Relatorio tecnico de deselvolvimento de traço de concreto

Relatorio tecnico de deselvolvimento de traço de concreto

(Parte 2 de 3)

A consistência traduz as propriedades intrínsecas da mistura fresca relacionada com a mobilidade da massa e a coesão entre os elementos componentes, tendo em vista a uniformidade e a compacidade do concreto.

O controle do concreto no estado fresco é feito com o Ensaio de Abatimento do Tronco de Cone (Slump Test), pois esta metodologia avalia o parâmetro da mistura que é a sua consistência.

A Trabalhabilidade adequada em cada situação de concretagem é fundamental para a obtenção de um produto final de qualidade. Segundo o ACI 116R-90, a trabalhabilidade é uma propriedade do concreto recém misturado que determina a facilidade e a homogeneidade com a qual o material pode ser misturado, lançado, adensado e acabado.

A obtenção de um concreto com trabalhabilidade adequada, ao contrário do que se imagina, não depende unicamente da quantidade de água utilizada. Nem sempre o acréscimo de água na mistura leva a uma maior trabalhabilidade, podendo, muitas vezes, levar à exsudação, à segregação, ou simplesmente, a um aumento do abatimento. A trabalhabilidade depende de uma seleção e proporção adequada dos materiais e muitas vezes do uso de adições e aditivos. Os teores de pasta, de argamassa e de agregados, em função da trabalhabilidade desejada, devem ser compatibilizados. Isto se consegue mediante o conhecimento das características de cada componente e de seu proporcionamento correto na mistura.

As operações de transporte, lançamento e adensamento do concreto devem permitir a obtenção de uma massa homogênea e sem vazios. A trabalhabilidade não é apenas uma característica inerente ao próprio concreto, mas envolve também as considerações relativas à natureza da obra e aos métodos de execução adotados.

Uma propriedade muito ligada à trabalhabilidade é a coesão. A falta de coesão da mistura pode acarretar a desagregação do concreto no estado fresco, alterando sua composição física e sua homogeneidade. O concreto ideal é aquele que apresenta coesão e trabalhabilidade adequadas.

Concreto coeso é aquele que se apresenta homogêneo e sem separação de materiais da mistura em todas as fases de sua utilização, quer seja na produção, no transporte, no lançamento, ou mesmo no seu adensamento durante a concretagem da estrutura.

A coesão depende muito da proporção de partículas finas na mistura e, em especial, nas misturas com baixos teores de cimento, deve ser dada atenção à granulomentria na extremidade fina da curva granulométrica. Muitas vezes é necessário fazer várias misturas experimentais com diferentes proporções entre agregados graúdos e miúdos para se encontrar uma mistura com coesão adequada. Não existem ensaios normalizados para se medir, de uma forma simples, a coesão de uma mistura. Porém, testes práticos como o de se bater com a haste do ensaio de abatimento, lateralmente, no concreto, podem indicar, empiricamente, a coesão do material. Recomenda-se que sejam verificados estes aspectos na realização da dosagem experimental e na execução dos ensaios de abatimento em obra.

3 – Comparativo Concreto fresco (Coeso x Não Coeso)

2.1.3 Segregação

Outro aspecto que deve ser considerado no estudo da trabalhabilidade do concreto é a segregação. A ausência de segregação é essencial para que se consiga a conveniente compacidade da mistura. A segregação compreende a separação dos constituintes da mistura, impedindo a obtenção de um concreto com características de uniformidade satisfatórias.

A segregação pode ocorrer também como resultado de uma vibração exagerada. Um concreto em que isso venha a ocorrer será um concreto mais fraco e sem uniformidade.

4 – Segregação constatada em uma estrutura após o endurecimento do concreto

Exudação é a tendência da água de amassamento de vir à superfície do concreto recém lançado. Em conseqüência, a parte superior do concreto torna-se excessivamente unida, produzindo um concreto poroso e menos resistente.

A água, ao subir à superfície, pode carregar partículas finas de cimento, formando uma pasta, que impede a ligação de novas camadas de material e deve ser removida cuidadosamente.

A exudação pode ser controlada pelo proporcionamento adequado de um concreto trabalhável, evitando-se o emprego de água além do necessário. Ás vezes corrige-se a exudação adicionando-se grãos relativamente finos, que compensam as deficiências dos agregados.

5 – Desplacamento do concreto devido a exsudação do concreto

2.1.5 Ar Incorporado

De acordo com Methta e Monteiro (1994) podem-se encontrar vazios preenchidos por ar dentro do concreto de duas formas: através de bolhas de ar incorporado ou através de vazios de ar aprisionado.

As bolhas de ar incorporado possuem dimensões entre 100um e 1 m de diâmetro, enquanto os vazios de ar aprisionado são maiores, ficando entre 1 m e 10 m. Os vazios de ar aprisionado, que na maioria das vezes são causados por deficiência nas dosagens e escolha dos materiais, são nefastos à qualidade final do concreto, podendo comprometer as propriedades mecânicas de resistência à compressão e módulo de elasticidade. Outro aspecto negativo em relação à presença de vazios de ar aprisionado no concreto é a aparência final, com a formação de macro-bolhas superficiais. No caso de concreto aparente a presença de macro-bolhas superficiais é totalmente indesejável.

Quanto às bolhas de ar incorporado, podem ter duas origens. A primeira, com a natural incorporação de pequenas quantidades de ar, disseminadas através de micro-bolhas na massa do concreto. A segunda, através da utilização de aditivos incorporadores de ar ao concreto.

A incorporação denominada natural, bem como a presença de vazios de ar incorporado advém de fatores como tipo e finura dos aglomerantes e agregados miúdos, dosagem dos materiais, tipo e grau de adensamento aplicado, temperatura e tempo de mistura do concreto. O controle do teor de ar incorporado é fundamental ao controle da qualidade do concreto, quer seja para verificar limites máximos e mínimos desejáveis de ar incorporado, ou para identificar teores de vazios de ar no concreto. No Brasil a NBR 11686/1990 – Concreto Fresco – Determinação do Teor de Ar pelo Método Pressométrico, é o ensaio utilizado para a obtenção do valor do ar incorporado e/ou aprisionado no concreto.

6 - Aparelho medidor de ar incorporado ao concreto

2.1.6 Ensaios de Controle de Aceitação do Concreto no Estado Fresco

De acordo com a NBR 12655 (1996) deve-se realizar o Ensaio de Abatimento do Tronco de Cone (Slump Test) para a aceitação do concreto fresco, de forma que atenda as especificações de projeto e execução da estrutura.

Para concretos preparados pelo executante da obra devem ser realizados ensaios sempre que for alterada a umidade dos agregados, na primeira amassada do dia, após interrupções na produção de 2 horas ou na troca de operadores. Para concretos fornecidos por empresas de concretagem (concreteiras) devem ser realizados ensaios a cada betonada que chega à obra. A aceitação ou não dos resultados obtidos no

Ensaio de Abatimento do Tronco de Cone deve obedecer aos critérios da Tabela 2.

Tabela 2- Tolerâncias para aceitação do concreto no estado fresco pelo Ensaio de Abatimento do Tronco de Cone.

7 – Tolerancia de desvio do abatimento “SLUMP”

A NBR 7212 (1984) - Execução de Concreto Dosado em Central, estabelece que em alguns casos o abatimento pode ser corrigido na obra através da adição de água, sendo que essa correção, somente pode ser realizada antes do início da descarga do caminhão e nas seguintes condições:

a) O abatimento inicial tem que ser igual ou superior a 10 m; b) A correção não pode aumentar o abatimento em mais de 25 m; c) O abatimento, após a correção, não pode ser superior ao especificado; d) O tempo transcorrido entre a primeira adição de água e o início da descarga não pode ser superior a 15 minutos.

Adições de água em demasia, ou abatimentos superiores aos especificados podem trazer grandes prejuízos à trabalhabilidade, bem como às propriedades do concreto endurecido.

2.1.7 Ensaio de Abatimento do Tronco de Cone (Slump Test)

O Ensaio de Abatimento do Tronco de Cone mede a consistência e a fluidez do material, permitindo que se controle a uniformidade do concreto. A principal função deste ensaio é fornecer uma metodologia simples e convincente para se controlar a uniformidade da produção do concreto em diferentes betonadas. Desde que, na dosagem, se tenha obtido um concreto trabalhável, a constância do abatimento indicará a uniformidade da trabalhabilidade.

No Brasil este ensaio é regulamentado pela NBRNM67 (1998) –

Determinação da Consistência pelo Abatimento do Tronco de Cone. As Figuras 1, 2 e 3 mostram como é realizado o ensaio. Basicamente consiste no preenchimento de um tronco de cone em três camadas de igual altura, sendo em cada camada dados 25 golpes com uma haste padrão. O valor do abatimento é a medida do adensamento do concreto logo após a retirada do molde cônico. A noção de trabalhabilidade é, portanto, muito mais subjetiva que física, e o componente físico mais importante da trabalhabilidade é a consistência, termo que, aplicado ao concreto, traduz propriedades intrínsecas da mistura fresca, relacionadas com a mobilidade da massa e a coesão entre os elementos componentes, tendo em vista a uniformidade e a compacidade do concreto, além do bom rendimento durante a execução da estrutura.

8 – Ensaio de abatimento do tronco de cone (SLUMP)

2.1.8 Outros Ensaios

Existem vários outros ensaios (alguns deles são citados abaixo) que indiretamente avaliam a trabalhabilidade do concreto. Em Centrais de Concreto e em Estudos de Dosagem sugere-se que sejam utilizados também outros parâmetros além do Slump, para a avaliação dessa trabalhabilidade como:

· Ensaio de Fator de Adensamento: É um dos ensaios mais apropriados para se medir a trabalhabilidade. Usa uma abordagem inversa dos demais, ou seja, determina-se o grau de adensamento obtido quando se aplica uma quantidade de trabalho. · Ensaio de Remoldagem: Uma mesa de golpes é utilizada para avaliar a trabalhabilidade com base no trabalho necessário para mudar a forma de uma amostra de concreto. É um bom ensaio de laboratório, principalmente para avaliação de misturas secas. · Ensaio de Espalhamento: pode ser executado por uma pessoa e exige poucos materiais, o que o habilita a ser utilizado em canteiros de obra e, não somente em laboratórios. É composto por uma base, a qual deve ser um quadrado de 1000 x 1000 milímetros, que não absorva água e nem provoque atrito com o concreto, e por um tronco de cone com materiais de mesmas características da base. Este ensaio é indicado para avaliação da trabalhabilidade de concretos auto-adensáveis ou fluídos. O Ensaio de Espalhamento é utilizado para medir a capacidade do concreto auto-adensável fluir livremente sem segregar. A medida de fluidez a ser obtida do CAA é o diâmetro do círculo formado pelo concreto. Para concretos convencionais, a trabalhabilidade é medida pela NBR NM 67(Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1998b): Concreto – Determinação da Consistência pelo Abatimento do Tronco de Cone – Método de Ensaio, ou pela NBR NM 68 (ABNT, 1998c): Concreto – Determinação da Consistência pelo Espalhamento na Mesa de Graff. A determinação da consistência do concreto pelo espalhamento da mesa de Graff é aplicável para misturas que atinjam o espalhamento mínimo de 350 milímetros, mas limitado ao tamanho da mesa, de 700 milímetros.

Pode-se afirmar, a grosso modo, que o slump flow test é uma adaptação destes dois ensaios, para um concreto excessivamente fluido.

2.4 Propriedades do Concreto endurecido

A qualidade do concreto endurecido depende dos materiais (cimento, agregados, água e aditivos) e também da qualidade do concreto fresco (controle de produção e cuidados no transporte, lançamento, adensamento e cura). A resistência do concreto é determinada pela resistência da pasta, propriedades dos agregados e a resistência da ligação pasta/agregado. A resistência da pasta é o principal fator que influencia na resistência à compressão do concreto.

Existem vários fatores que influenciam na resistência do concreto endurecido, que são:

• Relação água/cimento – afeta na porosidade do concreto, diminuindo a resistência. Para se evitar isso é preciso ter uma água de boa qualidade, bem como o cimento a ser usado e também conhecer o grau de hidratação do cimento.

• Agregado – Influencia na aderência da pasta. Deve-se levar em consideração a própria resistência do agregado e seu módulo de deformação

• Condições de cura – Umidade e temperatura são fatores que influenciam neste estágio.

Devem-se fazer testes laboratoriais para determinar a resistência de um concreto. O mais usual é o teste de compressão conforme NBR 5739/94, devido a facilidade de se descobrir a resistência do concreto e por ser relacionada com as demais propriedades.

Para esse ensaio são usados corpos de prova geralmente cilíndricos com Ø 15 cm x 30 cm. Esse cilindro após 28 dias é colocado em uma prensa e rompido. Para determinar a resistência é feita a seguinte relação

Onde P é a carga de ruptura (KN) e S é a área calculada em função do diâmetro do corpo de prova (mm²)

Existe também a resistência a tração (NBR 7222/94), onde se ensaia comprimindo lateralmente o corpo de prova.

9 – Ensaio de compressão lateral

Onde se obtém a relação:

Onde: P é a carga máxima aplicada (KN), d é o diâmetro do corpo de prova (m) e L é a altura do corpo de prova (m).

Outro ensaio é o da resistência a tração na flexão (NBR 12142/91)

10 – Ensaio de tração na flexão

Como nos outros o corpo de prova é submetido à compressão na prensa hidráulica, mas desta vez apoiado em apenas três pontos.

Obtém-se:

Onde: P é a carga aplicada (N), L é a distância entre os apoios, b é a altura média na seção de ruptura e D é a largura média na seção de ruptura.

Módulo de elasticidade ou deformação (NBR 8522/03) É utilizado para caracterizar a deformabilidade do concreto.

O módulo de deformação secante simula a estrutura em seu primeiro carregamento, esse carregamento no corpo de prova virgem pode ser aplicável quando há interesse na simulação de uma estrutura cuja carga permanente prevalece.

O concreto pode deformar por retração, ação de cargas, ação de temperatura, ou ação de umidade e essas deformações podem ser lentas, rápidas, reversíveis ou irreversíveis.

A retração pode ser por secagem ou por carbonatação. As deformações reversíveis são as por efeito de movimentações cíclicas, térmicas e higroscópicas.

As deformações instantâneas podem ser elásticas ou plásticas.As lentas ou por fluência são resultantes da ação lenta do carregamento que causa a movimentação de água absorvida no gel de CSH e capilares do concreto, bem como a transferência de tensões entre a pasta e os agregados simultânea a retração.

Os fatores que afetam a retração por secagem e fluência são: Relação água/cimento, módulo de deformação do agregado, idade do concreto, geometria do elemento estrutural e aumento da temperatura e diminuição da umidade relativa do ar.

No concreto ainda pode ocorrer a fadiga. A fadiga do concreto ocorre devido a atuação de cargas repetitivamente. É importante conhecer essa propriedade para projetos de obras, como pavimentos, uma vez que experiências mostram que após aproximadamente 10 milhões de ciclos de carga o concreto rompe com metade da carga correspondente ao estado estático.

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