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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MATO GROSSO – UFMTCAMPUS UNIVERSITÁRIO DO ARAGUAIA

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA - ICET

Aula VIII – Dosagem Experimental

Professor: Leandro Neves DuarteProfessor: Leandro Neves Duarte

Materiais de Construção

22



DOSAGEM

Definição

é o proporcionamento adequado e mais econômico dos materiais:

Cimento

Água

Areia

Britas

Aditivos

33



ABCP

A Associação Brasileira de Cimento Portland – ABCP foi fundada em 1936 com o objetivo de promover estudos sobre o cimento e suas aplicações. É uma entidade sem fins lucrativos, mantida voluntariamente pela indústria brasileira do cimento, que compõe seu quadro de Associados. Reconhecida nacional e internacionalmente como centro de referência em tecnologia do cimento, a entidade tem usado sua expertise para o suporte a grandes obras da engenharia brasileira e para a transferência de tecnologia das mais diversas formas, a saber:

• Promoção de cursos de aperfeiçoamento e formação, seminários e eventos técnicos.

• Parceria com dezenas de universidades, escolas e instituições de pesquisa do país.

• Apoio às indústrias de produtos à base de cimento.

• Publicação de livros, revistas e documentos técnicos.

• Suporte à geração de normas técnicas brasileiras, no âmbito do CB-18.

44



Dosagem

55



Dosagem

Materiais constituintes – “ receita do bolo”

66



REQUISITOS PARA A DOSAGEM

Trabalhabilidade

Resistência físico-mecânica

Permeabilidade/Porosidade

Condição de exposição

Custo

77



RESISTÊNCIA ESPECIFICADA

Compressão simples Em todos os projetos

Tração por compressão

Diamentral

Tração na flexão

Módulo de deformação

Desgaste por abrasão

Projetos Especiais

88



DE QUE FORMA OS MATERIAIS INFLUENCIAM NO CONCRETO?

Cimento

Maior consumo de cimento acarreta:

MAIOR plasticidade

MAIOR coesão

menor segregação

menor exsudação

MAIOR calor de hidratação

MAIOR variação volumétrica

99



DE QUE FORMA OS MATERIAIS INFLUENCIAM NO CONCRETO?

AGREGADO MIÚDO

Aumento do teor de agregado miúdo acarreta:

Aumento do consumo de água

Aumento do consumo de cimento

Maior plasticidade

AGREGADO GRAÚDO

Mais arredondado e liso maior plasticidade e menor aderência

Lamelar maior consumo de cimento, areia e água e menor

resistência

Melhores agregados são cúbicos e rugosos

1010



Dosagem experimental do concreto

Técnicas de cálculo estrutural mais desenvolvidas aliadas ao maior conhecimento dos comportamentos mecânicos do concreto e do aço fizeram surgir estruturas mais arrojadas em concreto armado ou protendido.

O concreto é submetido a tensões mais elevadas

1111



Dosagem experimental do concreto

Metodologias de dosagem mais precisas baseadas em:

Leis científicas, e

Ensaios experimentais

Métodos de dosagem comumente utilizados no Brasil:

Método da ABCP

Método do IPT

Método do INT

Método do ITERS

Método do ACI adaptado pela ABCP às condições brasileiras

1212



Fundamentos da dosagem experimental

Definição e considerações gerais A dosagem visa a garantir ao concreto No estado fresco:

Trabalhabilidade adequada aos meios disponíveis para que seja transportado, lançado e adensado, sem segregação

No estado endurecido:

Características compatíveis com as solicitações impostas pela utilização e exposição da obra (resistência, durabilidade, permeabilidade)

Ser produzido a baixo custo (competitividade com outros materiais alternativos)



Principais elementos considerados na dosagem de um concretoResistência

característica

Controle dequalidade

Resistênciade dosagem

Relação água/cimento (x)

Risco de ataquequímico no

concreto massa

Tipo decimento

Idade para aresistência

exigida Durabilidade

Processo deadensamento

Seção da peça e espaçamento das barras

Trabalhabilidaderequerida

Dimensão máxima do agregado

Forma doagregado

Granulometriados agregados

Proporçãoagregado/cimento (m)

Traço Proporção de cadatipo de agregado

Peso dos componentespor betonada

Capacidade da betoneira



Concreto fresco

A trabalhabilidade depende de

Fatores relativos aos materiais

Condições de execução da obra




Dimensão máxima característica do agregado

Dimensões da peça

Menor do que 1/4 da menor distância entre faces da forma

Menor do que 1/3 da altura das lajes

Pelo espaçamento das armaduras

O espaço livre entre duas barras deve ser maior do que 1,2 vezes a

dimensão máxima característica do agregado nas camadas

horizontais e 0,5 vezes a mesma dimensão máxima característica

no plano vertical




Dimensão máxima característica do agregado

No concreto bombeado a dimensão máxima característica é limitada

pelo diâmetro da tubulação

Misturas mais fluidas para peças

Densamente armadas

Grandes dimensões de moldagem em relação ao volume

Processo de adensamento menos enérgico



Método de dosagem ABCP/ACI

Considerações preliminares

Métodos de dosagem:

Europa - 20 métodos

Brasil - 4 métodos

Método ABCP/ACI:

Desenvolvido com base nos métodos do American Concrete Institute (ACI) e Portland Cement Institute (PCI), adaptando-se às condições brasileiras, ou seja, permitindo a utilização de agregados graúdos britados e a areia de rio que obedecem a NBR 7211

Fornece uma primeira aproximação da quantidade dos materiais devendo-se realizar uma mistura experimental




CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS

Cimento:

Tipo

Massa específica

Resistência do cimento aos 28 dias

Agregados:

Análise granulométrica

- Módulo de finura do agregado miúdo

- Dimensão máxima do agregado graúdo

Massa específica

Massa unitária compactada




CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS

Concreto

Consistência deseja no estado fresco

Condições de exposição

Resistência de dosagem do concreto

sdfckfc 65,128

sd – desvio padrão




Resistência característica do concreto

sdfcmfck 65,1




Concreto com desvio padrão conhecidoConcreto com desvio padrão conhecido

Mesmos materiaisEquipamentos similaresCondições equivalentesCalcular Sd a partir de:

– pelo menos 20 resultados consecutivos

– obtidos em período imediatamente anterior de 30 dias

n

i

cicjd n

ffS

1

2

1

)(

– sd > 2,0 MPa




Resistência de cálculo (design)

c

ckcd γ

ff =

gc = coeficiente de minoração da resistência do concreto.

– Desvios desfavoráveis

da resistência do concreto

da geometria das peças.

– Em geral

gc = 1,4




Resistência de dosagem (fcj)

– fcj = fcm = fck + 1,65 x sd

– O concreto é dosado em laboratório para a resistência média.

– j = idade do concreto (28 dias em geral).




NBR 12655/96 – Concreto: preparo, controle e recebimento (item 6.4)

Dosagem racional e experimental

– Obrigatória para fck > 15 MPa (C 15)

– Apenas para fck = 10 MPa (C 10)

– C > 300 kg/m³

Dosagem empírica




DEFINIÇÃO DO fc28

CONDIÇÃO DE PREPARO

(aplicável às classes C 10 até C 80): o cimento e os agregados são medidos em massa, a água de amassamento é medida em massa ou volume com dispositivo dosador e corrigida em função da umidade dos agregados.

Condição A

Sd = 4,0 MPa

(aplicável para às classes C 10 até C 25): o cimento é medido em massa, a água de amassamento é medida em volume mediante dispositivo dosador e os agregados em massa combinada com volume. A umidade do agregado miúdo é determinada pelo menos três vezes ao dia. O volume do agregado miúdo é corrigido através da curva de inchamento estabelecida especificamente para o material utilizado.

Condição B

Sd = 5,5 MPa




DEFINIÇÃO DO fc28

CONDIÇÃO DE PREPARO

(aplicável somente para os concretos de classe C 10 e C 15): o cimento é medido em massa, os agregados são medidos em volume, a água de amassamento é medida em volume e a sua quantidade é corrigida em função da estimativa da umidade dos agregados e da determinação da consistência do concreto.

Condição C

Sd = 7,0 MPa




FIXAÇÃO a/c

Critérios

Durabilidade - ACI ou NBR 12655

- Relação a/c e tipo de cimento

Resistência mecânica

- Escolha do a/c é função da curva de Abrams do cimento



5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

50,0

55,0

60,0

0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90

Relação água/cimento, l/kg

Re

sis

tên

cia

à c

om

pre

ss

ão

do

co

nc

reto

re

qu

eri

da

a

os

28

dia

s, M

Pa

• 26 • 29 • 32 • 35 • 38 • 41 • 44

Curva de Abrams

Resistência normal do cimento aos 28 dias




Quando a resistência normal do cimento é conhecida:

– A adoção da relação a/c é feita diretamente com a resistência normal conhecida

Quando a resistência normal do cimento é desconhecida mas é conhecida a resistência média e o desvio padrão ou o coeficiente da variação do cimento em questão

– Resistência estimada = resistência média - 1,65 x s

– s= desvio padrão da fabricação do cimento

– Utiliza-se a resistência estimada para a adoção da relação a/c

Quando o desconhecimento é totalAdota-se como estimativa da resistência normal do cimento a resistência mínima especificada pela norma, de acordo com a classe do cimento (que vem impressa no saco de cimento)




DETERMINAÇÃO APROXIMADA DO CONSUMO DE ÁGUA (Ca)




DETERMINAÇÃO APROXIMADA DO CONSUMO DE ÁGUA (Ca)

Para seixo rolado como agregado graúdo, estes valores podem ser reduzidos de 5 a 15%

Areias muito finas (zona 1 da NBR 7211) podem gerar aumentos da ordem de 10%

Determinação experimental do consumo de água - tentativas

1,0)(I

RAIAR A

ACC

• Car=consumo de água requerida• Cai=consumo de água inicial• AR=Abatimento requerido• AI=Abatimento inicial




DETERMINAÇÃO DO CONSUMO DE CIMENTO (C)

)/)(//( 3mkgcaCC a

O consumo de cimento depende diretamente do consumo de água




DETERMINAÇÃO DO CONSUMO DE AGREGADOS

Consumo de agregados: obtido pela diferença de volume necessária

para compor 1 m3 de concreto

Proporcionamento agregado graúdo/miúdo (é a composição

granulométrica do agregado total quem vai ditar a trabalhabilidade e

o custo final)




DETERMINAÇÃO DO CONSUMO DE AGREGADO GRAÚDO (Cb)

Pelo método ABCP/ACI o consumo de agregado graúdo é função de:

Dimensão máxima característica do concreto

Módulo de finura da areia

Cb=VC x dC (kg/m3)

VC=Volume do agregado seco por m3 de concreto

dC=Massa unitária compactada do agregado





Volume compactado seco (VC) de agregado graúdo por m3 de concreto

9,5 19,0 25,0 32,0 38,01,8 0,645 0,770 0,795 0,820 0,8452,0 0,625 0,750 0,775 0,800 0,8252,2 0,605 0,730 0,755 0,780 0,8052,4 0,585 0,710 0,735 0,760 0,7852,6 0,565 0,690 0,715 0,740 0,7652,8 0,545 0,670 0,695 0,720 0,7453,0 0,525 0,650 0,675 0,700 0,7253,2 0,505 0,630 0,655 0,680 0,7053,4 0,485 0,610 0,635 0,660 0,6853,6 0,465 0,590 0,615 0,640 0,665

MFDmáx (mm)





COMPOSIÇÃO COM DOIS AGREGADOS GRAÚDOS

Critério do menor volume de vazios

Proporcionar as britas de maneira a obter a maior massa unitária

compactada




DETERMINAÇÃO DO CONSUMO DE AGREGADO MIÚDO (Cm)

Determinação do consumo de agregado miúdo (Cm)

– Somatório dos volumes dos materiais=1m3 de concreto

– VC+Va+Vm+Vb= 1 m3

– Cm= Vm x gm

– g= massa específica dos

materiais

)(1a

a

b

b

Cm

CCCV

-




Apresentação do traço

– Cimento (1) : areia : graúdo : relação a/c

C

C

C

C

C

C abm :::1




A colocação da água deve ser gradativa, até a obtenção da consistência desejada

Cuidados e correções

1,0)(I

RAIAR A

ACC

• Car=consumo de água requerida• Cai=consumo de água inicial• AR=Abatimento requerido• AI=Abatimento inicial

Novo consumo de cimento



Exemplo de aplicação

Cimento CP II E-32

= 3100 kg/m³

AreiaMF = 2,60 Inch. 30% c/ 6% de umid.= 2650 kg/m³ =1470 kg/m3 (solta)

Brita= 2700 kg/m³c= 1500 kg/m³ (compac.) = 1430 kg/m3 (b1 solta)= 1400 kg/m³ (b2 solta)Dmax = 25 mm

Concreto

• fck = 25,O MPa

• Abat. = 90±10 mm

• sd= 5,5 Mpa

Proporção das britas

B1 = 80%

B2 = 20%



1˚ Etapa – Determinação da relação água cimento (a/c)

MPasdfckfc 0,345,565,12565,128

Res. do cimento = 32,0 MPa

Res. do concreto = 34,0 MPa a/c = 0,475



5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

50,0

55,0

60,0

0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90

Relação água/cimento, l/kg

Re

sis

tên

cia

à c

om

pre

ss

ão

do

co

nc

reto

re

qu

eri

da

a

os

28

dia

s, M

Pa

• 26 • 29 • 32 • 35 • 38 • 41 • 44



2˚ Etapa – Determinar consumo dos materiais

Consumo de água

Abat. = 90 mm Dmáx = 25 mm Cons.água = 200 l




Consumo de cimento

3/421475,0

200475,0 mKg

c

a Cons.cimento = 421 kg/m3

MF = 2,60Dmax = 25 mm

Determinação do consumo de brita

Vc = 0,715 m39,5 19,0 25,0 32,0 38,0

1,8 0,645 0,770 0,795 0,820 0,8452,0 0,625 0,750 0,775 0,800 0,8252,2 0,605 0,730 0,755 0,780 0,8052,4 0,585 0,710 0,735 0,760 0,7852,6 0,565 0,690 0,715 0,740 0,7652,8 0,545 0,670 0,695 0,720 0,7453,0 0,525 0,650 0,675 0,700 0,7253,2 0,505 0,630 0,655 0,680 0,7053,4 0,485 0,610 0,635 0,660 0,6853,6 0,465 0,590 0,615 0,640 0,665

MFDmáx (mm)

Cb = 0,715 x 1500 = 1072 kg/m³Cb1 = 1072x0,80 = 858 kg/m³Cb2 = 1072x0,20 = 214 kg/m³




Determinação do consumo de areia

3268,0)732,0(1

)1000

200

2700

1072

3100

421(1)(1

mVm

a

Ca

b

Cb

c

CcVm

3/7102650268,0 mkgCmmVmCm



3˚ Etapa – Apresentação do traço

– Cimento (1) : areia : graúdo : relação a/c

421

200:

421

214:

421

858:

421

710:1

:::1C

C

C

C

C

C abm

1,0: 1,686 : 2,038 : 0,508 : 0,475



4˚ Etapa – DOSAGEM EM VOLUME

A dosagem pode ser feita em volume, o cimento é medido em sacos inteiros e a água em recipientes graduados. Desta forma obtemos boa precisão nas medidas desses materiais.Para medir os agregados após a sua transformação em volumes correspondentes a um saco de cimento, o usual é providenciar padiolas.O volume da caixa deve corresponder ao volume do agregado.Considerando-se que as padiolas são transportadas por dois homens, não convém que a massa total ultrapasse 60 kg.Medidas usuais são largura = 35 cm e comprimento = 45 cm.



4˚ Etapa – DOSAGEM EM VOLUME

)1()()(

inchar

ParVarA

solta

)(2

22)(

soltoag

PagVagC

)(1

11)(

soltoag

PagVagB

8406,18424)( VaD

)(

)(soltaar

ParVarE



4˚ Etapa – DOSAGEM EM VOLUME – Cálculo das Padiolas

PADIOLAS medidas padrão da ANBT - L= 35cm, C= 45cm e H ≤ 30 cm

Ab = Área da base da padiola = (L x C) = 35 x 45 = 1575 cm2 Volume = área da base x altura HT = Altura total da padiola H = Altura da padiola dos agregados N˚ Número inteiro de padiolas por agregados

)( 2

)(

cmAb

VolHT total cm

n

HTH 30



Exercício – Elaborar o traço para o material abaixo e montar o quadro de dosagem volumétrica

Cimento CP II E-32

= 3100 kg/m³

AreiaMF = 2,60 Inch. 25% c/ 5% de umid.= 2650 kg/m³ =1470 kg/m3 (solta)

Brita= 2700 kg/m³c= 1500 kg/m³ (compac.) = 1430 kg/m3 (b1 solta)= 1400 kg/m³ (b2 solta)Dmax = 25 mm

Concreto

• fck = 20,0 MPa

• Abat. = 60±10 mm

• sd= 5,5 Mpa

Proporção das britas

B1 = 80%

B2 = 20%

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