Plano de Trabalho de Estágio - LABORATÓRIO - Gabriel Luan

Faculdade Católica do Tocantins

Cursos: Administração, Agronomia, Ciências Contábeis, Direito, Eng. Ambiental e Sanitária, Eng. Civil, Eng. De Produção, Eng.Elétrica, Medicina Veterinária, Sistemas de Informação, Tecnologia em Gestão Ambiental e Zootecnia. ACSU – SE 140 Avenida Teotônio Segurado LT 01 – Bairro Centro (QD 1402 Sul) – Cep: 77061-002 Palmas / TO – (63) 3221-2100

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PLANO DE ESTÁGIO

Engenharia Civil

Gabriel Luan Paixão Mota




PLANO DE ESTÁGIO (CURRICULAR)

TÍTULO: “Pesquisa técnica de resistência de concreto simples pelo método de

dosagem ACI/ABCP”

PALAVRAS-CHAVE: concreto; dosagem método ACI; resistência.

ESTAGIÁRIO: Gabriel Luan Paixão Mota RG 035721302008-5

ORIENTADOR / CATÓLICA: Eng. Me. Alexon Braga Dantas

ORIENTADOR / LABORATÓRIO: Dr. Antônio Rafael de Souza Alves Bosso

LOCAL DE ESTÁGIO: Laboratório de Materiais e Estruturas da Politécnica da

Católica do Tocantins

DURAÇÃO PREVISTA: 01/09/2015 a 23/11/2015

TOTAL DE HORAS: 60 horas

PALMAS - TO 01/09/2015




PLANO DE ESTÁGIO

1. INTRODUÇÃO

No ramo de engenharia civil é incontestável a importância do concreto, sendo um dos produtos mais utilizados, justificando os inúmeros trabalhos e pesquisas científicas em que busca-se uma dosagem ideal para cada situação particular, mas especialmente no que se refere àquelas situações em que é requerida uma alta resistência.

Desde os mais remotos tempos, segundo alguns autores a partir do império romano, o concreto é utilizado na construção civil, passando através dos séculos sua composição foi sendo alterada conforme descobria-se uma matéria capaz de conferir maior qualidade ou economia. Hoje, sem fugir da regra, o trabalho desenvolvido sobre o tema é o mesmo, porém, com a utilização não somente do campo prático/laboratorial, mas também técnico/teórico. 2. OBJETIVOS Este trabalho tem por meta estudar, por meio da dosagem racional ACI/ABCP (American Concrete Institute / Associação Brasileira de Cimento Portland), o comportamento mecânico de diferentes composições de concreto simples, comum e com adição vermiculita e EPS. 3. REVISÃO DE LITERATURA

3.1 TERMINOLOGIAS As terminologias adotadas neste trabalho foram as comumente

empregadas na bibliografia técnica e nas normas vigentes. Abaixo estão alguns conceitos básicos para a compreensão do estudo, segundo Yazigi (2009).

Aglomerante de Origem Mineral: produto com constituintes minerais que,

para sua aplicação, se apresenta sob forma pulverulenta e com a presença de água forma uma pasta com propriedades aglutinantes.

Aglomerante Hidráulico: aglomerante cuja pasta apresenta a propriedade

de endurecer apenas pela reação com a água e que, após seu endurecimento, resiste satisfatoriamente quando submetida à ação desta.

Cimento: aglomerante hidráulico constituído em sua maior parte de

silicatos e/ou aluminatos de cálcio. Cimento Portland: aglomerante hidráulico artificial, obtido pela moagem

de clínquer Portland, sendo geralmente feita a adição de uma ou mais formas de sulfato de cálcio.




Cimento Portland Comum: cimento Portland obtido pela moagem de

clínquer Portland, ao qual se adiciona, durante a operação, quantidade adequada de uma ou mais formas de sulfato de cálcio. Durante a moagem, são permitidas adições a essa mistura de materiais pozolânicos, escórias granuladas de alto-forno e materiais carbonáticos. Em função dessas adições, o cimento Portland comum é classificado como: Cimento Portland Comum Simples (CPS), Cimento Portland Comum com Escória (CPE) ou Cimento Portland Comum com Pozolana (CPZ).

Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (ARI): cimento Portland que

atende ás exigências de alta resistência inicial, obtido peia moagem de clínquer Portland. Durante a moagem, não é permitida a adição de outra substância a não ser uma ou mais formas de sulfato de cálcio.

Cimento Portland de Alto-forno (AF): cimento Portland obtido pela mistura

homogênea de clínquer Portland e escória granulada básica de alto-forno, moídos em conjunto ou separadamente, com adição eventual de uma ou mais formas de sulfato e carbonato de cálcio.

Cimento Portland Pozolânico (PQZ): cimento Portland obtido pela mistura

homogênea de clínquer Portland e materiais pozolânicos moídos em conjunto ou separadamente. Durante a moagem, adiciona-se uma ou mais formas de sulfato de cálcio.

Clínquer Portland: clínquer constituído, em sua maior parte, por silicatos

e aluminatos de cálcio hidráulicos, obtido por queima, até fusão parcial, de mistura homogênea e adequadamente proporcionada, composta basicamente de calcário e argila.

Materiais Pozolânicos: materiais silicosos ou silicoaluminosos que

possuem pouca ou nenhuma atividade aglomerante, mas que, quando finamente moídos e na presença de água, fixam o hidróxido de cálcio, à temperatura ambiente, formando compostos com propriedades hidráulicas.

Escória Granulada de Alto-Forno: subproduto da produção de gusa em

alto-forno obtido sob forma granulada por resfriamento brusco, constituído em sua maior parte de óxidos de cálcio, silício e alumínio. Possui a característica de, quando pulverizada, apresentar propriedades hidráulicas latentes.

Adições: produtos de origem mineral adicionados aos cimentos,

argamassas c concretos, com a finalidade de alterar suas características. Aditivo: produto químico adicionado em pequenos teores às caldas,

argamassas e concretos, com a finalidade de alterar suas características no estado fresco e/ou no endurecido.




Pega: caracterização da perda de plasticidade das pastas, caldas, argamassas e concretos de cimento.

Hidratação: processo químico pelo qual um aglomerante de origem

mineral reage com a água. Endurecimento: fase subsequente ao período de pega, na qual o

aglomerante passa a oferecer resistência a esforços mecânicos.

3.2 COMPOSIÇÃO DO CONCRETO O concreto é produto da mistura de agregado (miúdo e graúdo) e cimento

sob solução aquosa, tornando-o uma composição cimentícia com boa resistência mecânica, em especial no que se refere a compressão uniaxial.

A mistura do cimento com a água forma a pasta de cimento. Adicionando o agregado miúdo, como a areia, obtém-se a argamassa de cimento. Juntando o agregado graúdo, como a pedra britada ou seixos rolados, tem-se o concreto simples. (FUSCO, 2008, p. 13)

O concreto tem sua utilização mais comum nas estruturas armadas ou

protendidas, sabendo que possui boa resistência à compressão, embora seja pouco resistente na tração, muito presente sob forma de flexão nos elementos de lajes, vigas e pilares. Entretanto, sua deficiência é suprida pela armadura que tem como característica mais importante a capacidade de resistir aos esforços de tração e flexão.

O concreto simples caracteriza-se por sua razoável resistência à compressão, usualmente entre 20 e 40 MPa, e por uma reduzida resistência à tração, usualmente menor que 1/10 de sua resistência à compressão. (FUSCO, 2008, p. 13)

Embora já tenhamos falado do concreto como uma composição, será

importante discorrer, resumidamente, sobre os produtos desta composição, tendo em vista suas classificações, terminologias, origem ou cuidados na escolha dentre diferentes opções de produtos, como por exemplo, os diversos agregados possíveis de serem empregados na composição do concreto.

O principal componente do concreto é o cimento, sendo ele o responsável

pela aglomeração dos agregados, além de conferir, dependendo da sua quantidade, a resistência quando endurecido. Existem vários tipos de cimentos no mercado, embora sua composição tenha alguns componentes básicos, como a cal (GaO), a sílica (SiO2), a alumina (Al2O3) e o óxido de ferro (Fe2O3), e dever-se-á escolher aquele que possui as características necessárias para cada obra específica. Há aqueles que possuem baixo calor de hidratação para evitar o fissuramento da pasta, outros que ganham resistência já nas primeiras idades




ou ainda aqueles que são mais resistentes aos ataques agressivos do meio que deverão se encontrar.

Os diferentes tipos de cimento existentes no mercado ou são fabricados para o atendimento de necessidades usuais ou específicas de aplicação, ou são decorrentes do aproveitamento de subprodutos de outras indústrias, como é o caso da escoria de alto-forno. Os componentes básicos dos cimentos são sempre os mesmos, variando, para cada tipo, a proporção em que esses componentes comparecem. (FUSCO, 2008, p. 19)

Os agregados do concreto podem ser classificados em graúdos e miúdos,

de acordo com o tamanho das suas partículas, isto é, segundo a composição granulométrica. O método para a determinação da composição granulométrica é estabelecido pela NBR NM 248/2003, enquanto que a NBR 7211/2005 especifica os requisitos mínimos para a aceitação de agregado graúdo e miúdo na produção de concreto de cimento Portland.

De acordo com a NBR 7211 (2005), agregado miúdo é aquele em que os

seus grãos passam através da peneira de abertura 4,75 mm e ficam retidos na peneira de abertura 150 μm, enquanto que o agregado graúdo é aquele em que os seus grãos ficam retidos na peneira de abertura 4,75 e passam na peneira com abertura de 75 mm.

Os agregados devem ser compostos por grãos de minerais duros, compactos, estáveis, duráveis e limpos, e não devem conter substâncias de natureza e em quantidade que possam afetar a hidratação e o endurecimento do cimento, a proteção da armadura contra a corrosão, a durabilidade ou, quando for requerido, o aspecto visual externo do concreto. (NBR 7211, 2005, p. 4)

Os ensaios comumente realizados com os agregados são os seguintes:

de composição granulométrica, de massa específica, massa específica, absorção de água, e inchamento de acordo com a ABNT NBR NM 248, NBR NM 52, NBR 7251, NBR NM 30 e NBR 6467, respectivamente, para os agregados miúdos, enquanto que realiza-se os ensaios de composição granulométrica, assim como o miúdo, de forma dos grãos e resistência à compressão de rocha, segundo as prescrições da NBR 7809 e NBR 6953, respectivamente.

Além destes, a água que deverá ser utilizada no concreto, isto é, no

amassamento, deverá “ser isenta de teores prejudiciais de substâncias estranhas. De acordo com a NBR 6118, presumem-se satisfatórias as águas potáveis." (FUSCO, 2008, p. 24)

Caso exista a necessidade de modificar alguma propriedade do concreto,

visando melhorar seu desempenho, para o emprego em alguma condição específica poder-se-á utilizar aditivos. Existem uma quantidade enorme de tipos




de aditivos, como os plastificantes, superplastificantes, retardador ou acelerador de pega, incorporador de ar, etc.

Visando diminuir o peso específico do concreto utilizar-se-á produtos

como a vermiculita expandida e o EPS (Poliestireno expandido) nas dosagens. A vermiculita é um filossilicato pertencente à família das Micas e ao ser levado a altas temperaturas, da ordem de 800 ºC, sofre uma grande expansão, aumentando em até quinze vezes o seu volume, recebendo então o nome de vermiculita expandida, enquanto que o EPS é o produto comumente chamado

de isopor®.

3.3 MECANISMOS DE RUPTURA Conforme já esclarecido, o concreto tem como principal característica a

sua alta resistência às solicitações normais de compressão, por isso, discorreremos sobre a forma com que o processo de ruptura por compressão ocorre, desconsiderando tudo quanto se refere à tração.

Poderemos observar dois tipos possíveis de ruptura, dependendo da

resistência relativa da argamassa de cimento com a resistência do agregado graúdo, para concretos de baixa ou média resistência, ou da resistência relativa da pasta de cimento com a resistência dos agregados, miúdo e graúdo, naqueles concretos de alta resistência.

Segundo Fusco (2008, p. 66), “nos concretos de baixa ou média

resistência, isto é, com resistências à compressão da ordem de até 40 Mpa”, o processo de ruptura, através de solicitação de compressão longitudinal, irá ocorrer transversalmente com tração na microestrutura. Normalmente, nesses concretos, a pasta de argamassa tem menor resistência do que o agregado graúdo, fazendo com que a ruptura ocorra na argamassa, através de fissuração generalizada, ficando intacto o agregado graúdo.

Sendo os grãos do agregado graúdo mais rígidos e mais resistentes que a matriz de argamassa, no entorno dos mesmos surgem tensões transversais de tração, perpendiculares ao campo de compressão longitudinal aplicado externamente. O resultado é uma fissuração generalizada, com fissuras orientadas segundo a direção do campo de compressão, com tendência ao esboroamento da estrutura interna do material. (FUSCO, 2008, p. 66)

Entretanto, quando falamos de concreto de alta resistência o processo

inverte-se. A ruptura não ocorrerá mais na argamassa, mas no agregado graúdo. Isso é muito comum nesse tipo de concreto tendo em vista que é muito difícil encontrar um agregado que possua resistência superior à da resistência deste tipo de argamassa.




A partir do instante em que a matriz de argamassa se torna mais resistente que os grãos do agregado graúdo, não ocorre mais o processo de microfissuração progressiva. A ruptura se dá de modo explosivo, com fraturamento dos grãos de agregado graúdo por tração transversal na microestrutura. O concreto passa a ser um material nitidamente frágil. Nos concretos de altíssima resistência, com valores acima de 80 MPa, o fenômeno de ruptura transversal do agregado já se dá até com os grãos de areia. O material passa então a ter um comportamento extremamente frágil. (FUSCO, 2008, p. 67)

4. MATERIAIS E MÉTODOS O presente trabalho terá basicamente como metodologia os procedimentos estabelecidos nas normas vigentes de ensaio e o roteiro de cálculo de dosagem ACI (American Concrete Institute) da ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland).

Os ensaios realizados serão aqueles requeridos para a caracterização dos agregados e o de compressão simples em corpos de prova de concreto, sendo necessária a seguinte instrumentalização: balança de alta precisão, frasco de Chapman, estufa, peneiras de diversas malhas, agitador mecânico de peneiras, bandejas para coleta e transporte de material, tanque de água, betoneira, moldes cilíndricos com 10 cm de diâmetro e 20 cm de altura, tronco de cone, haste e base para tronco de cone e prensa para concreto.

Os materiais requeridos serão apenas aqueles em diversidade e

quantidade suficiente para a dosagem dos traços estudados. Serão utilizados os seguintes materiais: cimento Portland comum, pó de brita, e areia e brita em diversos tamanhos.

Os resultados serão recolhidos dos ensaios e analisados com o auxílio de

tabelas de Excel, através de estatística e apresentados posteriormente. 5. CRONOGRAMA QUADRO 1. Cronograma de Atividades

Set Out Nov

Revisão de literatura X

Preparo e caracterização dos materiais X

Dosagem de traços e concretagem de CP's XEnsaios de compressão X

Análise de resultados X

AtividadesMeses/ 2015




6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

YAZIGI, W. A técnica de edificar. 10. ed. São Paulo: PINI, 2009. 769 p. FUSCO, P.B. Tecnologia do concreto estrutural: tópicos aplicados. 1. ed. São Paulo: PINI, 2008. 179 p. ABNT. NBR 7211:2005. Agregados para concreto: especificação. 2. ed. ABNT. NBR 9776:1987. Determinação da massa específica de agregados miúdos por meio do frasco Chapman: método de ensaio. ABNT. NBR 9937:1987. Determinação da Absorção e da Massa específica de agregado graúdo: método de ensaio. ABNT. NBR NM 248:2003. Agregados: Determinação da composição granulométrica. ABNT. NBR 5738:2003. Concreto: Procedimento para Moldagem e cura de corpos-de-prova. ABNT. NBR 5739:1994. Concreto: Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos. ABNT. NBR NM 67:1998. Concreto: Determinação da consistência pelo abatimento do Tronco de Cone.

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