relatório - concreto

RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES DO CONCRETO

Professor (a): Lêda Christiane de Figueirêdo Lopes Lucena

Técnico (a) : Jadilson silva Trigueiro

Aluna: Thays Nogueira Rodrigues

Campina Grande, setembro 2103.

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE - UFCG

CENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS NATURAIS - CTRN

UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA CIVIL – UAEC

DISCIPLINA: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO EXPERIMENTAL

LISTA DE FIGURAS

Figura 1- Gráfico para determinação da relação água/cimento em função da resistência do concreto e cimento aos 28 dias.

Figura 2- Tabela utilizada para determinação do consumo de água

Figura 3-Tabela para determinação do consumo de agregado graúdo

Figura 4 – Pesagem Cimento

Figura 5 – Pesagem Areia

Figura 6 - Pesagem Brita

Figura 7 – Adição dos materiais na betoneira

Figura 8 – Mistura dos materiais

Figura 9 – colocação do molde na placa

Figura 10 – Compactação

Figura 11 – Retirada do Tronco-cônico

Figura 12 – Amostra Moldada

Figura 13 – Aferição do abatimento

Figura 14 – Molde Cilíndrico

Figura 15 – Compactação do corpo de prova

Figura 16 – corpo de prova moldado

Figura 17 – corpos de prova em processo de cura

Figura 18 – Prensa Figura

19 – Corpo de prova rompido Figura

20 – Máquina de compressão simples

Figura 21 – Apresentação dos dados do corpo de prova

Figura 22 – Resultados do Rompimento – 1º CP


ÌNDICE

1. Introdução 5 1.1 Objetivos 5

2. Revisão Bibliográfica 62.1 Tipos de Concretos 62.2 Propriedades do Concreto 6

2.2.1 Propriedades do concreto fluido 62.1.1 Propriedades do concreto Endurecido 6

2.2 Cura do concreto 72.3 Dosagem do concreto 72.4 Ensaio de Abatimento ou slump 7

3 Metodologia 83.1 Dosagem Experimental do concreto 8

3.1.1 Materiais Utilizados e suas características 93.1.2 Procedimento para cálculo da Dosagem 10

3.1.2.1 Determinação da resistência estimada aos 28 dias à compressão simples (Fc28) 11

3.1.2.2 Determinação do Fator água-cimento (Fa/c) 113.1.2.3 Determinação do Consumo de água (Ca) 123.1.2.4 Determinação do Consumo de Cimento (Ci) 123.1.2.5 Determinação do consumo de Agregado Graúdo

(Cb) 123.1.2.6 Determinação do consumo de Agregado Miúdo

(Cm) 123.1.2.7 Apresentação do traço 123.1.2.8 Calculando peso do concreto para

1 corpo-de-prova 123.1.2.9 Apresentação do traço para 7 kg de cimento

( 1 corpo de prova) 133.1.3 Execução da dosagem do concreto 143.1.4 Acompanhamento Fotográfico 14

3.2 Ensaio de abatimento ou Slump 153.2.1 Materiais Utilizados 153.2.2 Execução do ensaio de abatimento ou slump 153.2.3 Acompanhamento Fotográfico 15

3.3 Moldagem e cura dos corpos de prova 16 3.3.1 Materiais Utilizados 163.3.2 Execução da moldagem dos corpos de prova 173.3.3 Acompanhamento fotográfico 17

3.4 Ensaio de compressão simples 183.4.1 Materiais Utilizados 183.4.2 Execução do ensaio 18

3.4.3 Acompanhamento fotográfico 18

4 Resultado – Resistência a compressão simples do concreto 185 Conclusão 196 Referências Bibliográficas 21

RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES DO CONCRETO

1. Introdução

O concreto também chamado betão é o material mais importante e mais utilizado na construção civil. È resultante da mistura de um aglomerante (cimento), agregados miúdos, agregados graúdos e água. Em alguns casos são adicionados aditivos com a finalidade de modificar suas características físicas e químicas.

Fazendo uso dos “materiais cimentícios”, o homem teve a possibilidade de construir as edificações e todas as principais obras de que necessitava para viver, como habitações, barragens, obras sanitárias, entre tantos outros tipos de construção.

Algumas das aplicações mais importantes do concreto são: estrutural, revestimentos, pavimentos, paredes, canalizações, fundações, entre outras.

O consumo mundial total de concreto, no ano de 1963, foi estimado em 3 bilhões de toneladas, ou seja, uma tonelada por ser humano vivo. O homem não consome nenhum outro material em tal quantidade, a não ser a água.

1.1 Objetivos

Determinar a resistência à compressão simples do concreto.

2. Revisão Bibliográfica

O concreto possui três principais propriedades mecânicas, que são resistência à compressão, resistência à tração e módulo de elasticidades. Ambas são medidas a partir de ensaios em laboratórios que atendem critérios estabelecidos pelas normas técnicas e em condições específicas. De modo geral, os ensaios de concreto são realizados para controle de qualidade e para verificar se ele atende às especificações de projeto.

2.1 Tipos de Concretos

Na maior parte das aplicações estruturais, para melhorar as características do concreto, ele é junto com outros materiais. Com isto surgem vários tipos de concreto, além do convencional, como:

Concreto Armado – é uma estrutura de concreto que possui em seu interior, armações feitas com barras de aço. Estas armações são necessárias para atender à deficiência do concreto em resistir a esforços de tração;

Concreto Protendido – è obtido com a utilização de cabos de aço de alta resistência, que são tracionados e fixados no próprio concreto. È um artifício que introduz na estrutura, um estado prévio de tensões, através de uma compressão prévia na peça concretada;

Concreto Pré-moldado – é aquele onde os elementos estruturais são moldado e adquirem certo grau de resistência, antes do seu posicionamento definitivo na estrutura;

Concreto de alto desempenho – è calculado para se obter elevada resistência e durabilidade, com a utilização de adições e aditivos especiais;

Concreto Leve, concreto auto adensável, concreto rolado, concreto resfriado, entre outros.

2.2 Propriedades do Concreto

O conhecimento das propriedades do concreto é de grande importância antes de utilizá-lo. Para o estudo dessas propriedades vamos analisar o concreto no seu estado fluido e no seu estado endurecido.

2.2.1 Propriedades do concreto fluido

Consistência de trabalhabilidade – estas propriedades estão relacionadas com a mobilidade da massa e a coesão entre os elementos componentes. A trabalhabilidade é alterada com a relação água/cimento, onde o concreto trabalhável é aquele que flui dentro das formas, e mantém estável, coeso e homogêneo durante o transporte e o adensamento. Dependendo do tipo de obra vai ser preciso um concreto mais trabalhável, mais fluido, ou não;

Exudação – ocorre quando a água de amassamento sobe verticalmente até à superfície do concreto fresco. Em conseqüência, a parte superior do concreto torna-se excessivamente úmida, produzindo um concreto poroso e menos resistência;

2.2.2 Propriedades do concreto Endurecido

Peso Específico – esta propriedade depende principalmente da natureza dos agregados. Onde, será tanto maior quanto maior for o peso específico dos agregados usados e tanto maior quando mais quantidade de agregado graúdo contiver;

Deformação - estas podem ser causadas por variação das condições ambiente, como retração e deformação provocadas por variações de umidade e temperatura, ou deformações causadas pela ação de cargas externas, deformação imediata, deformação lenta, deformação lenta recuperável e fluência;

Módulo de deformação Longitudinal - é a relação que se dá entre a tensão aplicado e a deformação;

Resistência à compressão – a característica mais importante do concreto, e será calculada neste relatório;

Resistência a tração – a resistência a tração depende principalmente da aderência dos grãos dos agregados com a argamassa.

2.3 Cura do concreto

A cura é o procedimento utilizado para promover a hidratação do cimento e consiste em controlar a temperatura e a saída e entrada de umidade para o concreto. O objetivo da cura é manter o concreto saturado, ou o mais possível de saturado até que os espaços da pasta de cimento fresca, inicialmente preenchida com água, tenham sido preenchidos pelos produtos da hidratação do cimento até a condição desejada.

Uma cura inadequada diminui a resistência à compressão do concreto e contribui para o aparecimento de trincas na superfície.

2.4 Dosagem do concreto

A dosagem é realizada para se obter a proporção mais adequada e mais econômica dos materiais (cimento, agregados, água, aditivos e adições). Existem inúmeros métodos para se fazer a dosagem do concreto: IPT/EPUSP, ABCP, ACI. Neste experimento vamos utilizar o métodos da ABCP.

A dosagem do concreto pode ser realizada de forma experimental, fazendo uso de corpos de prova, e não-experimentais, onde se precisa conhecer apenas a granulometria, o RCS do cimento, este tipo de dosagem é realizado apenas em pequenas obras.

Todo o procedimento para a dosagem do cimento foi realizado em laboratório e está descrito nos métodos deste relatório.

2.5 Ensaio de Abatimento ou slump

Através deste método procura-se verificar a trabalhabilidade e consistência do concreto. Onde para cada valor de resistência que se deseja obter tem-se um abatimento específico. O ensaio foi realizado em laboratório e está descrito o seu procedimento e resultados abaixo.

3 Metodologia

3.1Dosagem Experimental do concreto

Foi utilizado o método da ABCP – Associação Brasileira de Cimento Portland, atendendo as exigências da ABNT NBR 7211.

3.1.1 Materiais Utilizados e suas características

Cimento:

Tipo de cimento – CP II - F Massa específica Real (ɣc) - ɣc = 3100 Kg/cm³ Resistência Normal a 28 dias: 32 MPa

Agregado Miúdo:

Diâmetro Máximo – Massa Específica Real (ɣm) – 2113 Kg/cm³ Massa Unitária Solta (Mus) – Módulo de Finura (MF) – 2,69 Inchamento médio – Umidade Crítica –

Agregado Graúdo:

Diâmetro máximo (ɸmáx) – 19,0 mm Massa Unitária Solta (Mus) – Massa Unitária Compactada (Muc) – 1545 Kg/cm³ Módulo de finura (MF) – Massa Específica Real (ɣb) – 2650 Kg/cm³ Absorção (%) – Ab = [(Ph – Ps ) / Ps ] X 100 –

Concreto: Resistência Característica (Fck) – Fck = 20 MPa Abatimento – 40 - 60 mm Fabricação – in loco Tipo de Obra – Nível didático Controle de qualidade – Razoáve

3.1.2 Procedimento para cálculo da Dosagem

3.1.2.1 Determinação da resistência estimada aos 28 dias à compressão simples (Fc28)

F c28=Fck+1,65× δd

Onde:

Fck = resistência característica do concreto à compressão simples

Fc28 = resistência estimada do concreto aos 28 dias à compressão simples

δd = desvio padrão, dado em função do controle de qualidade, para um controle razoável usa-se δd = 5,5 MPa.

Temos então:

F c28=20+1,65×5,5

F c28=29MPa

3.1.2.2 Determinação do Fator água-cimento (Fa/c)

O tipo de cimento utilizado foi o CP II –F tem-se que à 28 dias este deve apresentar uma resistência de 32 MPa. Para determinar o fator água cimento, utilizamos o gráfico da figura 1, levando para o gráfico o valor da resistência à compressão do concreto estimada aos 28 dias e o valor de resistência normal do cimento aos 28 dias conseguimos então encontrar o fator água/cimento.

Temos que:

Fc28=29MP a

FCPII −F=32MPa

Figura 4- Gráfico para determinação da relação água/cimento em função das resistência do concreto e cimento aos 28 dias.

Encontramos então um fator água-cimento igual a Fa/c = 0,47.

3.1.2.3 Determinação do Consumo de água (Ca)

Nesta determinação entramos com os dados do abatimento, que é determinado pelo projetista, e com o diâmetro máximo do agregado graúdo.

Ab = 40 -60 mm

ɸmáx = 19,0 mm

Pela tabela abaixo temos que o consumo de água aproximado será de Ca = 195 l/m³.

Figura 5- Tabela utilizada para determinação do consumo de água

3.1.2.4 Determinação do Consumo de Cimento (Ci)

O valor do consumo de cimento é dado pelo consumo de água em relação ao fator água cimento, temos então:

C i=Ca

Fa /c

29

0,47

C i=1950,47

=415Kg /cm ³

3.1.2.5 Determinação do consumo de Agregado Graúdo (Cb)

Através da figura 3, e com os valores do módulo de finura (agregado miúdo) e o diâmetro máximo (agregado graúdo) podemos encontrar o valor referente ao volume compactado seco (Vc). Temos que MF = 2,69 e o ɸmáx = 19,0 mm, interpolando os dados na tabela abaixo temos então um V c = 0,680 Kg/m³.

Figura 6-Tabela para determinação do consumo de agregado graúdo

Com o valor do volume compactado seco e a massa unitária compactada podemos enfim determinar o consumo de agregado graúdo que é dado pela equação:

Cb=V c × M uc

Cb=0,680×1545

Cb=1050,6kg

3.1.2.6 Determinação do consumo de Agregado Miúdo (Cm)

Inicialmente vamos determinar o volume de agregado miúdo, utilizando as massas específicas reais do cimento, água e brita e o consumo referente a cada um desses materiais.

V m=1−[ Ci

γ c+

Ca

γa+

Cb

γb ]V m=1−[ 4153100

+ 1951000

+1050,62650 ]

V m=0,275m³

Temos então que o consumo de agregado miúdo é dado por:

Cm=V m × γm

Cm=0,275×2113

Cm=581,07 Kg

Onde ɣm = massa específica real do agregado miúdo.

3.1.2.7 Apresentação do traço

O traço é a proporção entre areia, cimento, brita e água e é definido de acordo com a resistência requeria para o projeto. Na preparação de qualquer argamassa e até do concreto, ter o traço correto e seguir à risca suas proporções é imprescindível para garantir a qualidade a te a segurança da construção.

Vamos apresentar o traço que é dado em função da quantidade cimento, então temos que relacionar o consumo dos demais materiais com o consumo de cimento. Temos então:

C i :Cm

Ci:Cb

C i:

Ca

Ci

415 : 581,07415

: 1050,6415

: 195415

1 :1,4 :2,53: 0,47

Antes da apresentação do traço final, precisamos verificar os seguintes itens:

Relação Cb/Cm

Se Cb/Cm > 1,5 ( temos mais brita do que areia, tem que corrigir)

Se Cb/Cm < 1,5 (aceitável)

Logo, com os dados encontrados acima verificando, temos:

Cb

Cm= 2,531,4

=1,8>1,5

Encontramos um valor maior que 1,5, temos mais brita que areia. Ajustando estes valores e verificando novamente temos:

Cb

Cm=2,331,6

=1,46<1,5 (ACEITÁVEL)

Então o novo traço será:

1 :1,6: 2,33:0,47

3.1.2.8 Calculando peso do concreto para 1 corpo-de-prova

Volume do cilindro

V=base× altura

V=π (0,15) ²4

×0,3

V=0,0053m ³

Temos que a massa unitária do concreto é de Mc = 2500 Kg/cm³.

Peso do concreto

Pc=volume xmassa específica

Pc=0,0053 x2500

Pc=13 ,23Kg

3.1.2.9 Apresentação do traço para 7 kg de cimento ( 1 corpo de prova)

Cimento = 1 x 7 = 7 kg

Areia = 1,6 x 7 = 11,2 kg

Brita = 2,33 x 7 = 16,31 kg

Água = 0,47 x 7 = 3,29 l

3.1.3 Execução da dosagem do concreto

Determinado a quantidade cada material suficiente para a obtenção de 2 corpos de prova através do traço encontrado. Colocaram-se então os materiais na betoneira e realizou o amassamento.

Obedecendo a ordem para a colocação dos materiais: primeiramente o agregado graúdo, em seguida a água, o cimento e por fim a areia.

3.1.4 Acompanhamento Fotográfico

Figura 4 – Pesagem Cimento Figura 5 – Pesagem Areia Figura 6 - Pesagem Brita

Figura 7 – Adição dos materiais na betoneira Figura 8 – Mistura dos materiais

3.2Ensaio de abatimento ou Slump

Com uma amostra da mistura produzida com a dosagem do concreto calculado anteriormente, procede-se com o ensaio de abatimento ou “slump Test”. Este é normalizado pelo método de ensaio ME 404/2000 do DNER, e tem como finalidade verificar se o abatimento de projeto, neste caso de 40 – 60 mm estão correspondendo a consistência da mistura.

3.2.1 Materiais Utilizados

Molde metálico; Haste de compactação de secção circular em aço de 16 mm de diâmetro por 600 mm de

comprimento; Placa de apoio do molde; Complemento tronco-cônico do molde; Colher de pedreiro; Régua.

3.2.2 Execução do ensaio de abatimento ou slump

Colocou-se o tronco-cônico sobre a chapa e apoiou-se firmemente com os pés nas abas. Em seguida colocou-se a primeira camada de concreto e aplicou-se 25 golpes com a haste metálica. Após realizou o mesmo procedimento até três camadas, retirando o excesso ao final. Levantou-se então levemente o tronco-cônico na direção vertical com uma velocidade constante e mediu-se o assentamento, onde este valor deveria ser de 40 – 60 mm.

Durante a primeira realização do slump o abatimento foi superior a 40-60 mm, o que indicava que a mistura estava em uma consistência mais fluida a requerida ao projeto, então adicionamos uma pequena quantidade de cimento e foi realizado o ensaio de abatimento até que obtivemos um assentamento entre 40 e 60 mm.

Na prática, com uma dosagem do concreto elaborada de forma totalmente de acordo com a normatização o ensaio de abatimento deve apresentar o resultado esperado na primeira realização do teste. No caso deste ensaio,como os valores das massa específica dos materiais , módulo de finura e diâmetro máximo do agregado graúdo foram estimados, isso explica resultado apresentado na primeira realização do “slump test”, que não foi o resultado esperado.

Somente a após a obtenção de um resultado para o assentamento dentro o abatimento especificado no projeto foi que podemos moldar os corpos de prova para a determinação da compressão máxima do concreto.

3.2.3 Acompanhamento Fotográfico

Figura 9 – colocação do molde na placa Figura 10 – Compactação Figura 11 – Retirada do Tronco-cônico

Figura 12 – Amostra Moldada Figura 13 – Aferição do abatimento

3.3Moldagem e cura dos corpos de prova

Este ensaio relata como deve ser a moldagem e a cura dos corpos de prova para a determinação do ensaio de compressão simples do concreto.


02 moldes cilíndricos de 15 x 30 cm; Haste de compactação de seção circular em aço de 16 mm de diâmetro por 600 mm de

comprimento; Colher de predreiro.

3.3.2 Execução da moldagem dos corpos de prova

Colocou-se o concreto em cada corpo de prova em três camadas com altura aproximadamente igual a um terço da altura do cilindro, compactando em seguida com 30 golpes. Retirou-se então o excesso de concreto da parte superior do cilindro. Em seguida os dois corpos de prova foram deixados em processo de cura por sete dias.

Vale salientar que durante este procedimento em um corpo de prova foi feito apenas duas camadas ao invés de três. Isto pode ocasionar erros no resultados da tensão de ruptura máxima do concreto ensaiado.

3.3.3 Acompanhamento fotográfico

Figura 14 – Molde Cilíndrico Figura 15 – Compactação do corpo de prova

Figura 16 – corpo de prova moldado Figura 17 – corpos de prova em processo de cura

3.4Ensaio de compressão simples


Máquina de ensaio de resistência (prensa); Enxofre fundido; Concha; Bico de Busen.

3.4.2 Execução do ensaio

Colocou-se o enxofre sólido ao fogo e aguardou-se a sua fusão, atingindo o estado líquido, aplicou-se óleo mineral na superfície da estrutura de capeamento e com a concha, colocou-se enxofre fundido na superfície da estrutura. Em seguida, encaixaram-se o cilindro de concreto em pé, para realizar o capeamento dê suas bases. Após alguns segundos, retirou-se o mesmo. Isso foi feito para cada cilindro. Em seguido os corpos de prova foram colocados na prensa onde mediu-se a carga de ruptura do concreto.

3.4.3 Acompanhamento fotográfico

Figura 18 – Prensa Figura 19 – Corpo de prova rompido Figura 20 – Máquina de compressão simples

4 Resultado – Resistência a compressão simples do concreto

Os resultados encontrados para os dois corpos de prova foram:

1º Corpo de prova ensaiado

Resistência acompressão simples= Carga derupturaárea da seçãotransversal do corpo de prova

R=468,441KN0,176m ²

R=26,508MPa

2º Corpo de prova ensaiado

Resistência acompressão simples= Carga derupturaárea da seçãotransversal do corpo de prova

R=376,822KN0,176m ²

R=21,324MPa

Figura 21 – Apresentação dos dados do corpo de prova



Estes valores encontrados são para a resistência a compressão simples para 7 dias de cura. Agora devemos estimar o valor da resistência a compressão simples para 28 dias de cura.

Segundo as recomendações da ABCP, estima-se a resistência à compressão simples de 7 para 28 dias.

f 28=f c 7médio

0,703

f 28=23,9160,703

f 28=34MPa

5 Conclusão

Verificamos que ambos os corpos de prova apresentaram uma resistência a compressão simples maior do que a esperada. E especificamente um dos corpos de prova apresentou uma resistência muito maior do que a esperada, isto pode ser explicado pelos seguintes pontos:

Durante a moldagem deste corpo de prova que foi feita pelos alunos da disciplina de materiais de construção experimental, o aluno moldou o corpo de prova somente com duas camadas ao invés de três camadas;

Na realização do ensaio de abatimento o primeiro resultados do slump deu acima do especificado em projeto, onde tivemos que adicionar mais cimento na mistura para então obtermos o resultado de projeto. Isto pode explicar o aumento na resistência do corpos de prova.

O valor da resistência a compressão simples para 28 dias foi de 34 MPa foi maior que o F ck então temos que as condições do ensaio são satisfeitas. Porém percebemos um valor de resistência muito superior ao valor especificado em projeto. Então temos uma dosagem que nos fornece uma resistência maior, e esse aumento na resistência tem grande valia, porém para obtermos essa resistência tivemos um gasto maior de cimento e caso estivéssemos efetuando a dosagem do concreto para uma construção em grande escala, isto iria nos fornecer uma dosagem não viável do ponto de visto econômico.

Com relação aos erros que levaram ao resultado final, podemos citar:

A Estimação das massas específicas e módulo de finura; As etapas para realização do ensaio foram efetuadas por diferentes alunos; O acréscimo do cimento durante o ensaio de abatimento.

6 Referências Bibliográficas

1. LUCENA, Christiane de Figueirêdo Lopes Lucena. Aula – Dosagem de concreto –da disciplina de Materiais de construção Experimental – UFCG – Campina Grande: Julho-2013.

2. Medeiros, Talita Rodrigues Medeiros – Materiais de construção Experimental – UFCG – Campina Grande – 2009.

relatório - concreto

Documents