quinta-feira, 24 de maio de 2012

Dosagem Experimental (Método I.P.T)

Estudo de Dosagem Experimental do Concreto (Método I.P.T)

Compacta-se num recipiente diferentes porcentagens de brita 1 e brita 2, e toma-se para a dosagem do concreto a relação que fornecer maior massa especifica compacta (γ compacto).

γcompacto=1,60 g/cm³

Por exemplo:

20% de brita 1

80% de brita 2

γcompacto=1,62 g/cm³

25% de brita 1

75% de brita 2

γcompacto=1,64 g/cm³

30% de brita 1

70% de brita 2

γcompacto=1,63 g/cm³

35% de brita 1

65% de brita 2

Portanto para a dosagem do concreto, será usado 30% de brita 1 e 70% de brita 2 do peso total de brita no concreto.

Obs.: para essa determinação, as britas devem ser bem compactadas, sendo essa compactação uma simulação do adensamento do concreto.

Traço Piloto:

São fixados os fatores: água/cimento, Fck e Slump. Faz-se a determinação das quantidades de materiais (dosagem) no concreto para um traço denominado piloto, outros traços sairão deste como será descrito adiante.

Determinação do traço piloto:

Fixados: x / c = 0,5

Fck = 25 Mpa

Slump = 60 ± 20 mm ( A determinação do slump é feita Segundo as condições de lançamento do concreto).

Cimento: Votoran 320

Traço piloto: 1:5

1ª- Verificação: ( A=30%)

Cimento: 10Kg

A determinação dos outros materiais secos e feita segundo a relação:

A = 1 + a X 100(%)

1 + m

Onde:

A: Porcentagem de argamassa.

a :Quantidade de areia em relação ao cimento.

m: Quantidade de areia + pedra em relação ao cimento.

1 + a: Quantidade de argamassa seca.

1 + m:Quantidade de concreto seco.

Para A=30%

30 = 1+a X 100 a = 0,8

1+5

m = a + p 5=0,8+ p = 4,2

Portanto o traço obtido será: 1: 0,8: 4,2

Para 10 Kg de cimento será: 8Kg de areia

42 Kg de brita I : 12,6 Kg de brita I (30%)

29,4 Kg de brita II (70%)

O material seco é lançado na betoneira e misturado a seco até uma homogeneidade.

X/c = 0,5

Os 5 Kg de água são jogados aos poucos junto com o material seco dentro da betoneira ligada.

Observou-se que no fim desta operação, o resultado era uma grande quantidade de pedras. Era necessário maior quantidade de argamassa.

2^aVerificação : (A = 40%)

40 = 1 + a 100 a = 1,4

1 + 5

m = a + p 5 = 1,4 + p p = 3,6

Portanto o traço obtido será: 1 : 1,4 : 3,6

Para os 42 Kg de brita: 16,33 Kg de areia ( acrescentar mais 8,33 Kg na mistura)

11,66 Kg de cimento ( acrescentar mais 1,66 Kg na mistura)

Processa-se da mesma maneira, inclusive mantendo 5 kg de água.

Observou-se ainda a necessidade de mais argamassa.

3^aVerificação : (A = 45%)

45 = 1 + a 100 a = 1,7

1 + 5

m = a + p 5 = 1,7 + p p = 3,3

Portanto o traço obtido será: 1 : 1,7 : 3,3

Para se obter maior volume de material dentro da betoneira para melhor operação, vai-se trabalhar com 16 kg de cimento.

Para os 16 Kg de Cimento: 27,2 Kg de areia ( acrescentar mais 10,87 Kg na mistura)

52,8 Kg de brita I : 15,84 Kg de brita I (acrescentar + 3,24 Kg)

36,96 Kg de brita II ( + 7,56 Kg)

8 Kg de água (X /c=0,5)

Processa-se da mesma maneira, Notou-se ainda a necessidade de mais argamassa.

4^aVerificação : (A = 50%)

50 = 1 + a 100 a = 2,0

1 + 5

m = a + p 5 = 2,0 + p p = 3,0

Portanto o traço obtido será: 1 : 2,0 : 3,0

Para os 52,8 Kg de brita: 35,2 Kg de areia

17,6 Kg de cimento

Operando-se da mesma maneira que as anteriores notou-se ainda falta de argamassa.

5^aVerificação : (A = 53%)

53 = 1 + a 100 a = 2,18

1 + m

m = a + p 5 = 2,18 + p p = 2,82

Portanto o traço obtido será: 1 : 2,18 : 2,82

Misturou-se o material a seco dentro da betoneira e foi colocando-se água aos poucos (Baseando na relação X /c=0,5), Até se obter o slump desejado, uma vez que se obteve uma perfeita mistura dos materiais, não havendo acumulo de britas num só local e estas cobertas suficientemente pela argamassa.

A quantidade de água utilizada foi de 8,75 Kg. O slump foi moldado em 3 camadas com 25 golpes em cada uma, e o resultado obtido foi de 56mm.

8,75 Kg de água......................................X= 0,47

Traço base: 1 : 2,18 : 2,82 : 0,47

O valor A= 53% será o mesmo para os demais traços.

Massa específica do concreto:

V = 14,3 litros

T = 6,6 Kg

Pt = 41,8 Kg

Pconc = 35,2 Kg

Massa específica: γ = conc = Pc = 35,2 γ concreto=2,461 g/cm³ = 2,461 t/m³

V 14,3

Outros Traços:

1. 1:4:

A = 1+ a x100 53=1+ a x100 a = 1,65

1+ m 1+ 4

m = a + p 4 = 1,65 + p p = 2,35: 30% de brita I

70% de brita II

2. 1:6:

A = 1+ a x100 53=1+ a x100 a = 2,71

1+ m 1+ 6

m = a + p 6= 2,71 + p p = 3,29: 30% de brita I

70% de brita II

Determinação da quantidade de água:

C = 1 x 2,461 C= 0,380 t/m³= 380 Kg/m³

Uma vez determinado e montado o gráfico, se entra no gráfico com o valor de Fck desejado (por exemplo: 25 Mpa aos 28 dias) e se determina fator água/cimento (no exemplo,033),o traço (no exemplo, 1:3,3) e o consumo de cimento ( no exemplo, 37 Mpa).

Regressão Matemática:

Exemplo:Corpo de prova rompidos aos 28 dias de uma dosagem qualquer.

No traço 1: 4 – 41,9/41,3 média : 41,6 Mpa.

No traço 1: 5 – 36,6/36,4 média : 36,5 Mpa.

No traço 1: 6 - 19,0/22,0 média: 20,5 Mpa

Lei de Lyse:

H = X

1+ m

Para o traço piloto: H = 0,47 H= 0,0783 (constante para os demais traços)

1+5

Para o traço 1 : 4

0,0783 = X X = 0,39

1 + 4

Para o traço 1 : 6

0,0783 = X X = 0,55

1 + 6

Obs.: Deve-se fazer slump para cada traço para a confirmação ou correção da quantidade de água, uma vez que os valores obtidos por Lyse são aproximados.

Quadro de dosagem:

Traço em peso 1:5 1:4 1:6

Padrão

Cimento 1 1 1

Areia seca 2,18 1,65 2,71

Brita 1 seca 0,846 0,705 0,987

Brira 2 seca 1,974 1,645 2,303

X / C 0,47 0,39 0,55

Massa específica 2,461

Obs.: Para melhores resultados (maiores precisões) deve-se calcular-se outros traços.

Consumo teórico:

C = 1000

1 + a + p + x ( Com γc = 3,15)

γc γa γp

Consumo prático:

C = Massa de cimento X Massa de concreto

Volume de concreto X Massa de concreto

C = Massa de cimento γc

Massa de concreto

Onde: Massa de concreto = somas dos valores no traço

Abrams:

Fck = A

B^x

Log Fck = log A – x. log B = a + b (X - x)

A = log . Fck

n onde n: número de traços feitos (n=3)

B= (x.log Fck) – x.log Fck

x²– ( ∑ x )²

Traço em peso x Mpa Média axial Log Mpa x² x.log Mpa

1:4 0,428 41,6 1,61909 0,18318 1,12097

1:5 0,505 36,5 1,56229 0,25505 1,29396

1:6 0,564 20,5 1,31175 0,31810 1,30383

1,497 - 7,49313 0,756331 3,71876

( ∑x)² = 2,241

log Mpa= 2,44771 – 2,182443 ( x – 0,499)

log Mpa= 3,586749 – 2,182443 x ( I )

x 2,182443x log Mpa Fck Valor experimental Mpa

0,428 44,9 41,6

0,505 30,5 36,5

0,564 22,5 20,5

Os valores de Mpa calculados e os obtidos experimentalmente não são próximos, o que indica que a dosagem foi mal feita.

Obs.:Pode-se através da fórmula ( I ) obtida determinar para outros valores de x.

ÍNDICES DE EXSUDAÇÃO E EXPANSÃO DE CALDA DE CIMENTO PARA INJEÇÃO

Execução do Ensaio

- Usar recipiente metálico ou de plástico, (isento de substâncias que possam alterar as características da calda), sem reentrância e com capacidade para 5000 cm³.

- Usar no mínimo 3000 cm³ de amostra, a qual deve ser colhida logo após o término da mistura.

- A calda antes de ser ensaiada deve ser passada na peneira 2,4 mm.

- A calda deve ser colocada na proveta (a proveta deve ficar inclinada de forma a evitar a formação de bolhas de ar). O volume inicial é de 750±20 cm³, (este valor deve ser anotado).

- A proveta com calda deve ficar em um local horizontal, isento de vibrações e protegida de raios solares.

- A extremidade superior da proveta deve ser vedada, para evitar a evaporação da água exsudada, sem impedir a expansão da calda, (recomenda-se o uso de uma folha plástica fixada com um elástico).

Realização dos Ensaios

Ensaio de Expansão

Fazer leituras dos volumes totais a intervalos de 30 minutos, durante 3 horas. Calcular o índice de expansão com a seguinte fórmula:

V,T - V.I x 100

V.I

Onde:

V.T = Volume total da calda mais a água exsudada, a cada 30 minutos, em cm³.

V.I = Volume inicial da calda introduzida na proveta, em cm³.

Ensaio de Exsudação

Ao terminar as 3 horas, o volume de água exsudada deve ser retirada com pipeta e medido. Calcular o índice de exsudação com a seguinte fórmula:

V.P x 100

V.I

Onde:

V.P = Volume de água retirado com a pipeta, em cm³

V.I = Volume inicial da calda introduzida na proveta, em cm³.

Resultados

Cada um dos índices (exsudação e expansão) é expresso pela média aritmética de duas determinações simultâneas obtidas a partir da mesma amostra.

Bibliografia: ABNT

quarta-feira, 23 de maio de 2012

DIRETRIZ PARA DOSAGEM DE CONCRETO

PROCEDIMENTO PARA DOSAGEM EXPERIMENTAL

Diretrizes para dosagens de concreto

Após determinado as porcentagens granulométricas ideais do agregado graúdo para concretos com diâmetros 19mm,19 + 38 mm , 19 + 38 + 76 mm e 19 + 38 + 76 + 152 mm, e também, de posse dos constituintes do concreto já caracterizados, parte-se então para os estudos das dosagens, em função das classes e resistências requeridas pelo projetista.

As experiências anteriores nos levam sempre a uma orientação para a fixação preliminar da porcentagem de areia, slump e a/c. Levando-se em conta os equipamentos de lançamento, tipo de central dosadora, transporte do concreto e as formas de contenção deste:

1º) Diâmetro – 38mm

Porcentagens: brita 01(Ø máx. 19 mm ) = 40%

brita 02(Ø máx. 38 mm) = 60%

2º) Slump _ 30 ± 5 mm a/Ceq= 0,765

Ar incorporado = 4,0 ± 0,5% Pozolana = 25%

3º) Fixação das várias percentagens de “m’’ no traço em peso 1:m

1:5 ; 1:7 ; 1:9 ; 1:11 e 1:13

Relação escolhida 1:13

4º) Determinação das várias percentagens de areia no agregado total m=13

28%,30%,32%,34%,36%

Estas percentagens são escolhidas em função do aspecto observado na 1ª tentativa.

No exemplo que se segue, a percentagem escolhida foi 30% de areia no agregado total m=13

Portanto, temos:

1: 13

Areia= 30% de 13 = 3,90

3,0 – 3,90 = 9,10

Desmembrando o traço fica:

A – 1 :3,90 : 9,10

Para: B1 = 40% de 9,10 = 3,64

B2 = 60% de 9,10 = 5,46

O traço em peso será:

C Areia B1 B2 A/C

1 : 3,90 : 3,64 : 5,46 : 0,765

Entrando na fórmula do consumo teórico:

Ct = 1000.( 1 - % de ar incorporado) =

1 + a + P1 + P2 + A/C

ﻻ C ﻻ a ﻻ B1 ﻻ B2

Ct= 1000.(1-0,04) = 9,60

5,85

1 + 3,9 + 3,64 + 5,46 + 0,765

3,14 2,65 2,76 2,76

Ct= Ceq=164,0 Kg/m³

B-Determinação da reposição de pozolana ( 25%) no traço, em volume:

164= 52,23 l/m³ :. 25% de 52,23 = 13,06 l/m³

3,14

Densidade da pozolana = 2,77 Kg/dm³

. ·. 13,06 X 2,77 = 36,17 Kg/m³.

Portanto, o cimento = 75% será ;

. ·. 39,17 X 3,14 = 123,0 Kg/m³

O traço em peso para 1 m³, será em relação ao cimento equivalente ( 164,0 Kg/m³)

1 : 3,90 : 3,64 : 5,46 : 0,765

164,0 : 639,60 : 596,96 : 895,44 : 125,46

Entrando com a pozolana:

C Poz. Areia Brita 1 Brita 2 Água

123,0 : 36,17 : 639,60 : 596,96 : 895,44 : 125,46

Cálculo da absorção ------------------------------------------Material seco:

Areia = 0,4% X 639,60=2,50 . ·. 639,60 - 2,50 = 637,10

Brita 1 = 0,4% X 596,96=2,39 . ·. 596,96 –2,39 = 594,57

Brita 2 = 0,4% X 895,44= 2,69. · . 895,44 – 2,69 = 892,75

Água de absorção = 2,50 + 2,39 + 2,69 = 7,58l.

.·. O total da água será : 125,46 + 7,58 = 133,04 l

Portanto,para 1m³, o traço passará a ser :

123,00 : 36,17 : 637,10 : 594,57 : 892,75 : 133,04

Tendo em vista o volume nominal da Betoneira do laboratório = 350 l, o traço será rodado no caso em questão, para um volume de 80l.

Para 80 l , teremos : ( X 0,08)

9,80 : 2,90 : 51,00 : 47,60 : 71,40 : 10,60

Cálculo dos aditivos em Kg

Os aditivos aqui descritos são apenas exemplo.

Aditivo incorporador Sika aer:

De acordo com a especificação, deveremos enquadrar o concreto na faixa de 4,0 +- 0,5% de ar incorporado

Portanto, as tentativas, serão feitas para diversas porcentagens de aditivo em relação ao peso do cimento.No nosso caso, a quantidade encontrada foi : 3,54 Kg, ou seja:

164,0 Kg/m³ ( Ceq ) X 0,08 ( 80l) = 13,12 Kg

13,12 Kg X 0,027% = 0,00354 Kg = 3,54 g

.·. Ar incorporado = 3,54 g para 80l de concreto.

Aditivo retardador – Plastiment RD.

Baseado nos ensaios comparativos com o traço padrão e, de acordo com as especificações do fabricante, a percentagem alcançada foi de 0,30%

Em relação ao peso de cimento:

164,0 ( Ceq) X 0,08 ( 80 l) = 13,12 Kg

13,12 X 0,3% = 0,03936 kg = 39,36 g

.·. Aditivo Retard = 39,36 Kg para 80 l de concreto.

De posse de todos esses quantitativos, Inicia-se as pesagens dos materiais.

No caso da água, esta será substituída por gelo na quantidade de 9,6 Kg deixando-se 1,0 l de água numa proveta, cuja finalidade é de que através de observação do técnico na massa de concreto no interior da betoneira à utilização desta água será parcial ou total.

Na primeira tentativa, foi adicionada o restante da água da proveta e o concreto ultrapassou o slump desejado. Este concreto é jogado fora e uma nova tentativa é feita para – 500 ml, alcançando-se, agora, o slump desejado. Feito isto, o teor de ar incorporado e sua pesagem para determinação do peso aparente integral.

Após ter se enquadrado dentro da faixa de ar incorporado, é moldada uma série de 9 corpos de provas para serem rompidos nas idades de 07,28 e 90 dias.

Obs: No caso do não enquadramento na faixa estipulada para o ar incorporado, novas tentativas também serão feitas.

Correção do traço:

Água introduzida para 80 l concreto .............................10,600 l

Correção..............................-0,500 l

Água requerida para 80 l concreto.................................10,100 l

Passando para 1 m³ :

.·. 10,100 l _______________ 80 l

X l _______________ 1000 l

-------à X = 126,25 l

.·. Descontando a água de absorção = 7,58 l.

126,25 – 7,58 = 118,67 l

.·. Água necessária corrigida = 118,67 l

Entretanto com este valor no A/Ceq, teremos :

118,67 = 0,725 .·. A/Ceq = 0,724

164,00

Verificação do volume:

123,0 + 36,17 + 637,1 + 594,57 + 892,75 + 118,67 =

3,14 2,77 2,65 2,76 2,76

39,17 + 13,06 + 240,42 + 215,42 + 323,46 + 118,67 = 950,20

Considerando que o ar incorporado foi igual a 4,5%,teremos:

950,20 X 1,045 = 992,96 ‡ 1000 l.

Determinação do fator de correção:

1000 – 992,96 = 7,04

X = 0,7% ........................X= 1,007

Aplicando o fator de correção teremos:

C : 39,17 X 1,007 = 39,44 X 3,14 = 123,85

P : 13,06 X 1,007 = 13,15 X 2,77 = 36,43

Ar: 240,42 X 1,007 = 242,10 X 2,65 = 646,91

B1 215,42 X 1,007 = 216,93 X 2,76 = 598,72

B2 323,46 X 1,007 = 325,72 X 2,76 = 898,99

Ag:118,67 X 1,007 = 119,50 X 1,00 = 119,50

956,84 X 1,045 = 999,99 l ˜= 1000 l

Correção do aditivo: incorporado:

164,0 X 0,027% = 0,0443 ---- 44,3 g

44,3 g X 1,007 = 44,6 g

Correção do aditivo retardador:

164,0 X 0,30% = 0,492 ------492,0 g

492,0 g X 1,007 = 495,4 g

.·. Sika aer = 44,6 g Para 1,0 m³

Plastiment RD = 495,4 g

Resumindo com estes dados: Slump = 3,0 ± 0,5 cm

Ar incorp.= 4,0 ± 0,5%

1/m = 1: 13

% Areia = 30%

% Rep. Poz.= 25%

O traço para 1,0 m³, em peso, será:

C : P : Ar : B1 : B2 : Ag

123,85 36,43 646,91 593,72 893,99 119,50

Determinação do módulo de finura:

MFc=MFar . % Ar + MFB1.%B1.%B + MFB2.%B2.%B

MFc= 2,45 x 0,3 + 6,84 X 0,4 X 0,7 + 7,70 X 0,6 X 0,7

MFc= 5,884 Obs: 0,7 = 70% = 100 – 30 % de areia em m.

1º Conclusão:

Esta conduta também é utilizada para os diferentes 1:m ( 1:5 ; 1:7 ; 1:9 ; 1:11 ;...) com suas respectivas variações de percentagens de areia.

Todos valores são lançados na folha estudo de dosagem, cuja finalidade é a de estabelecer os gráficos para cada diâmetro máximo do agregado no concreto e, mediante as suas leituras e correlações , dimensionar o traço correto de acordo com a classe solicitada pelo projetista.

Estes gráficos são:

A) Ceq X A / Ceq :

Está curva exponencial é obtida através de uma regressão exponencial, utilizando-se uma calculadora.

B) Resistência X A / Ceq:

Idem item anterior, sendo três curvas: Aos 7, 28 e 90 dias.

C) Resistência à compressão X MFc:

É dado um deslocamento de 0,20 para se obter um módulo de finura ótimo cuja finalidade é alcançar resistências mais altas, curvas de 07,28 e 90 dias.

D) Módulo de finura X % de areia em peso e % de areia em volume:

Estas duas retas são obtidas, através de uma regressão linear.

De acordo com as classes solicitadas informando o MFc, A/Ceq , % de areia em volume e água unitária aproximada.

Com estes valores estimados é rodado novamente os traço que, Finalmente corrigidos, serão repassados a central dosadora num impresso próprio.

Obs: Normalmente, é esperado os resultado de resistência à compressão aos 28 dias de idade, caso venha se ter uma necessidade de utilizados antes das idades de rompimento, será feita uma pequena adição consumo de cimento como garantia, Até que se tenha a resistência dos traços nas respectivas idades de controle, no laboratório.

Traço padrão: É o traço comparativo utilizado quando da determinação no ensaio de aditivos, de suas propriedades.

% de ar aprisionado para projetado via seca: 6,5%

% de ar incorporado para projetado via úmida: 5,0%

% de ar aprisionado para ccr:0,8 á 1,2%.