Aula 05 - Dosagem de Concreto - ABCP (2)

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Aglomerantes

Sidiclei Formagini

Campo Grande, MS, Brasil | Semestre 2013 / 1

Dosagem de Concreto Método ABCP

Engenheiro Civil

Doutor em Ciências em Engenharia Civil COPPE/UFRJ

[email protected]

Diana Caranjo

Colaboradora:

Primeira fabrica de Cal do MS

Capítulo 29Livro: Materiais de Construção Civil e Princ. De Ciência e Eng. de

MateriaisConcreto Autoadensável

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Conhecida as propriedades dos grãos que irão compor a mistura

Otimizar o traço da mistura minimizando a porosidade

Com isso, fornece uma mistura coesa de alta performance

Fornece a fração volumétrica ideal de cada material

=

+ + + ++ + +

Mat. 1 2 3 4 5 6 7 8

Dosagem de Concreto de Cimento Portland

Conceito de Dosagem•Combinação de Grãos

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CONCRETO CONVENCIONAL

Material heterogêneo

SOLUÇÃO VISANDO ALTA PERFORMANCE:

BAIXA OU MODERADAPERFORMANCE

Aumento da compacidadeDiminuição do risco de segregação

MATERIAL COESO, POUCO HETEROGÊNEO E DE ALTA

PERFORMANCE


Conceito de Dosagem

•Solução Visando ao Mais alto Desempenho

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•Concreto com Resistência inferior a 50MPa

• USA: Método do ACI – Baseado no trabalho de Abrams e Powers

• Reino Unido: Método do BRE

• França: Método do Dreux, Método de Faury e Método de Baron e Lesage

• Brasil: Método da ABCP/ACI, IBRACON, do EPUSP/IPT, INT/LOBOCARNEIRO, etc.

• Nestes métodos tradicionais, o concreto é formado por:cimento, areia, brita e água

• Eles não levam em conta os aditivos minerais e químicos

• O concreto é dosado em função da resistência e abatimento


Métodos de Dosagem

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•Concreto com Resistência superior a 50MPa (AltoDesempenho ‐ CAD)


Métodos de Dosagem

• Método de Aïtcin

• Método simplificado de Metha e Aïtcin

• Método do “de Larrard”

• Brasil: Método Aïtcin-Faury modificado (COPPE), Tutikian, etc.

• Além do cimento, areia, brita e água os métodos levam em conta apresença de adições minerais e aditivos químicos.

• Os métodos introduzem o conceito de ponto de saturação do aditivoquímico (superplastificante) e compatibilidade com o tipo de Cimentoempregado

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•Definição


Dosagem de Concreto pelo Método da ABCP/ACI

• Dosagem: é o processo de obtenção da combinação correta eeconômica dos materiais (cimento, água, adições, areia, brita).

• Este método de dosagem foi criado na década de 80 pela ABCP pormeio de experimentos.

• O método da ABCP é bastante eficiente quando não se utiliza adiçõesminerais e aditivos químicos.

Nota: a partir do traço base realiza‐se o ajuste final quando utilizado aditivoquímico e/ou adição mineral.

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• Trabalhabilidade (Consistência)

•Requisitos para Dosagem

a) Condições de exposição (Classe de agressividade NBR 6118‐2007);

b) Materiais disponíveis;



• Resistência mecânica

a) Resistência à Compressão Todos os projetos

b) Resistência à tração por compressão diametral

c) Resistência à tração na Flexão

d) Resistência à tração Direta

e) Resistência ao cisalhamento

f) Módulo de Elasticidade

} Projetos

Especiais

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• Maior consumo de Cimento

• Influência da proporção dos materiais no concreto

a) Maior plasticidade, viscosidade, calor de hidratação e variaçãovolumétrica (retração);

b) Menor segregação e exsudação.



ExsudaçãoSegregação

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• Aumento do consumo do agregado miúdo

• Influência da proporção dos materiais no concreto

a) Aumento do consumo de água;

b) Aumento do consumo de cimento;

c) Maior plasticidade.



• Agregado graúdo

a) Agregados arredondados e lisos proporcionam maior plasticidade e menoraderência (exemplo: seixo rolado);

b) Agregados lamelares, proporcionam aumento do consumo de cimento,areia, água e consequentemente menores resistência;

c) Os melhores agregados são os cúbicos e rugosos.

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• O método de dosagem da ABCP fornece uma primeira aproximação daquantidade dos materiais devendo‐se realizar uma misturaexperimental para ajustes finais.

• A dosagem deverá ser refeita toda a vez que:

•Procedimentos de Dosagem



a) mudar a marca, tipo ou classe de cimento;

b) mudar a procedência e qualidade dos agregados.

• Para a obtenção da dosagem há a necessidade de se ter os seguintesdados:

a) Cimento: tipo; massa específica; resistência à compressão aos 28 dias.

b) Agregados: Análise granulométrica; módulo de finura; dimensão máximado agregado; massas específicas e unitária (compactada).

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• Consistência desejada no estado fresco;

• Condições de exposição ao meio ambiente;

• Resistência de dosagem do concreto;




• Condições de preparo em função do Sd:

a) Condição A; materiais dosados em massa e a água deamassamento é corrigida em função da umidade dosagregados; Classes de concreto entre C10 e C80.b) Condição B; cimento dosado em massa, agregados dosadosem massa combinada com volume e a umidade da areia écorrigida; Classes de concreto entre C10 e C25.c) Condição C; Cimento medido em massa, agregados e a águamedidos em volume e a umidade da areia é estimada. Classesde concreto entre C10 e C15.

fcj = fck + 1,65×Sd Onde: Sd = desvio padrão

Sd =4,0

Sd =5,5

Sd =7,0

}}}

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• Fixação da relação a/c (água/cimento), que leva em conta:




a) Durabilidade do concreto NBR 6118 / NBR 12655

I – Fraca;

II – Moderada;

III – Forte

IV ‐ Muito Forte.

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b) Resistência: a relação a/c é função da curva de Abrams do cimento:

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Resistência do Concreto é conhecida;

Resistência média do cimento é conhecida;

Se resistência desconhecida utilizar a resistência mínima de norma, aque vem impressa no saco de cimento.




a) A determinação do consumo de água depende da abatimento requerido doconcreto e do diâmetro máximo do agregado.

• Determinação aproximada do consumo de água (Ca):

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Determinação aproximada do consumo de água (Ca):




a) A determinação do consumo de cimento é a relação entre o consumo deágua e a relação água cimento determinada anteriormente.

• Determinação do consumo de cimento (Cc):

/Percebe‐se que o consumo de cimentodepende diretamente do consumo de água.

• Determinação do consumo de agregados:

a) Teor ótimo de agregado graúdo: Dimensão máxima do agregado graúdo;Módulo de Finura da areia;

b)Teor ótimo de areia: Teor de pasta; Consumo de agregado graúdo.

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Determinação aproximada do consumo de água (Ca);

Determinação do consumo de cimento (Cc);




• Determinação do consumo de agregado graúdo (Cb);

Da tabela é obtido o Vc = Volume de agregado seco por m³ de concreto.

Vc × Mc

Onde: Mc= Massa unitária compactada do agregado graúdo.

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• Determinação do consumo de agregado graúdo (Cb);

Pode‐se adotar as proporções apresentadas na tabela acima de acordo coma brita utilizada.

a) Composição de dois agregados graúdos (quando houver)Critério do menor volume de vazios;Proporcionar as britas de forma a obter a maior massa unitáriacompactada;

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Determinação do consumo de agregado graúdo (Cb);




• Determinação do consumo de agregado miúdo (areia) (Cm);

O consumo de areia é obtido pela diferença entre o volume de 1 m³ de concretoe a soma dos volumes de cimento, brita e água, dado pela equação abaixo:

Vm = 1 – [(Cc/c) + (Cb/b) + (Ca/a)]A partir da determinação do volume de agregado miúdo calcula‐se o consumoda areia:

Cm = Vm . mc = massa específica do cimento;b = massa específica agregado graúdo;a = massa específica da água;m = massa específica do agregado miúdo.

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•Procedimentos de Dosagem: Traço Final



• O traço da dosagem do concreto pode ser apresentado em kg/m³, ouem relação ao consumo de cimento.

Exemplo:

(Cc/Cc) : (Cm/Cc) : (Cb/Cc) : (Ca/Cc)

Cimento : areia : Brita : a/c

1 : 2,17 : 3,05 : 0,61

Cimento

AreiaBrita

Água

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•Procedimentos de Dosagem: Traço Final



• A colocação da água na mistura deve ser realizada de forma gradativaaté que se obtenha a consistência desejada.

• A correção da água pode ser realizada por:

ar: Abatimento requeridoCaf = Cai . (ar/ai)

0,1Cai: Consumo de água inicial

ai: Abatimento inicial

Caf: Consumo de água final

• Falta de argamassa: acrescentar areia mantendo‐se constante a relaçãoágua/cimento.

• Excesso de argamassa: adicionar brita a mistura, mantendo‐se arelação a/c constante.

• Agregado com alta absorção de água, acrescentar água a mistura.

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•Exemplo de Aplicação do Método



• fck de projeto: 25 MPa;

• Abatimento requerido para lançamento do concreto: 90 ± 10 mm

• Desvio padrão Sd: 5,5

• Dados do cimento:1. CP II E‐322. gc= 3100 kg/m³3. Resistência do Cimento

aos 28 dias = 32 MPa

• Dados da areia:1. Módulo de Finura = 2,62. gm= 2650 kg/m³3. Muc= 1550 kg/m³

• Dados da brita:1. Diâmetro máximo = 25 mm2. gb= 2820 kg/m³3. Massa unitária compactada na

proporção B1 = 80 % e B2 = 20 %:Muc = 1500 kg/m³

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• Determinação da relação água/cimento (a/c)

a) Primeira etapa: fcj = fck + 1,65 . Sd = 25 + 1,65 . 5,5 = 34 MPaResistência do Cimento = 32 MPaResistência do Concreto = 34 MPa

b) Com a resistência do cimento e do concreto obtém‐se na curva de Abrams arelação a/c.

a/c = 0,47

c) Segunda etapa: Com o abatimento requerido (90 ± 10 mm) e a diâmetromáximo do agregado (25 mm) obtém‐se o consumo de água:

d) Obtido o consumo de água e a relação a/c calcula‐se o consumo de cimento:

Ca = 200 litros

Cc = Ca/(a/c) = 200/0,47 = 425 kg/m³

• Determinação do consumo de água (Ca)

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• Determinação do consumo de brita (Cb)

e) Terceira etapa: Com o módulo de finura (2,6) da areia e o diâmetromáximo do agregado graúdo (25 mm) obtém‐se o volume compactado secoVc:

f) Calcula‐se então o volume total de brita:

Vc = 0,715

g) Proporção dos agregados:Brita B1 = 0,8 . 1072 = 857,6 kg/m³Brita B2 = 0,2 . 1072 = 214,4 kg/m³

Cb = Vc . Mc = 0,715 . 1500 = 1072 kg/m³

• Determinação do consumo de agregado miúdo (Cm)

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• Determinação do consumo de agregado miúdo (Cm)

h) Quarta etapa: Obtido o consumo de cimento, brita e água, calcula‐se ovolume de agregado miúdo Vm em relação a 1 m³ de concreto:

i) Com o volume de areia calcula‐se o consumo de areia:

Vm = 1 – [(Cc/gc) + (Cb/gb) + (Ca/ga)]

Cm = Vm . gm = 0,283 . 2650 = 749 kg/m³

Vm = 1 – [(425/3100) + (1072/2820) + (200/1000)]

Vm = 0,283 m³

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• Apresentação do Traço para um consumo de cimento de 425 kg/m³:

Cimento : Areia : Brita 1 : Brita 2 : a/c(Cc/Cc) : (Cm/Cc) : (Cb1/Cc) : (Cb2/Cc): (Ca/Cc)

425/425 : 749/425 : 857,6/425 : 214,4/425 : 200/425

1 : 1,76 : 2,02 : 0,50 : 0,47• Traço:

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• Diferentes maneiras de apresentar traços

MateriaisEm Massa

(kg)

Em Vol.

(m³)

Unitário

(kg)

1 Saco

(kg)

1 Saco

(litros)

Cimento 425 ‐‐‐ 1 50 1 saco

Areia 749 0,483 1,76 88 56,8

Brita 1 857,6 0,572 2,02 100,9 67,3

Brita 2 214,4 0,143 0,50 25,2 16,8

Água 200 0,200 0,47 23,5 23,5

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•Questões para estudo

Questionário

1) Dosar um traço de concreto para fck = 30 MPa, abatimento de 70 ±10mm, e Sd = 4,0 MPa utilizando os materiais:

• Dados do cimento:1. CP II E‐322. gc= 3100 kg/m³3. Resistência do Cimento

aos 28 dias = 32 MPa

• Dados da areia:1. Módulo de Finura = 1,62. gm= 2650 kg/m³3. Muc= 1480 kg/m³

• Dados da brita:1. Diâmetro máximo = 19 mm2. gb= 2840 kg/m³3. Massa unitária compactada:

Muc = 1520 kg/m³

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