Me Todos Dosage m

8/11/2019 Me Todos Dosage m

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SULESCOLA DE ENGENHARIA

PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM ENGENHARIA CIVIL

ESTUDO COMPARATIVO DE MTODOS DE DOSAGEM DE

CONCRETOS DE CIMENTO PORTLAND

Aldo J. Boggio

Porto Alegre

Dezembro 2000


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ALDO J. BOGGIO

ESTUDO COMPARATIVO DE MTODOS DE DOSAGEM DECONCRETO DE CIMENTO PORTLAND

Dissertao apresentada ao programa de ps-graduao emengenharia civil da universidade federal do rio grande do sul, como

parte dos requisitos para obteno do ttulo de mestre em engenharia

na modalidade acadmico.

Porto AlegreDezembro 2000


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Boggio, Aldo J.

B674e Estudo comparativo de mtodos de dosagem de concretosde cimento Portland. / Aldo J. Boggio. Porto Alegre : UFRGS, 2007.

Orientadora: Prof. Denise Carpena Coitinho Dal Molin.Dissertao (Mestrado) Universidade Federal do Rio Grande do Sul,

Escola de Engenharia, Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil.

1. Concreto Dosagem. 2. Cimento Portland. I. Dal Molin, Denise CarpenaCoitinho. II. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Escola deEngenharia. III. Ttulo.

CDU 691.32(043)


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ALDO J. BOGGIO

ESTUDO COMPARATIVO DE MTODOS DE DOSAGEM DECONCRETOS DE CIMENTO PORTLAND

Esta Dissertao de Mestrado foi julgada adequada para a obteno do ttulo de MESTRE EM

ENGENHARIA e aprovada em sua forma final pelo professor orientador e pelo Programa de

Ps-Graduao em Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

Porto Alegre, 28 de dezembro de 2000.

Prof. Denise Carpena Coitinho Dal MolinDr. pela Universidade de So Paulo

Orientadora

Prof. Francisco de Paula S. Lopes GastalCoordenador do PPGEC/UFRGS

BANCA EXAMINADORA

Prof. Fernando A. Piazza Recena (CIENTEC)M.Sc. pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Prof. Hlio Ado Greven (UFRGS)Dr. pela Universidade de Hannover

Prof. Ruy Alberto Cremonini (UFRGS)Dr. pela Universidade de So Paulo

Prof. Vladimir Antnio Paulon (UNICAMP)Dr. pela Universidade de So Paulo


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Com todo meu amor e gratido, dedico este trabalho, para

meus pais, Franco (In memoriam) e Ada, para minhaesposa Elenice e para meus filhos, Bruno e Andr.

No devemos esperar pela inspirao para comear qualquer coisa.

A ao sempre gera inspirao. A inspirao quase nunca gera ao.

Frank Tibolt


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AGRADECIMENTOS

um dever e um prazer do ser humano reconhecer e agradecer, explicitamente, pelo incentivo,

pela ajuda e pelo apoio, recebidos durante sua existncia. Este agradecimento resulta

imprescindvel, quando se trata de momentos especiais ou de etapas marcantes da vida.

Quando o momento do agradecimento chega, corre-se o risco de esquecer os nomes de alguns

daqueles que, direta ou indiretamente, contriburam para que as metas e os objetivos propostos

fossem atingidos. Portanto, para no cometer injustias, quero agradecer, primeiro e de forma

geral, pela ajuda de todos os que tornaram possvel o desenvolvimento deste trabalho. Assim

feito, acho importante dar um destaque especial para minha famlia, para algumas pessoas mais

prximas e, tambm, para as instituies e empresas que possibilitaram e viabilizaram a

concluso desta pesquisa. Ento, para eles, meu reconhecimento:

Aos meus pais, Franco e Ada, que, com seu carinho e exemplo, serviram de modelo para definir

minha personalidade e possibilitaram, atravs do seu esforo e dedicao, a minha educao

bsica e a minha formao profissional, no Uruguai.

minha esposa, Elenice, que, com seu amor e compreenso, me apoiou sempre e,

especialmente, me incentivou nos momentos difceis.Ao Estado brasileiro e s suas instituies de aperfeioamento profissional e pesquisa, CAPES e

CNPq, que possibilitaram minha participao no curso de mestrado e financiaram a bolsa de

estudos.

Ao Prof. Jarbas Milititsky, que, como Coordenador do Curso de Ps-Graduao em Engenharia

Civil da UFRGS, viabilizou minha incorporao ao Programa de Estudantes-Convnio de Ps-

Graduao (Convnio MRE/DCT-MEC/CAPES-MCT/CNPq).

Ao professor Paulo R. do Lago Helene, por despertar o interesse na rea da tecnologia do

concreto, pela definio do assunto da pesquisa e pela sua orientao inicial.

professora e grande amiga Denise C. C. Dal Molin, pelos ensinamentos, pela competente e

dedicada orientao, brindada durante as fases mais rduas e complexas do trabalho de

dissertao e, especialmente, pela amizade e pelo permanente apoio e estmulo profissional.

minha irm brasileira, professora ngela Borges Masuero, pela incondicional amizade,

pelo afeto e pela ajuda dispensada durante todos estes anos.


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Ao professor Fernando A. P. Recena, pela sua valiosa contribuio na minha formao

profissional, pela viso prtica quanto aplicabilidade tcnica do conhecimento acadmico e,

especialmente, pelas importantes contribuies e orientaes dadas durante o desenvolvimento

deste trabalho.

Aos professores do NORIE, que participaram decisivamente da minha formao acadmica e

fizeram contribuies importantes durante o desenvolvimento da pesquisa.

Aos laboratoristas do LEME: Fontes, Andr e Teixerinha, que ajudaram na preparao dos

materiais e dos equipamentos e participaram ativamente da execuo dos ensaios do programa

experimental.

Aos colegas da turma do curso de Ps-Graduao: Ana Luiza Raabe, ngela Borges, Srgio B.Cassal, Renato Solano e Joca Petrucci, pelo afeto dispensado na oportunidade da minha

incorporao ao grupo e pelo companheirismo manifestado durante o curso.

Agda, Daniel, Edna, Patrcia, Hctor, Marco e demais colegas do NORIE, pela ajuda, pelo

companheirismo e pela troca de conhecimentos e experincias.

Camargo Corra Industrial, que doou o cimento necessrio para os experimentos.

S existe uma coisa melhor do que fazer novos amigos: conservar os velhos.

Elmer Letterman


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RESUMO

BOGGIO, A. J. Estudo Comparativo de Mtodos de Dosagem de Concretos de Cimento

Portland . 2000. Dissertao (Mestrado em Engenharia Civil) Programa de Ps-Graduaoem Engenharia Civil, UFRGS, Porto Alegre, 2000.

O presente trabalho tem como objetivo fundamental realizar um estudo comparativo de cinco

mtodos de dosagem de concretos de cimento Portland, alguns deles, de grande divulgao e uso

no Brasil. Os cinco mtodos estudados, designados como ABCP/ACI, EPUSP/IPT, INT/Lobo

Carneiro, ITERS/Petrucci e SNCF/Vallette, so apresentados inicialmente atravs dos seus

respectivos fluxogramas de atividades. Posteriormente, cada um dos mtodos apresentado, em

detalhe, atravs de um breve histrico e da considerao das variveis e parmetros envolvidos

em cada uma das etapas, que estruturam seu desenvolvimento. Para a realizao do estudo

comparativo so discutidas, do ponto de vista macroscpico, as principais caractersticas e

propriedades do concreto, no estado fresco e endurecido, focalizando-se a ateno nos aspectos

ligados trabalhabilidade e s formas de avali-la. A resistncia compresso adotada como a

principal, e mais representativa propriedade do concreto endurecido. O trabalho de comparao

objetivado atravs da definio e da adoo de parmetros e variveis, cujos valores so

quantificados e tabelados para cada um dos mtodos. O trabalho experimental est direcionado

com o objetivo de entender o funcionamento dos mtodos e verificar suas respostas, a partir da

utilizao dos mesmos materiais componentes. Nesta situao, comprova-se que, embora existam

diferenas significativas entre os consumos de cimento dos concretos obtidos, todos os

procedimentos de dosagem so aptos para fornecer misturas com consistncias prefixadas e com

trabalhabilidade adequada s necessidades de lanamento e adensamento por mtodos

convencionais. As misturas procuradas, com relaes gua/cimento prefixadas entre 0,45 e 0,75,

atingiram valores de resistncia compreendidos entre 20 e 45 MPa, na idade de 28 dias. A

obteno, pelos diferentes mtodos, de traos com similares caractersticas de trabalhabilidade e

resistncia, leva procura e ao estabelecimento de critrios e aspectos alternativos, alguns de

avaliao subjetiva, que possibilitam a comparao e a seleo de mtodos de dosagem. Os

critrios e aspectos de comparao sugeridos podem ser instrumentos teis quando se trata de

selecionar, dentre vrios mtodos, com as mesmas potencialidades de resposta, aqueles mais

adaptados a realidades e/ou necessidades especficas de aplicao.

Palavras-chave: concreto, mtodos de dosagem, proporcionamento, trabalhabilidade.


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ABSTRACT

BOGGIO, A. J. Estudo Comparativo de Mtodos de Dosagem de Concretos de Cimento

Portland. 2000. Dissertao (Mestrado em Engenharia Civil) Programa de Ps-Graduaoem Engenharia Civil, UFRGS, Porto Alegre, 2000.

Comparative study of mix-proportioning methods of Portland cement concrete

The present work has the main purpose of comparing five mix-proportioning methods of Portland

cement concrete, some of them, with great divulgation and intensive use in Brazil. The five

methods studied, known as ABCP/ACI, EPUSP/IPT, INT/Lobo Carneiro, ITERS/ Petrucci e

SNCF/Vallette, are initially introduced through a flow chart of activities. Afterwards, each

method is fully described, including a brief history of its origins and considering the parameters

and variables involved in each stage of the whole process. In order to develop the comparative

study between methods, a discussion about the most important macroscopic characteristics and

properties of fresh and hardened concrete, is established. Special attention is given to certain

aspects related to workability and to the procedures for its measurement. The compressive

strength is adopted as the main and most representative property of hardened concrete. The

comparative

work is objectified through the definition and the adoption of variables and

parameters, whose values, are quantified for each method and organized in tables. The

experimental work is managed with the goal of understanding the working principles of each

method and to test the quality of its solutions, considering the same materials. As a result of the

experimental work its possible to conclude that, notwithstanding significant differences related to

concrete cement content, all the proportioning procedures tested, are able to achieve mixtures,

with prefixed consistency and workability suitable for placing and compacting through customary

procedures. The mixtures obtained, with water/cement ratio prefixed between 0,45 and 0,75,reached resistance values between 20 and 45 MPa, at the age of 28 days. Theattainment, trough

different methods, of mix proportions, with similar characteristics, in terms of workability and

resistance, leads to the establishment of criterions and alternative aspects, some of them of

subjective assessment, useful to compare and to select mix-proportioning methods. The criterions

and aspects suggested could be useful tools when its necessary to choose, from a group, a certain

method, considering its adaptability to specific necessities and/or situations.

Key-words: concrete, mix-proportioning methods, proportioning, workability.


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__________________________________________________________________________________________Aldo J. Boggio ([email protected]). Dissertao de mestrado. Porto Alegre: PPGEC/UFRGS, 2000.

SUMRIO

RESUMO....................................................................................................................................8

ABSTRACT................................................................................................................................9

LISTA DE TABELAS..............................................................................................................14

LISTA DE TABELAS..............................................................................................................15

1 INTRODUO ...................................................................................................................16

1.1 JUSTIFICATIVA DA PESQUISA ................................................................................16

1.2 DESENVOLVIMENTO DA PESQUISA......................................................................18

1.3 OBJETIVOS DA PESQUISA........................................................................................19

1.4 LIMITAES DA PESQUISA.....................................................................................191.5 ESTRUTURA DA DISSERTAO .............................................................................20

2 CONSIDERAES GERAIS SOBRE DOSAGEM DE CONCRETOS E DELIMITAODO CAMPO DE PESQUISA DA DISSERTAO............................................................22

2.1 CONSIDERAES GERAIS SOBRE DOSAGEM.....................................................22

2.2 METODOLOGIA DE ESTUDO DA DOSAGEM........................................................30

2.2.1 Exigncias de projeto .................................................................................................30

2.2.2 Condies de exposio e operao............................................................................30

2.2.3 Tipo de agregado disponvel economicamente ...........................................................31

2.2.4 Tcnicas de execuo..................................................................................................31

2.2.5 Custo mnimo ..............................................................................................................31

2.3 PROPRIEDADES E CARACTERSTICAS DO CONCRETO FRESCO, A SEREMCONSIDERADAS NO PROCESSO DE DOSAGEM .......................................................33

2.4 PROPRIEDADES E CARACTERSTICAS DO CONCRETO ENDURECIDO, QUEPODEM SER CONSIDERADAS NO PROCESSO DE DOSAGEM................................40

3 SELEO E DESCRIO DOS MTODOS DE DOSAGEM EMPREGADOS NO ESTUDO

COMPARATIVO..................................................................................................................463.1 MTODO DE DOSAGEM DE CONCRETOS ABCP/ACI .........................................48

3.1.1 Histrico do mtodo....................................................................................................48

3.1.2 Descrio do mtodo...................................................................................................48

3.1.3 Desenvolvimento do mtodo.......................................................................................49

3.2 MTODO DE DOSAGEM DE CONCRETOS EPUSP/IPT.........................................57


3.2.2 Frmulas e parmetros fundamentais considerados no mtodo..................................57

3.2.3 Frmulas complementares ..........................................................................................60

3.2.4 Premissas e informaes bsicas para a aplicao do mtodo de dosagem................60


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3.2.5 Clculo da relao gua/cimento (x)...........................................................................61

3.2.6 Parte experimental do mtodo.....................................................................................62

3.2.7 Confeco dos traos auxiliares (mais pobre e mais rico que 1:m)............................69

3.2.8 Execuo das misturas experimentais dos traos rico e pobre.............................703.2.9 Execuo das misturas experimentais dos traos muito rico e muito pobre........71

3.3 MTODO DE DOSAGEM DE CONCRETOS INT/LOBO CARNEIRO....................71


3.3.2 Descrio do mtodo...................................................................................................72


3.4 MTODO DE DOSAGEM DE CONCRETOS ITERS/ELDIO PETRUCCI ............87


3.4.2 Descrio do mtodo...................................................................................................89


3.5 MTODO DE DOSAGEM DE CONCRETOS SNCF/ ROGER VALLETTE.............95


3.5.2 Descrio do mtodo...................................................................................................97


4 ATIVIDADES E ASPECTOS DOS MTODOS DE DOSAGEM E PARMETROS DE

CARACTERIZAO DAS MISTURAS DE CONCRETO............................................1074.1 ATIVIDADES E PARMETROS CONSIDERADOS NO DESENVOLVIMENTO

DOS MTODOS DE DOSAGEM....................................................................................107

4.2 INFLUNCIA DOS PRINCIPAIS PARMETROS DOS AGREGADOS NASCARACTERSTICAS E PROPRIEDADES DO CONCRETO .......................................108

4.2.1 Seleo de parmetros para avaliao das misturas de concreto ..............................111

4.2.2 Caractersticas e parmetros para avaliao do concreto endurecido .......................115

4.3 DIAGRAMAS DE DOSAGEM PARA CADA FAMLIA DE CONCRETOS...117

4.4 CARACTERSTICAS E ASPECTOS QUALITATIVOS SELECIONADOS PARAAVALIAR OS DIFERENTES MTODOS EM ESTUDO..................................................118

5 DESENVOLVIMENTO DA PARTE EXPERIMENTAL.................................................122

5.1 MATERIAIS EMPREGADOS NOS ENSAIOS DOS MTODOS DE DOSAGEM.122

5.1.1 Agregado grado.......................................................................................................122

5.1.2 Agregado mido........................................................................................................123

5.1.3 Cimento.....................................................................................................................124

5.2 EQUIPAMENTOS UTILIZADOS E PROCEDIMENTOS SEGUIDOS NODESENVOLVIMENTO DAS DOSAGENS.....................................................................125

5.3 DESENVOLVIMENTO DA PARTE EXPERIMENTAL DOS MTODOS............. 126ECIONADOS ....................................................................................................................126


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6 APRESENTAO E ANLISE DE RESULTADOS......................................................129

6.1 CONSIDERAES GERAIS SOBRE OS DADOS EXPERIMENTAIS..................129

6.2 CRITRIOS E ASPECTOS QUALITATIVOS QUE PODEM AUXILIAR NA

COMPARAO DE MTODOS DE DOSAGEM .........................................................1486.3 CONSIDERAES PARTICULARES SOBRE CADA UM DOS DIFERENTES

MTODOS ESTUDADOS ...............................................................................................150

6.3.1 Consideraes sobre o mtodo da ABCP..................................................................150

6.3.2 Consideraes sobre o mtodo EPUSP/IPT..............................................................153

6.3.3 Consideraes sobre o mtodo do INT (desenvolvido pelo Prof. Lobo Carneiro)...156

6.3.4 Consideraes sobre o mtodo do ITERS (desenvolvido pelo Prof. Petrucci).........158

6.3.5 Consideraes sobre o mtodo da SCNF (desenvolvido por Roger Vallette) ..........162

7 CONSIDERAES FINAIS.............................................................................................1657.1 CONSIDERAES GERAIS......................................................................................165

7.2 RECOMENDAES PARA A ESCOLHA DE MTODOS DE DOSAGEM EMFUNO DE SITUAES PARTICULARES OU DE UM CONTEXTO ESPECFICO .......................................................................................................................................168

7.3 SUGESTES PARA FUTURAS PESQUISAS ..........................................................170

REFERNCIAS......................................................................................................................171

APNDICE A ANLISE DE VARINCIA......................................................................179


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LISTA DE FIGURAS

Figura 1: fatores e parmetros bsicos intervenientes no processo de dosagem...........................24

Figura 2:correlao entre ndices de consistncia de concreto, para diferentes equipamentos esistemas de ensaio ...............................................................................................................37

(fonte: PRIZSKULNIK, 1977)...................................................................................................37

Figura 3: principais fatores que influem sobre a trabalhabilidade dos concretos..........................38

(fonte: GIAMMUSO, 1995) ......................................................................................................38

Figura 4: fluxograma simplificado do mtodo de dosagem da ABCP.....................................49

Figura 5: grfico para a determinao da relao x em funo das resistncias do concreto ecimento aos 28 dias.............................................................................................................53

Figura 6: fluxograma simplificado do mtodo de dosagem EPUSP/IPT.................................59Figura 7: parmetros e fatores que influenciam a consistncia do concreto (fonte: TANGO, 1993)

...........................................................................................................................................60

Figura 8: fluxograma simplificado do mtodo de dosagem do INT desenvolvido pelo Prof. F. L.Lobo Carneiro.....................................................................................................................73

Figura 9: curvas de Abrams para as idades de 7 e 28 dias para cimento Portland comum, marcaMau, do Rio de Janeiro......................................................................................................75

Figura 10: curvas de Abrams para 3, 7 e 28 dias - Cimento ARATU..........................................76

Figura 11: volume total de gua em relao ao total de materiais secos para concretos com mesma

consistncia e com diferentes relaes agregado/cimento (m)..............................................78Figura 12: relao entre m e x para diferentes relaes He consumos C.....................................80

Figura 13: composio granulomtrica da mistura cimento-agregado para Dmc = 75 mm...........82

Figura 14: composio granulomtrica da mistura cimento-agregado para Dmc= 50 mm............82




Figura 18: composio granulomtrica da mistura cimento-agregado para Dmc= 9,5 mm...........84

Figura 19: fluxograma simplificado do mtodo de dosagem do ITERS desenvolvido pelo Prof.Eldio Petrucci...................................................................................................................90

Figura 20:curvas de trabalhabilidade traadas a partir dos ndices de remoldagem obtidos paratraos de concretos, com igual m e diferentes relaes a/m..................................................93

Figura 21: fluxograma simplificado do mtodo de dosagem do SNCF desenvolvido pelo Eng.Roger Vallette ....................................................................................................................98

Figura 22: atividades e parmetros que devem ser considerados em estudos de dosagem deconcretos para obras correntes...........................................................................................108

Figura 23: diagrama de dosagem para uma famlia de concretos com mesmo abatimento e mesmoteor de argamassa..............................................................................................................118


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LISTA DE TABELAS

Tabela 1: valores de abatimentos recomendados em funo do tipo de obra (ACI 211.1-81) ...... 50

Tabela 2: quantidade de gua de amassamento do concreto em funo do abatimento e daDimenso mxima caracterstica do agregado ..................................................................... 51

Tabela 3: quantidade de gua da mistura de concreto, com e sem ar incorporado, em funo doabatimento e da Dimenso mxima caracterstica do agregado (ACI 211.1-81) ................... 52

Tabela 4: relao gua/cimento x em funo do tipo de estrutura e das condies de exposio(ACI 211.1-81)....................................................................................................................54

Tabela 5: volume compactado seco (VCS) de agregado grado por m3de concreto, funo do

Mdulo de finura da areia e da Dimenso mx. car.(Dmc) do agregado grado.....................55

Tabela 6:estimativa da relao gua/cimentopara diferentes tipos e classes de cimentos ...........62

Tabela 7:estimativa do teor agregado/cimento (m) em funo da Dmc.do agregado e da relaogua/cimento (x) .................................................................................................................63

Tabela 8: quantidades de cimento e areia que devem ser adicionadas para misturas com teores deargamassa crescentes, para 30 kg de brita.........................................................................67

Tabela 9: caractersticas do concreto ............................................................................................67

Tabela 10: abatimento ..............................................................................................................67

Tabela 11: quantidade de agregado grado na mistura................................................................68

Tabela 12: consumo de gua e de cimento................................................................................. 68

Tabela 13: traos dos concretos: pobre, normal e rico com diferentes teores de argamassa .........70

Tabela 14: relaes gua/cimento recomendadas (em litros/kg e em litros/saco de 42 kg decimento) em funo das condies de exposio e da natureza da obra................................ 77

Tabela 15:valores deH (%) em funo da Dimenso mxima caracterstica do agregado (Dmc) edo tipo de adensamento adotado (manual ou vibratrio) ...................................................... 79

Tabela 16: valores de H(%) em funo da Dmce do tipo de adensamento..................................79

Tabela 17:valores numricos que possibilitam a construo das curvas granulomtricas timaspara diferentes dimenses mximas caractersticas de agregados, considerando dois tipos de

adensamento .......................................................................................................................81Tabela 18: Valores iniciais das porcentagens de cada tamanho de agregado, para misturas com

uma dada Dimenso mxima caracterstica (Dmc) ...............................................................85

Tabela 19: relaesH(%) em funo do tipo de adensamento e do tipo de agregado grado......88

Tabela 20: relaes a/mem funo do tipo de areia e do tipo de agregado grado...................... 92

Tabela 21: massas especficas e massas unitrias dos materiais componentes do concreto ........ 100

Tabela 22: guas de molhagem (em massa e em volume) para os diferentes materiais..............101

Tabela 23: compacidades, seca e molhada, dos materiais componentes do concreto.................101

Tabela 24: parmetros para caracterizao das misturas de concreto......................................... 115Tabela 25: critrios e aspectos para comparar mtodos de dosagem ......................................... 121


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Tabela 26: caractersticas fsicas das britas de graduao 1 e 2 ................................................. 123

Tabela 27: composies granulomtricas das britas de graduao 1 e 2....................................123

Tabela 28: caractersticas fsicas da areia natural do Rio Guaba ...........................................124

Tabela 29: composio granulomtrica da areia natural do Rio Guaba................................. 124Tabela 30: caractersticas fsicas do cimento Portland CP II E - 32...........................................124

Tabela 31: caractersticas qumicas do cimento Portland CP II E - 32.......................................125

Tabela 32: traos obtidos experimentalmente, pelos cinco mtodos de dosagem, para cada relaogua/cimento (x), com seus respectivos parmetros de caracterizao................................ 130

Tabela 33: resistncias compresso aos 7 e 28 dias, correspondentes aos traos obtidos, por cadaum dos mtodos, a partir das relaes (x) ordenadas por valores crescentes ....................... 133

Tabela 34: resistncias dos exemplares, aos 7 e 28 dias, e valores dos crescimentos entre as idades

de 7 e 28 dias, para cada relao x .....................................................................................134Tabela 35: coeficientes das regresses de Abrams, expressas na forma exponencial, para as idades

de 7 e 28 dias, determinados a partir das resistncias mximas, obtidas pelos quatro traosdosados, por cada um dos cinco mtodos estudados ..........................................................137

Tabela 36: coeficientes das equaes, obtidas para cada um dos mtodos, que possibilitam adeterminao das relaes gua/cimento a partir das regresses de Abrams, expressas naforma logartmica..............................................................................................................138

Tabela 37: coeficientes de Lyse................................................................................................138

Tabela 38: coeficientes de Molinari..........................................................................................138

Tabela 39: valores das resistncias fc, dos consumos C e das relaes m, obtidas a partir dosensaios em laboratrio e atravs das regresses determinadas estatisticamente ..................139

Tabela 40: valores das resistncias, dos desvios-padro, dos coeficientes de variao e dasdiferenas relativas entre as resistncias mximas e mnimas, calculadas, a partir das equaesde regresso, dos cinco mtodos em estudo ....................................................................... 140

Tabela 41: consumos de cimento, correspondentes aos traos dosados, atravs dos cinco mtodosestudados, para resistncias prefixadas aos 28 dias ............................................................ 141

Tabela 42: consumos de cimento, ordenados em forma decrescente, correspondentes aos traosdosados, atravs dos cinco mtodos estudados, para resistncias prefixadas aos 28 dias.....142

Tabela 43: diferenas absolutas (kg/m3) e relativas (%) entre os consumos de cimento,correspondentes aos traos com resistncias prefixadas, adotando como valores de refernciaos consumos de cimento obtidos pelo mtodo do SNCF....................................................142

Tabela 44: fatores de eficincia, fc28/C(MPa/kg) e C/fc28 (kg/MPa), calculados para os concretosdosados pelos cinco mtodos, com resistncias prefixadas entre 20 e 40 MPa....................147

Tabela 45: critrios e aspectos usados para comparar os mtodos de dosagem.......................... 149

Tabela 46: anlise de varincia dos resultados de resistncia compresso aos 7 dias.........179

Tabela 47: anlise de varincia dos resultados de resistncia compresso aos 28 dias.......179

Tabela 48: anlise de varincia dos resultados do consumo de cimento................................180


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1 INTRODUO

1.1 JUSTIFICATIVA DA PESQUISA

O desenvolvimento histrico da tecnologia do Concreto mostra que, nos ltimos duzentos anos,

um significativo nmero de pesquisadores e tcnicos de diversos pases tm dedicado sua

inteligncia e investido seu tempo e grande quantidade de recursos materiais no estudo e

desenvolvimento dos produtos constituintes do concreto, no aprimoramento das tcnicas de

produo e no entendimento da composio e da estrutura resultante das pastas, argamassas e

misturas de cimentos e agregados (HELENE, 1987). Os enormes volumes de concretoproduzidos, com materiais, equipamentos e procedimentos de controle diversos, tm sido

aplicados nos mais variados tipos de obras ao redor do mundo e evidenciam a importncia

mundial deste produto, considerado hoje em dia como um dos materiais tradicionais da

construo civil. O consenso, quanto a sua viabilidade econmica e sua capacidade de utilizao

tcnica, para os mais diversos fins, justifica o permanente interesse no seu estudo e incentiva o

investimento em pesquisas que possibilitam sua evoluo, atravs da melhoria de suas

propriedades quanto trabalhabilidade, resistncia e durabilidade. Normalmente, pode-se

considerar, o concreto, um material fcil de obter e de baixo custo, pois sua tecnologia de

produo bastante simples e seus principais constituintes, o cimento Portland e os agregados,

so relativamente baratos e comumente disponveis em quase todas as regies do mundo. Em

termos de conservao de energia e recursos naturais, a produo do concreto, comparada com a

maioria dos outros materiais de engenharia, bastante vantajosa, permitindo tambm, a

reciclagem de grande quantidade de resduos industriais em substituio parcial do material

cimentante e dos agregados (MALHOTRA, 1987; MEHTA, 1999; MOURA et al., 1999;

RODRIGUEZ; DAL MOLIN, 1999).

A obteno de bons desempenhos, nas propriedades exigveis ao concreto, depender tanto dos

materiais componentes como das propores entre eles e da tecnologia e recursos humanos

disponveis para o preparo e o controle do material. A evoluo do concreto, como material,

poder desenvolver-se, tambm, atravs da incorporao de produtos metlicos, sintticos ou

minerais em forma de agregados, fibras ou adies ou, ainda, pelo emprego mais intenso de

diversos aditivos qumicos para fins especficos. Como destaca Cormon (1979), a produo de

concretos est cada vez mais generalizada, podendo-se adotar diferentes classificaes em funo


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mtodos nacionais de dosagem impediram, at o presente, que os aspectos comuns pudessem ser

aprofundados e uniformizados. Esta considerao torna-se um importante fator motivador para a

realizao desta pesquisa que pretende, entre outros objetivos, evidenciar alguns dos aspectos e

caractersticas comuns dos principais mtodos de dosagem empregados no Brasil.

1.2 DESENVOLVIMENTO DA PESQUISA

Para desenvolver o trabalho de pesquisa parte-se da seleo de cinco procedimentos de

proporcionamento aplicados no Brasil que esto sustentados em diversas filosofias e princpios de

funcionamento. Os cinco mtodos de dosagem, desenvolvidos originalmente visando,

principalmente, a obteno de concretos destinados para usos em obras de estruturas correntes,foram escolhidos levando em conta tanto sua divulgao quanto suas possibilidades de utilizao

dentro do territrio nacional e eles so conhecidos pelos nomes de seus criadores e/ou pelos

nomes das instituies nas quais os pesquisadores desenvolveram suas atividades. Os cinco

mtodos estudados so: mtodo da ABCP/ACI (desenvolvido pelo American Concrete Institute e

adaptado para realidade nacional na Associao Brasileira de Cimento Portland pelo engenheiro

Pblio Penna Firme Rodriguez); mtodo do INT (desenvolvido a partir de 1937 no Instituto

Nacional de Tecnologia do Rio de Janeiro pelo Prof. Fernando Luiz Lobo Carneiro); mtodoIPT/EPUSP (desenvolvido pelo Instituto de Pesquisas Tecnolgicas do Estado de So Paulo e

posteriormente adaptado e divulgado pela Escola Politcnica da Universidade de So Paulo);

mtodo do ITERS (desenvolvido a partir de 1951 no Instituto Tecnolgico do Rio Grande do Sul

pelo Prof. Eldio Petrucci); mtodo da SNCF (desenvolvido a partir de 1948 na Societ Nationale

des Chemins de Fer Franais pelo engenheiro Roger Vallette e aplicado no Brasil, pelo Eng. Joo

Gaspar Djanikian, na dosagem do concreto do Sifo do Rio Pinheiros, em So Paulo).

A partir do estudo terico de cada um dos mtodos abordados, apresentam-se de forma detalhadasuas etapas de trabalho, seus princpios de funcionamento, e os procedimentos e equipamentos

usados nas atividades experimentais. A anlise terica dos mtodos possibilita, tambm, a

determinao das principais variveis e parmetros envolvidos no processo.

No desenvolvimento da parte experimental do trabalho so realizados ensaios de

proporcionamento de concretos, produzidos com cimento Portland Composto do tipo CPII E - 32

(NBR 11578 (ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS ABNT, 1991a)),

agregados grados britados de peso normal (de natureza basltica) e areias naturais de rio (denatureza quartzosa). Na dosagem dos concretos no so incorporadas nem adies nem aditivos.


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__________________________________________________________________________________________Estudo Comparativo de Mtodos de Dosagem de Concretos de Cimento Portland

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As aplicaes experimentais resultam em misturas de consistncia plstica, com abatimentos no

ensaio do tronco de cone (NBR 7223 (ABNT, 1982a)) variando entre 60 e 80 mm e com

resistncias compresso, aos 28 dias, compreendidas entre 15 e 45 MPa (grupo I de resistncia

da NBR 8953 (ABNT, 1992)), o que as classifica nas categorias de resistncias baixas e

moderadas (ALAEJOS; CNOVAS, 1992; CEB, 1990; MEHTA; MONTEIRO, 1994).

1.3 OBJETIVOS DA PESQUISA

Como primeiro objetivo geral do trabalho de dissertao busca-se apresentar e explicar, de

maneira padronizada e didtica, os princpios tericos e as atividades envolvidas em cada um dos

mtodos de dosagem abordados. A partir da descrio detalhada de cada um dos procedimentosde proporcionamento procura-se, como segundo objetivo geral, desenvolver uma fase

experimental que possibilite compreender plenamente os aspectos funcionais e operacionais e que

permita verificar e comparar as respostas dos respectivos mtodos, materializadas atravs de

misturas de concreto, avaliadas nos estados fresco e endurecido.

Na anlise da parte experimental do trabalho procura-se, como um dos objetivos especficos, a

verificao da adequao dos mtodos escolhidos, para se obter, com os materiais disponveis na

regio de Porto Alegre, traos de concreto de consistncia plstica e trabalhabilidade adequada s

necessidades de lanamento e adensamento, por mtodos convencionais.

Outros objetivos perseguidos so verificar, atravs da anlise terica e prtica dos mtodos, as

possibilidades de incorporar outros componentes como aditivos e adies e avaliar sua capacidade

de adaptao s variaes dos materiais empregados no proporcionamento. Na aplicao

experimental, dos procedimentos estabelecidos pelos mtodos, procura-se verificar a maior ou

menor influncia do tecnologista na determinao dos traos finais.

Como encerramento do estudo da problemtica geral do proporcionamento de concretos,

pretende-se apresentar uma srie de critrios e aspectos qualitativos que possibilitem comparar

diferentes procedimentos de dosagem e que permitam, aos tecnologistas e engenheiros, escolher

dentre diversos mtodos, queles que mais se adaptem s situaes e/ou necessidades especficas.

1.4 LIMITAES DA PESQUISA

Considerando os dois nveis de tratamento terico dos problemas relativos dosagem de

concretos, definidos por Camargo (1977), pode-se dizer que a abordagem desta dissertao


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enquadra-se basicamente no primeiro nvel, onde so tratadas as dificuldades inerentes ao

proporcionamento dos componentes do concreto, buscando obter misturas frescas trabalhveis,

com caractersticas que permitam seu correto lanamento e adensamento nas frmas e visando

atender basicamente, no estado endurecido, as exigncias de resistncia compresso e de

durabilidade condicionadas pela fixao da relao gua/cimento. Portanto no ser abordado o

segundo nvel de tratamento da dosagem, que objetiva a fixao das propriedades desejveis no

concreto endurecido (mdulo de deformao, energia de fratura, profundidade de carbonatao)

(MONTEIRO et al., 1993). O concreto endurecido ser estudado apenas em nvel macroscpico,

considerando-o como um material bifsico no qual os agregados (midos e grados) esto

dispersos numa matriz de cimento (constituda pelo conjunto da pasta e espaos cheios de ar).

Nada ser falado sobre as complexidades da estrutura do concreto que aparecem em nvelmicroscpico nem sobre os aspectos singulares das trs fases possveis de serem consideradas no

material endurecido (fase constituda pela matriz de pasta de cimento, fase dos agregados e

interface pasta de cimento-agregado, denominada de "Zona de Transio") (PAULON;

MONTEIRO, 1995).

1.5 ESTRUTURA DA DISSERTAO

Para abordar os fundamentos do assunto da dosagem de concretos, e na tentativa de ordenar idias

e sistematizar as informaes e dados coletados durante o estudo, estruturou-se o trabalho escrito

da dissertao da forma apresentada a seguir:

No captulo 2, so realizadas consideraes gerais sobre dosagem, incluindo conceitos, definies

e fatores tecnolgicos, econmicos e culturais que influenciam o desenvolvimento e o uso dos

diferentes mtodos de proporcionamento. Para poder delimitar o campo de trabalho da dissertao

define-se o nvel de tratamento terico dos problemas de dosagem abordados e os tipos e usos dosconcretos a serem estudados. So apresentados, tambm, os parmetros e os equipamentos que

podem ser considerados no processo de proporcionamento e as caractersticas e propriedades

finais, procuradas nas misturas de concreto, nos estados fresco e endurecido.

Definido o escopo do trabalho e seguindo as linhas de ao indicadas no captulo 2, realizam-se,

no captulo 3, consideraes que justificam a seleo dos mtodos a serem estudados e explicam-

se detalhadamente, as etapas e procedimentos de cada um dos mtodos escolhidos. O

entendimento da proposta de trabalho de cada mtodo, a compreenso das suas particularidades ea percepo das suas limitaes de uso alertam, pelo menos de uma forma subjetiva, quanto s


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possibilidades de utilizao, condicionadas aos prazos e materiais disponveis, aos equipamentos

empregados, ao tipo de obra a ser executada e aos recursos humanos envolvidos.

No captulo 4, so estudadas as atividades consideradas no desenvolvimento dos mtodos de

dosagem e so avaliados e selecionados os parmetros utilizados para caracterizar as misturas de

concreto, no estado fresco e endurecido. Posteriormente so apresentados os diagramas de

dosagem para cada famlia de concretos, produzidos com os mesmos materiais, o mesmo teor

de argamassa(%) e a mesma consistncia.

Neste captulo so estruturadas duas tabelas, uma, contendo parmetros usados para a

caracterizao das misturas de concreto e, a outra, contendo critrios e aspectos qualitativos de

comparao dos mtodos de proporcionamento.No captulo 5 so caracterizados os materiais empregados nos ensaios de proporcionamento e so

descritos os equipamentos utilizados na execuo das dosagens. A parte experimental consta de

duas etapas durante as quais so desenvolvidos ensaios de proporcionamento atravs dos cinco

mtodos apresentados no captulo 3.

No captulo 6, os dados experimentais so apresentados atravs de diversas tabelas e figuras que

facilitam a realizao de comentrios e observaes, de carter particular e geral, sobre diversos

aspectos relacionados com os parmetros de caracterizao dos traos determinados pelos cinco

mtodos. So introduzidas tambm as ferramentas matemticas e os programas estatsticos

utilizados na anlise dos resultados das resistncias compresso, obtidas nas idades de 7 e 28

dias. Na impossibilidade de evidenciar diferenas quantitativas entre os parmetros e as

caractersticas mecnicas, correspondentes aos traos fornecidos pelos diferentes mtodos, aplica-

se, como procedimento alternativo de comparao, o conjunto de critrios e aspectos qualitativos

apresentados na parte final do captulo 4.

Por ltimo, no captulo 7 so apresentadas, em primeiro lugar, algumas consideraes gerais sobre

o problema da dosagem e sobre o desempenho dos cinco mtodos de proporcionamento

considerados. Tambm so efetuadas algumas recomendaes para a escolha de mtodos de

dosagem, em funo de situaes particulares ou de um contexto especfico. No encerramento, do

captulo e da dissertao, so apresentadas sugestes para futuras pesquisas dentro da rea

especfica de dosagem.


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Sem esquecer a importncia do fator econmico, a viso de Priszkulnik, sobre os objetivos de um

processo de dosagem, poderia ser resumida atravs das palavras de Veroza (1986) que diz que:

um concreto bem dosado dever ter a resistncia necessria na idade determinada,

trabalhabilidade adequada no momento de colocao em obra e durabilidade no meio onde

ficar.

Vasconcellos (1977) considera que dosar um concreto:

, no sentido mais lato da palavra, quantificar seus componentes de forma que aps suacorreta execuo (medio; mistura; transporte; lanamento; adensamento e cura) e dasreaes de hidratao da pasta de cimento e gua, resulte um material ptreo queapresente propriedades (resistncia mecnica, impermeabilidade e durabilidade) que ocapacitem a constituir-se em parte integrante e til de uma pea isolada ou de umaestrutura.

O processo de dosagem deve ser abordado no sentido mais amplo quando se trata do

desenvolvimento da tecnologia do concreto, considerando-se um vasto campo de trabalho que

envolve o estudo e a seleo dos materiais e o conhecimento das etapas de produo e controle

com as quais interage de forma intensa. O processo de execuo, especialmente nas atividades de

transporte, lanamento e adensamento, constitui-se numa informao fundamental para a

atividade de dosagem, j que problemas, observados durante a produo, podem, muitas vezes,

resolver-se por ajustes do trao de concreto. A atividade de dosagem possui grande importncia

pois no somente estabelece as propores dos materiais constituintes do concreto como tambm

determina as caractersticas necessrias para que seja alcanado um desempenho satisfatrio do

produto final, em termos de qualidade e de economia. A qualidade do concreto considerado como

produto resultante no pode ser dissociada da qualidade dos seus componentes bsicos (cimento,

agregados, gua e opcionalmente adies e aditivos) assim como a questes inerentes obra a ser

executada. Neste aspecto devem ser considerados diversos fatores, entre os que podem ser

citados: os tipos e as dimenses das frmas das peas a serem moldadas, sua taxa de armadura, odimetro e a posio das barras e as condies e os equipamentos de transporte, lanamento,

adensamento e cura. Devido ao grande nmero de variveis intervenientes nas atividades de

dosagem, torna-se difcil resolver, de maneira genrica, as questes do proporcionamento dos

concretos. Este fato obriga a fixar uma parte das variveis e parmetros envolvidos com o objetivo

de conseguir solues, de carter restrito, que forneam respostas viveis ao problema proposto.

Na Figura 1 so apresentados os fatores e parmetros bsicos que devem ser considerados no

processo de dosagem.


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Figura 1: fatores e parmetros bsicos intervenientes no processo de dosagem(fonte: NEVILLE, 1997)

O processo de dosagem dificilmente poder ser completamente transformado numa rotina ou

desenvolvido de forma automtica. Entretanto, quanto mais completos sejam o conhecimento e o

domnio das variveis e fatores envolvidos, e quanto mais ampla a experincia com os materiais e

equipamentos empregados, maiores sero as chances de conseguir concretos que satisfaam as

necessidades existentes no vasto campo da engenharia civil.

A partir das consideraes realizadas acima parece oportuno referenciar a Baslio (1977) que

define a dosagem de concreto como: a tcnica e a arte de fixar as quantidades dos seus elementos

componentes de modo a garantir-lhe as caractersticas exigidas na fase plstica e na fase aps

endurecimento. Esta viso sobre o proporcionamento dos materiais do concreto, que mistura

arte, tcnica e cincia, compartilhada por Mehta (1994), quem afirma que o entendimento dos

princpios bsicos, junto com alguma prtica, possibilita o exerccio da arte de dosar, que

consiste na habilidade de contrabalanar caractersticas e/ou propriedades que tendem a ser


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afetadas em sentidos opostos pelas mudanas de determinadas variveis. Neste sentido,

exemplifica-se que o aumento da quantidade de gua de mistura para um determinado consumo

de cimento pode aumentar, por um lado, a fluidez da massa de concreto, melhorando sua

trabalhabilidade, sendo que por outro, tende a diminuir a resistncia do material endurecido.

Caractersticas como durabilidade e economia tambm devem ser ponderadas para obter uma

soluo equilibrada do proporcionamento do concreto. O entendimento do conceito bsico da

interdependncia das variveis e parmetros envolvidos na dosagem e a enorme dificuldade de

equacionar numericamente as relaes existentes alertam, ao profissional encarregado da

atividade de dosar, sobre a importncia de uma atitude responsvel e criteriosa na abordagem de

uma tarefa que pode, em certos casos, atingir um alto grau de complexidade.

Durante muitos anos a dosagem de concreto foi considerada como uma tcnica bastante simples

que visava atender, como requisitos mais importantes, uma trabalhabilidade adequada do concreto

fresco e uma resistncia compresso do concreto endurecido que, fixada com maior ou menor

preciso, devia atingir valores mnimos a uma idade determinada. A dosagem chamada de

emprica (fundamentada em experincias anteriores ou na tradio, sem ter necessariamente

embasamento cientfico) inicialmente atendia aqueles objetivos, mas ela foi sendo substituda

gradualmente pelos mtodos de dosagem chamados de racionais ou experimentais,

baseados em regras e procedimentos prticos deduzidos de leis cientficas e fundamentados em

ensaios experimentais. O termo racional que se usa para designar os mtodos, parte do

entendimento que os conhecimentos aplicados na dosagem, baseados em princpios e/ou leis

deduzidas pelo mtodo cientfico, so estruturados logicamente de forma a estabelecer uma

seqncia de atividades que possibilitam atingir o objetivo de proporcionamento proposto.

Veroza (1986) prope como denominao mais correta a expresso dosagem tecnolgicano

sentido que ela se baseia em experincia, ensaios e conhecimentos cientficos.

Vasconcellos (1977) estabelece que um estudo de dosagem racional deve-se basear nos trs itens

fundamentais apresentados a seguir:

a) Fixao de medidas que assegurem, com uma margem de erro previamente fixada, aspropriedades do concreto aps seu endurecimento, satisfazendo suas especificaes dequalidade;

b) fixao de medidas que assegurem a trabalhabilidade indispensvel perfeita e fcilmoldagem das peas, garantindo a mxima homogeneidade do concreto, ao trmino dasoperaes;

c) fixao de medidas que permitam, sem prejuzo das anteriores, a maior economia, na

produo do concreto.


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O termo experimentalrefere-se necessidade de confirmar e aumentar, atravs de ensaios e

tentativas, o conhecimento sobre o concreto, cujas propores foram inicialmente determinadas,

seguindo as leis e os princpios considerados. No desenvolvimento de uma dosagem experimental

freqente a realizao de ensaios prvios de qualificao dos materiais que sero utilizados e

tambm o desenvolvimento de experincias de avaliao das diferentes alternativas de

proporcionamento, visando verificar o atendimento das exigncias de trabalhabilidade, resistncia

e durabilidade requeridas do concreto final a ser produzido.

Atualmente a aplicao de uma ou outra metodologia, emprica ou experimental depende da

responsabilidade da obra e/ou do volume de concreto a ser produzido. Como recomenda Recena

(1989), a adoo de um mtodo de dosagem emprica pode efetuar-se, com restries, quando se

tenha um bom conhecimento dos materiais que sero empregados e desde que o concreto obtido

seja submetido a verificaes preliminares de suas caractersticas e propriedades mecnicas, antes

de sua aplicao em obra. A norma NBR 12655 (ABNT, 1996a), item 6.4.1. exige a utilizao da

dosagem experimental para concretos de classe C 15 ou superior. No item 6.4.2 admite-se a

dosagem emprica para concreto da classe C 10, com consumo mnimo de cimento de 300 kg/m3.

Uriartt (1985) observa que laboratrios e grandes produtores de concreto locais dispem de

valores mdios confiveis, representativos das caractersticas mdias, dos materiais de emprego

freqente na regio e de correlaes entre a relao gua/cimento e as resistncias obtidas nas

diferentes idades. O conhecimento das prticas e equipamentos de concretagem empregados nas

obras possibilita prefixar, com relativa segurana, parmetros de dosagem tais como: percentagem

de gua em relao ao total de materiais secos da mistura e teor de argamassa. Obviamente

quando a natureza e o tipo de materiais usados na dosagem diferem grandemente daqueles de

comportamento conhecido surgem distores grosseiras nas caractersticas e propriedades

esperadas.

No sistema normativo nacional, a NBR 6118 (ABNT, 1980) - Projeto e Execuo de obras de

concreto armado - Procedimento -, no seu Captulo 8, refere-se brevemente s Metodologias de

dosagem dizendo que:

A dosagem experimental poder ser feita por qualquer mtodo baseado na correlaoentre as caractersticas de resistncia e durabilidade do concreto e a relaogua/cimento, levando-se em conta que a fixao da relao a/c decorrer:

a) da obteno de uma resistncia de dosagem fc aos 28 dias ou na idade prevista noplano da obra para que a resistncia seja atingida;

b) das peculiaridades da obra relativas durabilidade tais como: impermeabilidade,

resistncia ao desgaste, ao de lquidos e gases agressivos, a altas temperaturas evariaes bruscas de temperatura e umidade;

c) da preveno contra uma retrao exagerada.


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Considerando ento todos os fatores anteriormente citados, percebe-se a necessidade de

aprofundamento no estudo dos chamados mtodos de dosagem racional ou experimental, cujos

principais objetivos so apresentados a seguir atravs da viso de diversos estudiosos da rea.

Neville (1997) afirma que a dosagem experimental constitui-se apenas numa estimativa racional

da combinao tima entre os diversos componentes com base em relaes de dependncia

estabelecidas. Ele alerta que para obter uma mistura satisfatria no suficiente calcular ou

estimar as propores dos materiais disponveis, mas tambm, devem ser feitas misturas

experimentais em laboratrio para ajustar as propores entre os materiais de maneira a conseguir

as caractersticas procuradas. Tambm deve-se ter presente que uma mistura de laboratrio no

uma resposta definitiva ao problema do proporcionamento pois, em geral, as condies de

produo das misturas de concreto no laboratrio so sensivelmente diferentes das condies

existentes na obra. Algumas das diferenas, que podem ser relacionadas como exemplo, seriam:

a) os volumes produzidos em cada amassada experimental do laboratrio so menores que

os produzidos em cada amassada na obra;

b) no laboratrio, os equipamentos de produo so mais eficientes e os tempos de mistura

so normalmente maiores do que aqueles empregados em obra;

c) as condies ideais de temperatura, umidade relativa e velocidade do ar, existentes nolaboratrio, dificilmente sero encontradas no momento da produo do material em obra;

d) no laboratrio, quase sempre, se trabalha com agregados no estado seco.

Alm das diferenas anteriormente citadas, o trao, a ser efetivamente usado em obra deve ser

corrigido, para levar em conta efeitos diversos como, por exemplo, os provenientes do manuseio,

transporte, tempo de lanamento e cura do concreto. Uma diferena importante que deve ser

destacada aquela relativa quantidade de materiais finos, determinada na mistura de concreto

elaborada no laboratrio, e aquela quantidade de finos, requerida no concreto a ser efetivamenteusado na estrutura. A quantidade de argamassa, necessria no concreto procurado, depender

tambm da relao existente entre a rea superficial e o volume das frmas a serem preenchidas e

das perdas ocasionadas pelos equipamentos e processos de transporte e lanamento, empregados

na obra. De forma complementar, Giammusso (1989) refere-se a um terceiro estgio no processo

de dosagem, que consiste em observar o desempenho do concreto na obra e, se for o caso, fazer

novos ajustes pois a mistura vai como que pedindo as correes a serem feitas na sua prpria

linguagem. Cabe lembrar, nesta etapa, o carter essencialmente varivel dos materiaisconstituintes do concreto, em especial dos agregados que, pela alterao de suas caractersticas de


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forma, textura, granulometria e capacidade de reter umidade, podem ocasionar mudanas mais ou

menos significativas nas caractersticas do concreto fresco.

A abordagem sobre a questo da dosagem, recomendada por Raina (1988) e Day (1995), leva ao

reconhecimento de que:

a) no existe um concreto ideal para todos os propsitos e, portanto, devem definir-se quais as

propriedades e caractersticas exigveis ao material para que seja adequado a um fim especfico;

b) as propriedades exigveis ao concreto devero ser procuradas usando os materiais

economicamente disponveis em lugar de procurar agregados ideais e cimentos de difcil

obteno;

c) existir concorrncia baseada no preo, o que obrigar a procurar as propriedades exigidas aoconcreto, atravs de uma mistura econmica e de maneira que possam ser atendidas as condies

de trabalhabilidade requeridas, com os meios de produo e execuo disponveis na obra.

Por ltimo, e aps a anlise de alguns dos principais fatores e das mais importantes variveis

tcnicas, intervenientes no processo de dosagem, preciso destacar a importncia decisiva do

homem, em todas as etapas envolvidas. A importncia da qualidade da mo-de-obra, quanto a sua

formao profissional, e seu grau de responsabilidade e treinamento, foram destacados por diversos

autores como: Meseguer (1991), Silva (1994), Scardoelli et al. (1994), Foroni (1995), Souza et al.(1995), Boggio et al. (1994), entre outros. Em quase todo o campo da construo civil atual o fator

humano fica, com freqncia, relegado a um segundo plano, quando no completamente esquecido,

em favor de um tecnicismo exagerado e devido, muitas vezes, a uma falta de percepo do processo

produtivo como um todo. Pouco sentido teria o investimento na determinao cuidadosa de traos

de concreto desenvolvidos em laboratrio se no existisse pessoal treinado, capaz de produzir um

material com qualidade, atravs do controle das variveis envolvidas nos processos de mistura,

lanamento, adensamento e cura (HELENE, 1989; TERZIAN, 1990).

Deve-se destacar que os quatro componentes do fator humano citados por Meseguer (1991): a

formao, a informao, a comunicao e a motivao, influenciam grandemente na produtividade

e na qualidade de qualquer processo construtivo. Como afirma Arredondo (1969): nada se

conseguir aprimorando mais os mtodos de dosagem, enquanto no seja melhorado paralelamente

o controle. O controle do processo de produo ser tanto mais eficaz,quanto mais capacitados,

eficientes e motivados sejam os recursos humanos envolvidos. Isto significa que os resultados

obtidos, a partir dos mtodos de dosagem, estaro inevitavelmente influenciados por variveis efatores culturais, regionais e locais, que interviro no desenvolvimento global da produo.


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2.2 METODOLOGIA DE ESTUDO DA DOSAGEM

O estudo geral do problema da dosagem de concretos, e especialmente a abordagem de uma

anlise comparativa de mtodos, requer o estabelecimento ou a adoo de uma metodologia quefornea um marco de referncia objetivo que possibilite considerar, de forma abrangente, os

aspectos mais importantes dos processos e tcnicas de proporcionamento e permita analisar, de

maneira ordenada, todas as etapas envolvidas nos diferentes mtodos. Neste sentido, Helene

(1987) prope uma metodologia racional de trabalho, para tratar os problemas da dosagem de

concretos, que considera os seguintes aspectos e condies a serem atendidas.

2.2.1 Exigncias de projeto

a) Caractersticas mnimas de resistncia (atravs da relao a/c);

b) Caractersticas geomtricas das peas (atravs do teor de argamassa );

c) Resistividade eltrica;

d) Deformabilidade. (condicionada pelo volume da pasta);

e) Acabamento superficial (vinculado textura, trabalhabilidade e ao teor );

f) Espaamentos entre as armaduras e entre estas e as frmas (que condicionam,

basicamente, a dimenso mxima caracterstica da granulometria do agregado);

g) Possibilidade de manuteno visando durabilidade.

2.2.2 Condies de exposio e operao

a) Condies regionais: atmosfera rural, urbana, industrial, ou marinha.

b) Condies locais:

b.1). Localizao da pea estrutural: interna ou externa.

b.2) Tipo de proteo: peas revestidas e peas no revestidas.

b.3) Tipo de ambiente: agressivo ou no agressivo (agressividade da atmosfera, do

solo, ou de eventuais produtos em contato com a estrutura).

b.4) Tipo de solicitao e de operao dos elementos estruturais (presso e

velocidade da gua, abraso, insolao e resfriamento brusco, ocorrncia de

condensao, nvel de tenses).


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2.2.3 Tipo de agregado disponvel economicamente

Devem ser consideradas caractersticas tais como: tamanho mximo disponvel, forma, textura,

quantidade de p aderido e reatividade com os compostos hidratados da pasta de cimento.

2.2.4 Tcnicas de execuo

Condicionadas pelos equipamentos de produo, de transporte, de lanamento e de adensamento,

assim como de acabamento e cura. Priszkulnik (1977) salienta a importncia do grau de educao

tcnica da equipe encarregada da produo do concreto e alerta sobre a necessidade de levar em

considerao as caractersticas das frmas empregadas para a execuo do concreto assim como

os recursos e os equipamentos destinados s operaes de mistura, transporte, lanamento,adensamento, acabamento e cura do concreto.

Considerao especial dever ser dada s condies atmosfricas durante a produo do concreto,

particularmente no que se refere temperatura, umidade e velocidade do vento.

2.2.5 Custo mnimo

A primeira medida elementar, visando a reduo do custo do concreto, consiste na escolha dos

materiais tecnicamente aceitveis, dentre os economicamente disponveis. Em geral, para os concretos

de uso corrente, o menor custo est condicionado ao emprego de agregados grados de maior

dimenso possvel e a mnimos consumos de cimento. Estas regras bsicas, vlidas na maioria das

situaes, podem ter suas excees quando se trata de concretos de resistncias mais elevadas em que

a limitao da dimenso mxima caracterstica dos agregados pode ser tecnicamente interessante ou

quando condicionantes de disponibilidade regionais (por exemplo, em determinados Estados do norte

e nordeste do Brasil), levam necessidade de minimizar o consumo de agregados grados, de difcil

obteno, em detrimento de um maior consumo de cimento e de areia.

Recena (1990) observa que no se deve produzir concretos pensando somente em utilizar um

consumo mnimo e suficiente de cimento para obter-se a resistncia requerida, pois esta prtica

pode conduzir a um concreto pobre que, para ser trabalhado, exija um aumento do teor de finos do

agregado mido que, por sua vez, eleve a demanda de gua em relao quantidade total de

materiais secos, ocasionando um conseqente aumento da relao gua/cimento.

Day (1995) observa que o contedo de cimento no deve ser o nico critrio de custo, pois,

dependendo das condies locais, pode existir uma ampla diferena de preos entre o agregado


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mido e o agregado grado. A suposio de que difcil definir uma composio granulomtrica

ideal dos agregados midos e grados permite assumir que, dentro de uma faixa razoavelmente

ampla de propores relativas entre os agregados, podem ser obtidos concretos com propriedades

e caractersticas semelhantes. As propores relativas entre os agregados sero alteradas dentro da

referida faixa de acordo a consideraes econmicas.

Neville (1997) destaca que o custo do concreto depende fundamentalmente do controle, tanto em

superviso como em equipamentos de produo, pois quanto maior a variabilidade da resistncia

do concreto produzido, mais custar atingir a resistncia caracterstica mnima exigida pelo

projetista da estrutura. Ou seja, que o problema do custo do concreto tambm est fortemente

ligado ao controle da qualidade da produo1, que por sua vez tem um custo que deve ser

previamente avaliado. A deciso sobre o controle de qualidade a ser adotado dever partir de uma

soluo equilibrada que compatibilize os custos de produo e controle, com os volumes de

material a serem produzidos, e as exigncias especficas do tipo de obra.

Como considerao final, neste item de custo, deve ser lembrada a influncia da mo-de-obra e

dos equipamentos de transporte, lanamento e adensamento disponveis, na fixao da

trabalhabilidade mais adequada, para a produo do concreto na obra. O estabelecimento de

condies de trabalhabilidade arbitrrias, sem levar em conta estes fatores, pode levar a uma

elevao do consumo de mo-de-obra assim como a um aumento nos custos de aplicao do

material e manuteno dos equipamentos. Mais ainda, alerta-se para o fato de que se as

caractersticas do concreto no se apresentam adequadas s condies de colocao em obra pode

acontecer que as tentativas de efetuar correes ou ajustes, por parte do pessoal encarregado da

execuo, acarretem significativas alteraes do trao, que podem tornar-se grosseiras

adulteraes. Fatores de custo indiretos, decorrentes da m aplicao na estrutura de um concreto

incorretamente lanado e adensado devem tambm ser avaliados na hora da dosagem.

1O controle de qualidade do produto pode ser definido (HELENE; TERZIAN, 1992) como uma tcnica que,geralmente apoiada em recursos matemticos da estatstica, tenha por objetivo fornecer as informaesessenciais para a manuteno do produto numa qualidade especificada, ao mnimo custo possvel. O processo decontrole adotado deve garantir a constncia do padro de qualidade do produto preestabelecido no projeto,independentemente de que esse padro especificado tenha um nvel alto, mdio ou baixo.


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2.3 PROPRIEDADES E CARACTERSTICAS DO CONCRETO FRESCO,

A SEREM CONSIDERADAS NO PROCESSO DE DOSAGEMNas consideraes gerais sobre dosagem foi observada a necessidade de que as misturas de concreto,

obtidas atravs dos diversos mtodos de proporcionamento, satisfaam as exigncias de trabalhabilidade

requeridas nas etapas de transporte, lanamento e adensamento. Foi evidenciado, tambm, que a

trabalhabilidade est condicionada, entre outros fatores, ao tipo e s caractersticas das peas a serem

moldadas e ao tipo de equipamento e mo-de-obra envolvidos no processo de produo. Na realidade, o

termo trabalhabilidade tem um significado amplo pois exprime um conceito complexo e um tanto

subjetivo que abrange condicionantes e fatores externos ao material e um conjunto de caractersticas doconcreto fresco que no apresentam uma nica maneira de avaliao. Como destaca Mehta (1986), o

fato de que este conceito no possa ser completamente definido e apresente uma difcil avaliao

quantitativa, constitui uma das razes para considerar que o proporcionamento dos concretos, visando

obter uma trabalhabilidade desejvel, mais uma arte do que uma cincia.

Petrucci (1965) define o conceito de trabalhabilidadecomo a propriedade do concreto fresco que

identifica sua maior ou menor aptido para ser empregado com determinada finalidade, sem perda de

sua homogeneidade, nos processos de transporte e colocao. Petrucci (1965) preocupa-se com ascaractersticas de fluidez e consistncia, condicionadas aos tipos de equipamentos a serem utilizados

na execuo da estrutura e visando a obteno de uma massa de concreto compacta e uniforme.

A definio apresentada pela ASTM C 125 (AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND

MATERIALS, 1993) muito ampla e associa a trabalhabilidade (workability) propriedade que

determina o esforo necessrio para manipular uma quantidade de concreto recm misturado com

uma perda mnima de homogeneidade. No ACI 116R-90 (ACI, 1994b) se estabelece que a

trabalhabilidade a propriedade que determina a facilidade e a homogeneidade com que oconcreto fresco pode ser misturado, lanado, compactado e acabado.

No ACI 309R-87 (ACI, 1994c) apresenta-se a trabalhabilidade como funo das seguintes

propriedades reolgicas do concreto:

a) estabilidade ou coeso;

b) capacidade de compactao (facilidade para a remoo do ar);

c) consistncia.


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A coeso, por sua vez, pode ser entendida como a propriedade que garante a integridade da massa

do concreto de forma que ela se mantenha homognea e sem separar-se durante o transporte

(resistncia segregao e exsudao) (LEA; DESCH, 1956; MEHTA; MONTEIRO, 1994). A

coeso est ligada rea especfica dos slidos mais finos e, conseqentemente, pasta

intersticial. Portanto, quanto maior seja o teor de finos e a continuidade dos dimetros dos gros,

maior poder ser a coeso da mistura. (BUCHER, 1989; GIAMMUSSO, 1989) salienta que um

concreto ter um aspecto coeso se tiver um teor de argamassa suficiente para envolver os gros do

agregado grado e se a massa da mistura se mantiver sem desagregar. Quando se trata do

concreto, os fatores que mais favorecem a tendncia segregao so:

a) as diferenas de tamanho entre as partculas que compem a mistura do concreto;

b) as diferenas entre as massas especficas dos agregados midos e grados;

c) vibrao exagerada aplicada no processo de transporte e adensamento.

Sobral (1990) destaca que existem basicamente duas formas de segregao. Uma delas, que pode

acontecer em alguns tipos de misturas pobres e secas, consiste na tendncia separao dos gros

maiores pelo efeito da gravidade quando o concreto transportado por calhas ou quando ele

depositado nas frmas. Um concreto com insuficincia de argamassa pode-se apresentar sem

coeso e, portanto, facilmente segregvel, especialmente quando ele lanado de certa altura.Esta situao pode ocasionar um aumento do nmero de vazios e o aparecimento de ninhos de

concretagem. A outra forma de segregao, bastante comum em misturas muito plsticas com

excesso de gua, consiste na clara separao da pasta do restante do agregado. O aparecimento da

segregao pode ser controlado por uma distribuio granulomtrica adequada do agregado e

pelos cuidados nas operaes de transporte, lanamento e adensamento.

Aconsistncia a relativa mobilidade ou facilidade do concreto de fluir durante o lanamento

(ACI 211.1-91 (ACI, 1994a)). Neville (1997) a define como a resistncia momentnea doconcreto fresco mudana de forma, ou a aptido do concreto fresco de fluir. A consistncia

traduz propriedades intrnsecas da mistura de concreto fresco, relacionadas com a mobilidade da

massa e a coeso entre os elementos componentes, tendo em vista a uniformidade e a

compacidade do concreto e o bom rendimento da execuo (TORRES; ROSMAN, 1956). Alguns

autores usam o termo consistncia para traduzir o grau de umidade das misturas de concreto

(EQUIPE DE FURNAS, 1997; TARTUCE; GIOVANNETTI, 1990).

O principal parmetro que determina a consistncia do concreto fresco a relaogua/materiais secos H (%)(expressa em porcentagem da massa de gua em relao massa da


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mistura de cimento e agregados) (NEVILLE, 1997; SOBRAL, 1988). A relao H estar

condicionada pela forma e composio granulomtrica do agregado grado, pela superfcie

especfica do agregado mido, pelo tipo de cimento, pela quantidade de pasta contida na

argamassa, pela quantidade de argamassa em relao ao agregado grado, e pelo tempo de

amassamento da mistura. A consistncia do concreto depende da quantidade e da consistncia da

argamassa que por sua vez est condicionada pela consistncia e pela espessura da camada de

pasta que envolve os agregados (LEGRAND, 1975). Como a consistncia da pasta est

influenciada, entre outros fatores, pela quantidade de gua em relao quantidade de

aglomerante, fica evidenciada a influncia indireta da relao gua/cimento sobre a consistncia

da massa total do concreto. A consistncia da pasta afetada, tambm, pela quantidade de ar

incorporado ou aprisionado, pelas caractersticas do material cimentante (forma e finura daspartculas do cimento e das pozolanas) e pela incorporao de aditivos redutores de gua. Neste

aspecto, cabe salientar que o avano da tecnologia permite dispor de uma grande variedade de

aditivos (plastificantes, superplastificantes e incorporadores de ar, entre outros) que permitem

alterar a consistncia de concretos bem dosados e inclusive compensar algumas deficincias na

mobilidade de concretos mais pobres e secos (MALTZ, 1955; PREVIATO, 1986).

Para a determinao da consistncia pode usar-se o ensaio de abatimento do tronco de cone

(descrito na NBR NM 67 (ABNT, 1998a)), que um mtodo prtico, rpido e fcil de usar, tanto

em laboratrio como em obra. Este ensaio, quando aplicado no controle da produo de um

mesmo tipo de concreto, informa em termos relativos sobre a relao gua/materiais secos e

permite determinar, de maneira indireta, a variao da relao gua/cimento. Deve-se fazer a

observao fundamental que a comparao de valores do ensaio de abatimento s tem sentido

para concretos da mesma natureza, proporcionados com materiais de similares caractersticas e

procedncias. Partindo da suposio de que os concretos so produzidos com agregados de boa

distribuio granulomtrica e com um adequado consumo de cimento, que garantam um grau decoeso suficiente das misturas, o ensaio do tronco de cone permite avaliar, de forma simples e

quantitativa, a facilidade com que o material poder fluir durante o lanamento.

O ensaio de abatimento, apesar do seu largo emprego no controle tecnolgico do concreto como

um grosseiro e nico ndice de trabalhabilidade, (MEHTA; MONTEIRO, 1994) no adequado

para concretos muito fluidos e, tambm, no indicado para concretos muito secos e pobres em

agregados finos, pois a massa do material se desagrega ao ser erguida a frma (em lugar de se

abater) (TARTUCE; GIOVANNETTI, 1990). Hummel (1966) lembra que o ensaio do tronco de

cone, alm de ser usado para medir o abatimento, tambm deve ser aproveitado para avaliar a


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maneira como ele acontece, ou seja, deve se verificar se o espalhamento do concreto acontece sem

perda de coeso, com ou sem segregao do agregado grado. De forma complementar, podem

ser observadas manifestaes de exsudao na superfcie e na base do tronco de cone de concreto

formado.

O abatimento afetado principalmente pelos seguintes fatores (CANNON, 1987):

a) consistncia da pasta;

b) proporo entre pasta e agregado mido, que condiciona a fluidez da argamassa;

c) proporo entre o agregado grado e a argamassa.

Como ensaio alternativo, para a medio da consistncia, que apresenta possibilidades de

aplicao, tanto no laboratrio como no campo, tem-se o ensaio da Mesa de Espalhamento, ou

Mesa de Graf (descrito na NBR NM 68 (ABNT, 1998b) que pode ter o mesmo campo de

utilizao que o ensaio de abatimento (para concretos que apresentam consistncias plsticas ou

fludas), mas que pode ser adequado, tambm, para avaliar a consistncia de concretos pouco

plsticos, ricos e coesivos, com a vantagem relativa de ter, aparentemente, uma maior

independncia do operador (SOBRAL, 1988).

Outros ensaios que podem ser usados para medir a consistncia, e que se apresentam mais aptos

para a prtica laboratorial do que para sua aplicao em obra, so o ensaio de Fluidez (Flow Test,

descrito pela norma ASTM C-124-66) e o ensaio de Remoldagem (Remolding Test), proposto por

Powers (1932), ambos adequados para concretos de consistncias plsticas e fludas. A diferena

entre estes dois tipos de ensaios consiste em que o primeiro permite que o escorregamento do

concreto acontea sem limitaes sobre uma Mesa de Fluidez enquanto que o segundo avalia a

consistncia da mistura de concreto fresco forando a deformao e restringindo o

escorregamento atravs da mudana de forma entre recipientes padronizados. Para avaliar o

comportamento de concretos, de consistncia mais seca, foram desenvolvidos ensaios de

laboratrio mais aperfeioados como o ensaio de remoldagem de Powers modificado por Wuerpel

(usado por Petrucci como equipamento bsico para o desenvolvimento do mtodo do ITERS

[1965]) e o ensaio Vebe desenvolvido por V. Bhrner, na Sucia, e descrito na ACI 211.3-75 e na

norma BS 1881: Part 2: 1970. Estes ensaios dinmicos, que usam mesas vibratrias para efetuar a

remoldagem do concreto, apresentam-se mais adequados para avaliar o comportamento do

material que ser adensado em obra, com o emprego de equipamentos de vibrao.


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Na Figura 2 (PRIZSKULNIK, 1977) so correlacionados ndices de consistncia do concreto,

determinados a partir de diferentes equipamentos e sistemas de ensaio.

Figura 2:correlao entre ndices de consistncia de concreto, paradiferentes equipamentos e sistemas de ensaio

(fonte: PRIZSKULNIK, 1977)

Tartuce e Giovanetti (1990) observam que a trabalhabilidade no poderia ser considerada como

uma caracterstica inerente ao prprio concreto porque tambm est vinculada natureza da obra

e aos mtodos e aos equipamentos de execuo adotados, que devem apresentar bom rendimento,

na sua produo e utilizao. Portanto, um concreto, adequado para ser usado numa estrutura com

peas robustas e com pouca armadura, pode no ter a trabalhabilidade suficiente, para moldarpeas esbeltas e densamente armadas, que ficaro aparentes.

Adotando a classificao de Bauer (1988), em dois grandes grupos (intrnsecos e extrnsecos), e

incluindo as consideraes de Baslio (1977), podem ser listados alguns dos principais fatores que

incidem na trabalhabilidade dos concretos.

Intrnsecos:

a) proporo relativa entre os componentes da mistura: relao cimento/agregado e relao

gua/materiais secos;


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b) caracterstica do agregado: granulometria, porosidade, forma e textura superficial dos gros;

c) caractersticas do cimento: finura e composio qumica;

d) presena ou ausncia de aditivos plastificantes, superplastificantes e incorporadores de ar.

Extrnsecos:

a) tipos de equipamentos de mistura e seu estado de conservao;

b) critrios e fatores subjetivos de avaliao (dependentes com freqncia do encarregado da

produo), sobre a adequao do concreto para um determinado uso. Neste aspecto cabe

considerar: tamanho, forma e superfcie dos moldes, assim como quantidade e espaamento das

armaduras das peas a serem concretadas.

c) tempo decorrido desde a adio de gua mistura.

A Figura 3 (GIAMMUSSO, 1995) mostra alguns dos principais fatores que influem sobre a

trabalhabilidade dos concretos.

Figura 3: principais fatores que influem sobre a trabalhabilidade dos concretos(fonte: GIAMMUSO, 1995)

Dado que a trabalhabilidade uma propriedade fundamental do concreto fresco, a ser considerada

no processo de dosagem, Mehta e Monteiro (1994) do algumas orientaes, que podem ser levadas

em conta, a efeitos de compatibilizar as necessidades de uso e economia, com as exigncias de

resistncia e durabilidade a serem atendidas:


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a) a fluidez da mistura fresca de concreto no deve ser superior necessria para o lanamento,

adensamento e acabamento do material;

b) prefervel aumentar a coeso e a facilidade de acabamento do concreto atravs do aumento da

quantidade de areia em relao quantidade de agregado grado, em lugar de usar uma areia mais fina;

c) para a dosagem de concretos, que requeiram elevada fluidez na hora da concretagem, poder

optar-se pelo uso de aditivos redutores de gua, que evitem a incorporao de gua adicional (no

prevista no trao) no canteiro de obra.

A seguir so listados alguns dos itens, apresentados por

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