dosagem de concreto pelo método do IPT:• Gráfico (m x a/c)

• Exemplo de dosagem de concreto pelo método do IPT:• Gráfico (m x Consumo de cimento)

Vantagens

• Vantagens do método:

• Não são necessários ensaios preliminares da composição granulométrica e massa específica dos materiais;

• O teor de argamassa é determinado experimentalmente evitando-se dosar um concreto com deficiência ou excesso de argamassa;

• É obtido um diagrama de dosagem que serve para qualquer resistência desejada ao nível dos concretos normais. Não é necessário fazer novas misturas para o acerto da dosagem;

• É rápido e prático de fazer desde que o tecnologista tenha experiência com dosagem.

Desvantagens• Desvantagens do método:

• A determinação do teor ideal de argamassa, por não basear-se em ensaio padronizado, pode, devido a sua subjetividade, levar o tecnologista inexperiente a compor concretos com excesso ou deficiência de argamassa;

• Ha necessidade de realizar ensaio de massa especifica do concreto fresco.

Agradecimento• Esta apresentação é fruto do apoio recebido pela professora

Elaine de Materiais de Construção Civil II .• Agradeço pelo apoio nas pesquisas e consultas do trabalho,

que embora foi muito útil e importante para apresentação.

Agradecimento

Exemplos de dosagem de concreto pelo método do IPT:

• Exemplo 1:• Seja estabelecer um traço preliminar para um concreto de

fcj=29,1MPa, abatimento=70+_10mm, utilizando cimento CPII F 32,areia com MF=2,924 e agregado graúdo com DMC=25mm.Dados: y=3,021Kg/dm³; A=80,72 e B=9,01.

Exemplos de dosagem de concreto

pelo método do IPT:• Tabela para resolver o exercício.

• Exemplo 2:

• Como exemplo, tendo-se o traço com consistência e coesão, temos o traço piloto, 1:2,75:3,75:0,6.Quais serão os traços complementares rico e pobre. Dados(H=8% E a=50%).

Exemplos de dosagem de concreto pelo método do IPT:

Bibliografia• Manual de Dosagem e controle do Concreto, Helene, P.,Terzian, P., Ed.

Pini, 1992.

• Apostila da UNIVASF, Colégio de Engenharia Civil, Estudo de métodos de dosagem de concreto: Método EPUSP/IPT, Douglas Emanuel Nascimento de Oliveira, Janeiro, 2010.

• Apostila da ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE OS MÉTODOS DE DOSAGEM ABCP E IPT/EPUSP NO TOCANTE A RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO, Elton Queiroz SILVA; Murilo Sobral de CARVALHO JR.; Edilberto Vitorino de BORJA, Belém-PA, 2009.

• Programa de pós graduação em engenharia civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Escola de Engenharia, Estudo Comparativo de Métodos de dosagem de concretos de Cimento Portland, Dezembro 2000.