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7/21/2019 Reviso Artigo Revistra Concreto 60.pdf

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pesquisa e desenvolvimento

controle tecnolgico do concreto

Falhas nosprocessos decontrole tecnolgicoem laboratrioquecomprometemos

resultadosde resistnciados concretos

JOS JAMES ZANETTI CONSULTORDEOBRASDECONCRETOMAXBETONLTDA

1. INTRODUO

Anorma NBR 12655 xa as condi-es exigveis para o preparo,controle e recebimento de con-

creto destinado execuo de estruturasde concreto simples, armado ou protendi-do. Para o consumidor nal, que recebe oconcreto produzido em central terceiriza-da, o controle estatstico simplicado paraaceitao da estrutura, proposto na nor-ma, bastante prtico e atende ao prop-

sito aceito - rejeitado. Se o fck estimado fck de projeto, o lote do concreto serautomaticamente aceito e, por conseqn-cia, a estrutura executada com ele. Casocontrrio, o concreto poder ser rejeitado,cabendo ao produtor o nus da reparao.

A prtica das usinas produtoras de con-creto de trabalhar com folga dgua,que pode ser adicionada na frente de ser-vio para ajuste da consistncia. Assim,os desvios e falhas de resistncias encon-

tradas pelos laboratrios de controle socreditados s variaes da quantidade degua para o acerto da consistncia. Issotem sido tratado como verdade nica - fa-lha na resistncia igual alterao nofator a/c, por adio equivocada de gua.Quando ensaios complementares feitos naestrutura executada com o concreto sobjudice comprovam a conformidade desseconcreto, raramente h investigaes doerro do laboratrio de controle.

Evoluram os mtodos de clculo, os ma-teriais e as exigncias de resistncia e du-rabilidade das estruturas. As resistncias

ordinrias dos concretos de projetos de in-fraestrutura e prediais usadas at a poucosanos eram da ordem de 15 MPa a 25 MPa.Concretos com fck 35 MPa a 40 MPa, queeram vistos como especiais, hoje so os con-cretos ordinrios. Embora sejam de uso co-mum, o controle e a produo dos concretosde 35 MPa a 40 MPa no podem ser tratados


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como tal. Exemplo disso o velho e bom ca-peamento com enxofre. Para ensaio de rup-tura com resistncias superiores a 30 MPa,o capeamento pode interferir negativamen-te nos resultados. Como os concretos de 40MPa a 50 MPa tm os consumos de cimento

prximos a 500 kg/m3

, no convenienteque, frente a irregularidades nas resistn-cias, a conseqncia seja apenas o aumentodo consumo de cimento, como foi prtica emoutras pocas. O concreto de alta resistnciarequer cuidados tecnolgicos diferentes dosque vinham sendo praticados at h poucotempo nos concreto de 20 MPa a 30 MPa.

Neste trabalho reunimos falhas de pro-cedimentos encontrados em laboratriosde controle tecnolgico de obras e algu-

mas de suas conseqncias na interpreta-o dos resultados.

2. FALHAS NOSPROCESSOS DECONTROLE TECNOLGICOEM LABORATRIOS

Mostraremos a seguir uma coleo deproblemas encontrados nos ltimos anos emlaboratrios de obras. A raiz dos problemasencontrados est, principalmente, na faltade treinamento de tcnicos e engenheirospara a nova realidade de resistncia quevem sendo praticada nos projetos.

2.1 FALHANAAMOSTRAGEM

A foto a seguir mostra duas metades de

corpos-de-provas, cortados para investiga-o da diferena de resultados entre eles.So duas amostragens de um mesmo trao.

Observa-se, na foto, a diferena naquantidade de agregado entre os corpos deprova. Trata-se do mesmo concreto, mas

amostrado de forma diferente. A maiorquantidade e m distribuio de agregadono corpo-de-prova binuenciou negativa-mente o resultado de resistncia. Prova-velmente, o corpo-de-prova bfoi moldadocom a amostra retirada no incio da des-carga para ensaio de consistncia - prticacomum que contraria a norma NBR NM 33.

2.2 FALHASNAMOLDAGEM

Outra das vrias fontes de disperso de

resultados de resistncia provm de falhasde moldagem. Corpos-de-prova com dimen-ses 10 x 20 cm, com slump entre 30 mme 150 mm, quando adensado manualmente,devem ser moldados em duas camadas com12 golpes. Auditorias realizadas em campotm mostrado moldagens com adensamentovariando de 8 a 15 golpes por camada. O pioracontece para concretos com alta consistn-cia ou autoadensvel. A recomendao danorma NBR 5738para moldes de 10x20 cm,com abatimento acima de 160 mm, aden-samento manual em camada nica. Comoa recomendao da norma para a reduodas camadas pela metade aparece em notaabaixo da tabela 1 e com letras de menortamanho, a recomendao ignorada pela



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grande maioria dos moldadores (alguns mol-

dadores nunca viram a norma).Na foto 2,nota-se acmulo de agrega-

dos na parte inferior do corpo-de-prova,

provocado por excesso de energia no aden-samento. Nesse caso especco, o concre-to de estaco tinha abatimento de 220mm, com pouca coeso e foi moldado forada recomendao da norma. Na foto 2b,ocorreu o contrrio, concreto muito coeso,abatimento de 50 mm. Faltaram experin-cia e treinamento aos moldadores.

Concretos com problemas de dosagem,que apresentam alto grau de exsudao,

podem provocar grande perda de gua ain-da no estado plstico, comprometendo aaltura do corpo-de-prova e, principalmen-te, a relao a/c no topo. Quando subme-tido ao ensaio de compresso rompem notopo, por esmagamento, onde o fator a/cest alterado pela exsudao. Na foto 3,observam-se os efeitos de fortes exsuda-es em corpos-de-prova: foto 3a, alturareduzida por sada de gua; foto 3b, efeitodo caminho da gua de exsudao na late-

ral do corpo de prova; foto 3c, ruptura poresmagamento do topo com a/c alterado.

2.3 FALHASNOPREPARODASFACES

PARARUPTURA

Para a execuo do ensaio de compres-so necessrio que as superfcies, ondese aplicam cargas, sejam planas, paralelas,lisas e perpendiculares ao eixo longitudinaldo corpo-de-prova, de modo que o carre-gamento seja uniformemente distribudo.

Ao longo do tempo, o capeamento dasfaces dos corpos-de-prova com enxofre parao ensaio de compresso vem sendo utilizadocom sucesso. Com a necessidade de aumen-to de durabilidade das estruturas de con-creto, aumento das alturas das edicaes,aumento das cargas e vos das pontes e via-dutos, ousadia das formas arquitetnicas ediminuio de espaos ocupados por vigas epilares, os projetistas de estruturas de con-creto vm aumentando as resistncias deprojeto. Hoje, estruturas projetadas comfck entre 40 MPa e 50 MPa so comuns e jno so mais tratadas como estruturas de

concreto de alto desempenho. Entretanto,comum no emprego no quer dizer comumnos cuidados de preparo e controle.

Para concretos com resistncia aci-ma de 30 MPa, o capeamento com enxo-fre comea a interferir negativamente nos



resultados de resistncia. O mdulo dedeformao do enxofre menor que dosconcretos de resistncias mais altas e asdeformaes em capas com espessura des-

contnua dicultam a distribuio corretade cargas da prensa.

A foto 4 mostra o capeamento com di-ferena de espessura. Em concretos commais de 30 MPa, o baixo mdulo de defor-mao do enxofre imprimir carga concen-trada na camada mais na do enxofre.

Nas fotos, mostramos o resultado domonitoramento de aplicao de carga, uti-lizando carbono entre o topo do CP (corpo-

de-prova) e o prato da prensa. Os pontosmais escuros da gura indicam concentra-o de carga por diferena na espessurado capeamento. A foto 5bmostra, inclu-sive, a sombra do local da colocao daetiqueta de identicao da moldagem. Afoto 5a mostra a concentrao de carganas bordas, provocada pela falta de pla-nicidade do capeador. O centro do pratodo capeador havia se deformado com o usofreqente e calor intenso do enxofre fundi-

do. Contribuiu para a deformao do pratodo capeador a falta de qualidade do metalusado na confeco do prato.

O projeto de norma NM 77 Concreto -Preparao das bases dos corpos-de-prova

e testemunhos cilndricos para ensaio de

compresso recomenda corte com discodiamantado, quando os corpos-de-prova deconcreto apresentar uma base muito irre-gular, antes de realizar o capeamento comargamassa de enxofre, de forma a obter

uma superfcie perfeitamente plana, quepermita realizar o ensaio de compresso.

A norma ASTM C 617 prev a prepara-o da argamassa de enxofre, no mnimo,2h antes do ensaio para concretos com re-sistncia menor que 35 MPa. Para concretoscom resistncia igual ou superior a 35 MPa,o capeamento de argamassa de enxofredeve ser preparado, pelo menos, 16h an-tes do ensaio. Quando corpos-de-prova deconcretos de alta resistncia so capeados,a espessura e a resistncia do capeamentoso mais importantes do que para concretosnormais. Um capeamento uniforme a uma

espessura de 2 mm ou menos se faz neces-srio para concretos de alta resistncia. Es-tudos mostram que maiores espessuras de

capeamentos resultam em menores resis-tncias compresso dos corpos-de-prova.

A utilizao de retca nas faces doscorpos-de-prova prevista pela normabrasileira NBR 5738e deveria ser praticadapara concretos com resistncia acima de30 MPa. Entretanto, a troca de capeamen-to por retca deve vir cercada de algunscuidados. Alguns equipamentos disponibi-lizados no mercado ou adaptados para re-tca das faces dos corposde-prova, usados

retfica



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sem a devida vericao, concorrem paradissimular falhas, por vezes, at maioresque as apresentadas nas rupturas utilizan-

do capeamento com enxofre.A foto 6 mostra falhas de distribuio

de carga em funo de ranhuras produzi-das pela retca. Observa-se, no corpo-de-

prova (foto 6),as ranhuras deixadas pelorebolo da retca e a distribuio de cargaspontuais vista no carbono (foto 6b) no topodo mesmo corpo de prova.

A falta de manuteno no equipamentode retca tem introduzido um segundo de-feito na superfcie do topo de corpo-de-pro-va, como mostrado na gura 1. As bordas deentrada e sada do rebolo sobre o corpo-de-prova tm reas menores que no meio. Para

um rebolo em estado terminal ou inadequadopara o servio, a ecincia nas reas meno-res tem provocado rebaixos que inuenciamnegativamente na distribuio das cargas.Na foto 6b, as setas indicam o local onde acarga nem deixou marcas no carbono, ondefoi necessrio o traado de uma linha auxi-liar indicativa dos limites do corpo de prova.

A foto 7 mostra que reticadoras com

falta de manuteno ou mesmo as novas,quando mal instaladas, tm sido respons-veis por m distribuio de carga nas facesdos corpos-de-prova. A falta de paralelismodas faces pode causar ruptura com cargaconcentrada em um dos lados do corpo-de-prova (foto 8) rompendo, por compresso,de um lado e, trao, no outro.

O capeamento elastomrico con-finado tem sido utilizado em algumasobras. O capeador composto por umpar de almofadas e um par de bases me-

tlicas, com anel que envolve a almofa-da de neoprene.

A ASTM C 1231/Cprev o uso do neo-prene como almofada de capeamento elas-tomrico dentro certas condies. Dentreas recomendaes, est a dureza Shore A



da borracha, que deve ser 70, a espessurada almofada, de 13 mm, e a quantidadede reutilizaes, que no deve exceder a100 vezes. vlido ressaltar que, segundoa mesma norma, desnveis transversais aodimetro das bases dos corpos-de-provano devem exceder 5 mm. O corpo-de-

prova no deve ser testado, a menos queas irregularidades sejam corrigidas por

corte ou retca.O que se tem encontrado nos poucos

casos de uso de capeamento com neo-

prene connado um total desconheci-

mento desses parmetros. O resultado desastroso e com enormes disperses.Os corpos-de-prova rompem por esforosmistos de compresso e trao. Na foto10b, observa-se uma pilha de corpos-de-prova cortados diametralmente por

esforo de trao, durante o ensaio deruptura com capeamento elastomrico.Esse tipo de ruptura ocorre devido aofato da almofada de neoprene deformar-

se radialmente, gerando foras de traona base dos corpos-de-prova. Isso no de-veria acontecer, se respeitados os limitesprevistos na norma.

H casos (foto 10a) em que o capea-mento elastomrico feito apenas no topodo corpo-de-prova, estimando o laborat-rio que a base do molde seja perfeitamen-

te plana.

2.4 PRENSA

Prensas antigas com manuteno pre-cria tm sido usadas em laboratrios de



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obras de grande relevncia tcnica. A in-

terpretao dos resultados de resistnciaadquiridos a partir desse tipo de equipa-

mento pode car comprometida. O acio-namento manual ou eltrico da prensadeveria seguir as recomendaes de ve-locidade de aplicao de carga da normaNBR 5739. Parte dos operadores desco-nhece detalhe da norma e parte dessas

prensas antigas no permitem a possibili-dade de controle de carga.

A planicidade dos pratos da prensa outro requisito que se espera de um bomequipamento. Entretanto, nem sempreisso acontece. Prensas com muito uso

e pouca manuteno podem apresentarirregularidades na planicidade do prato,alm do limite de 0,05 mm permitido.Na foto 11, mostramos as irregularida-des encontradas em pratos de prensas

em mais de um laboratrio, onde nos

foi permitido fazer verificao expedi-ta. A foto 11b mostra o resultado domonitoramento da aplicao de cargacom carbono em um prato cncavo. Ocentro do corpo de prova no recebiacarga.

Na foto 12a, possvel ver a luz passan-do entre o prato e a rgua, comprovandoque o defeito visto no centro do carbono proveniente da concavidade do pratoda prensa.

3. ANLISE ESTATSTICACOMO FERRAMENTADE CONTROLE DOSPROCESSOS

A norma brasileira NBR 12655, usadapara avaliao do desempenho do concre-

to aplicado nas estruturas, no contemplaem seus mtodos estatsticos o desempe-nho da produo e de ensaio, como pre-visto na norma americana ACI 214. Para oconsumidor comum isso no se traduz emproblema, desde que os resultados de re-sistncia dos lotes atendam aos requisitosdo projeto. Quando problemas de resis-tncia aparecem a norma NBR 12655 podeno ser suciente para detectar a raiz do

problema. Entretanto, possvel vericara ecincia dos laboratrios de controlecom as ferramentas da norma NBR 5739.O anexo B dessa norma apresenta mtodode avaliao estatstica do desempenhodo ensaio, baseado nos parmetros da ACI214. Com base nos parmetros de controleda norma brasileira NBR 5739, as falhas nosprocessos de laboratrios podem ser veri-cadas. Evidentemente, a primeira barreira

12b

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contra essas falhas so as intervenes di-retas nos processos do laboratrio, evitan-do que elas ocorram. A ferramenta esta-

tstica serve como avaliador da ecinciados treinamentos das equipes e das aes

corretivas aplicados aos processos.Para obras que produzem e controlam

seus prprios concretos, a norma NBR 7212Execuo de concreto dosado em central

disponibiliza ferramenta estatstica de

controle de produo, como a ACI 214.Na gura 3, mostramos um exemploreal de resultados de ruptura de corpos-

de-prova de uma obra de infraestrutura. Asmisturas de concreto de responsabilidade

do empreiteiro eram produzidas e contro-

ladas por terceiros dentro do canteiro.

Separamos os resultados em dois per-odos. No primeiro perodo, o concreto de40 MPa capeado com enxofre apresentavagrande disperso, com muitos resultados

abaixo do fck.No segundo perodo, o capeamento

com enxofre foi subs-titudo por retica dasfaces, mas utilizandoainda os mesmos mol-

dadores. Nenhuma ou-

tra mudana foi pro-

movida nos processosde produo ou de la-boratrio, durante operodo de anlise.

No estudo , antesda implementao damudana, o coecien-te de variao dentrodo ensaio, que mede aecincia dos proces-sos do laboratrio, era

de 8,2% - considerado defcientepelos pa-dres da ACI 214e NBR 5739. No segundoperodo, o valor caiu para 4,8% - conside-rado bompelos mesmos padres, confor-me mostra tabela extrada do Anexo B daNBR 5739.

Para dirimir dvidas de que a disper-so de resultados visto na gura 2 no foraprovocada por variaes no fator a/c, pre-paramos duas dosagens no laboratrio da

obra, aps a implementao do uso da re-tca. Na primeira, foi preparada a misturada carta de traos, com fator a/c de 0,39e expectativa de resistncia de 50 MPa. Aconsistncia medida nessa dosagem foi de

85 mm. Na segunda dosagem, tendo emvista a mesma curva de resistncia x fatora/c da dosagem anterior, buscou-se o a/cpara a resistncia de 40 MPa. Para simularum erro na dosagem da gua na central deconcreto, mantivemos o consumo de ci-

mento da mistura anterior e adicionamosgua at atingir o a/c de 0,47 (fck 40 MPa).


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A consistncia do concreto, nessa segundadosagem, com adio errada de gua,foi elevada de 85 mm para 210 mm.

Se ocorresse, na prtica, essa alte-rao do fator a/c por adio excessivade gua a mudana de consistncia seriadetectada pelo laboratrio de controle nacentral de concreto.

Por m, os resultados de resistnciasdo experimento, usando retca das fa-

ces, conrmaram as resistncias da curvado estudo de dosagem e as suspeitas dasdisperses causadas pelo capeamento naprimeira fase.

[01] Monteiro, Paulo. Controle da Microestrutura para o Desenvolvimento de Concretosde Alto Desempenho. Boletim Tcnico da Escola Politcnica da USP. 1993, p. 1.

[02] ABNT. NBR 5738 - Concreto - Procedimento para moldagem e cura de corpos de prova. 2008, p. 3. Emend 1.[03] AMN, Asociain Mercosur de Normalizacion. Projeto 05:03 NM 077 - Concreto - Preparao das bases dos corpos-de-prova e testemunhos cilndricos para ensaio de compresso.

CSM: 05 - Comit Setorial Mercosul de Cimento e Concreto. 2005.[04] ASTM. ASTM C 617 - Standard Practice for Capping Cylindrical Concrete Specimens. 1998.[05] ASTM. ASTM C1231 / C1231M - 09 Standard Practice for Use of Unbonded Caps

in Determination of Compressive Strength of Hardened Concrete Cylinders. 2009.[06] ABNT. NBR 5739 - Concreto - Ensaio de compresso de corpos de prova cilndricos. 2007.[07] ABNT. NBR 12655 - Concreto de cimento Portland - Preparo, controle

e recebimento - Procedimento. 2006.[08] ACI. ACI 214 - Recommended Practice for Evaluation of Strength Test of Concrete. 1977.[09] ABNT. NBR 5739 - Ensaio de comprensso de corpos de prova cilindricos. 2007.[10] ABNT. NBR 7212 Execuo de Concreto Dosado em Central. 1984. n

Referncias Bibliogrficas

4. CONCLUSESOs avanos na tec-

nologia do concreto,alcanados custa de

pesquisa de novos ma-teriais e da microes-

trutura do concreto,devem vir acompa-nhados da qualifica-

o da mo-de-obraque manipula e con-

trola esses materiais.

Os avanos das nor-mas, que vem sendoregistradas em recen-

tes atualizaes, pre-

cisam de meios maiseficientes para chegar aos laboratrios

de controle.

As falhas nos processos dos labora-

trios relatadas nesse trabalho foram

encontradas em obras espalhadas pelo

pas e representam parte do Custo-Bra-sil, pois, em todos os casos, o concretoproduzido era melhor que o potencial

indicado pelos laboratrios. Em todos os

casos, observou-se que faltou qualica-o e treinamento aos responsveis pelocontrole para que as correes, por vezessimples, fossem implementadas.

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