ANÁLISE DO DIAGRAMA DE DOSAGEM DE CONCRETO OBTIDO ATRAVÉS DOS CORPOS-DE-PROVA MOLDADOS EM OBRA

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1 ANÁLISE DO DIAGRAMA DE DOSAGEM DE CONCRETO OBTIDO ATRAVÉS DOS CORPOS-DE-PROVA MOLDADOS EM OBRA Luana Borges Freitas 1,4 ; Sueli Martins de Freitas Alves, Paulo Francinete Silva Júnior, 1 Bolsista PBIC/UEG Pesquisadora - Orientadora Pesquisador - Co-orientador 4 Acadêmica do Curso de Engenharia Civil, Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas, UEG Curso de Engenharia Civil, Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas, UEG RESUMO A dosagem de concreto pode ser entendida como sendo o proporcionamento adequado dos materiais constituintes cimento, agregado miúdo, agregado graúdo, água e eventualmente aditivos. A resistência à compressão do concreto é influenciada por alguns fatores como: heterogeneidade dos materiais, transporte, lançamento, adensamento e cura. Algumas correlações entre parâmetros do concreto são utilizadas para formar o diagrama de dosagem que é baseado em três leis comportamentais: lei de Abrams, lei de Lyse e lei de Molinari. Com base neste diagrama observou-se se os dados obtidos através de corpos-de-prova moldados em obra para análise da resistência à compressão seguem o que é estabelecido pelo diagrama e as leis que o compõem. Palavras-Chave: concreto; resistência à compressão; diagrama de dosagem Introdução A heterogeneidade dos materiais que compõem os concretos e a complexidade do seu comportamento seja no estado fresco ou mesmo endurecido, representam sempre um desafio aos técnicos responsáveis pela fabricação e emprego dos concretos. Vários são os fatores que intervêm na resistência à compressão do concreto da estrutura; desde a heterogeneidade dos materiais, representada pelos agregados, o cimento, a água e eventualmente os aditivos, até seu transporte, lançamento, adensamento e cura. Sendo o concreto obtido da mistura de cimento, agregados miúdos e graúdos, água e eventualmente aditivos, é razoável considerar o comportamento do concreto como dependente dessa composição e das características e naturezas de todo os seus materiais constituintes, apesar do predomínio evidente de alguns fatores, como a relação água/cimento que segundo a Lei de Abrams varia inversamente a

2 Luana Borges Freitas; Sueli Martins de Freitas Alves; Paulo Francinete Silva Júnior resistência aos esforços mecânicos no concreto endurecido (Helene & Terzian, 199). O formato dos grãos agregados graúdos e/ou miúdos, tem influência direta na trabalhabilidade e, consequentemente, na resistência à compressão do concreto. A resistência à compressão do concreto é um parâmetro do projeto estrutural e é indispensável que ela seja comprovada, de modo a se poder avaliar a segurança estrutural como afirmam Helene & Terzian (199). A NBR 11/0 estabelece o conceito de resistência característica (f ck ), que incorpora técnicas de estatística ao dimensionamento e ao controle da qualidade do concreto. Segundo Bonavetti & Irassar (1994), resultados de ensaios experimentais demonstraram que a demanda de água cresce com a proporção dos finos, devido ao aumento da área de superfície a ser umedecida, acarretando uma redução na trabalhabilidade. A idéia generalizada de que todo mestre ou pedreiro experiente sabe fazer concreto não motiva a um estudo mais aprofundado no assunto, fazendo com que famosas tabelas de traços de concreto, sejam uma solução mais rápida, porém deixam de lado a grande diversidade de materiais existentes em nosso país. O concreto é mais econômico quanto maior a dimensão máxima característica do agregado graúdo e menor o abatimento do tronco de cone - consistência mais seca (Helene & Terzian, 199). Monteiro et al. (199), apresentam os fundamentos da utilização do diagrama de dosagem de concreto, destacando a necessidade de fixação da trabalhabilidade ou de relação para que se possam comparar diversas misturas. Os conceitos básicos são três estabelecidos para o diagrama de dosagem: lei de Abrams para o concreto endurecido, a lei de Lyse para concreto fresco e a lei de Molinari para o consumo de cimento (Rezende & Djanikian, 199). Estas leis também são conhecidas como leis comportamentais do concreto: a. Lei de Abrams Dentro do campo dos concretos plásticos, a resistência aos esforços mecânicos, bem como as demais propriedades do concreto endurecido variam na relação inversa da relação água/cimento. b. Lei de Lyse Dentro de certos limites é possível considerar a massa de água por unidade de volume de concreto como a principal determinante da consistência do concreto fresco, qualquer que seja a proporção dos demais materiais da mistura. Essa verdade se verifica sempre que sejam mantidos materiais de mesma natureza, com grãos de mesma forma, textura e dimensão característica.

3 Análise do diagrama de dosagem de concreto obtido através dos corpos-de-prova moldados em obra c. Lei de Molinari "O consumo de cimento por m de concreto varia na relação inversa com a relação agregado-cimento (m). O presente trabalho procura analisar o diagrama de dosagem de concreto formado através de ensaios realizados com corpos-de-prova obtidos em obras. Materiais e Métodos 1. Fonte de Dados O banco de dados utilizado neste trabalho é originário de anotações realizadas no Laboratório Carlos Campos Ltda. em um período de 19 a 199. São resultados de estudos de dosagens realizados por solicitação de construtoras com o objetivo de se obter a mistura mais econômica para atender as propriedades do concreto no estado fresco (trabalhabilidade) e no estado endurecido (resistência à compressão).. Transcrição dos Dados Cinco cadernos-livros originaram o banco de dados, com estudos de dosagem de concreto, formando uma matriz composta por linhas e colunas. Estes cadernos-livros apresentam como dados: tipo de cimento, materiais utilizados, traço em peso, consumo de cimento por metro cúbico, slump (abatimento), porcentagem de areia, relação de agregado-cimento, data de moldagem dos corpos-de-prova, idade, carga máxima e tensão de ruptura.. Análise de Dados No processo de análise estatística procedeu-se à análise de regressão. A análise de regressão tem muitas aplicações, uma delas é estimar parâmetros, representando o relacionamento entre variáveis de interesse (Werkema & Aguiar, 199). Por meio de gráficos de dispersão procurou-se relacionar o consumo de cimento com relação agregado/cimento, relação água/cimento com resistência à compressão e relação agregado/cimento com relação água/cimento, verificando as leis comportamentais do concreto: Abrams, Lyse e Molinari. Resultados e Discussão Segundo Helene & Terzian (199), as correlações que dão origem ao diagrama de

4 Luana Borges Freitas; Sueli Martins de Freitas Alves; Paulo Francinete Silva Júnior 4 dosagem, são válidas somente para o mesmo tipo e classe de cimento. Neste trabalho o banco de dados é formado por trinta e seis tipos de cimento com algumas marcas coincidentes assim como tipo e classe. A partir dos dados dos cadernos-livros originários do Laboratório Carlos Campos Ltda., selecionou-se duas marcas de cimento com mesmo tipo e classe para comparação e análise da correlação dos parâmetros que formam o diagrama de dosagem, neste caso, obtido por meio de dados coletados em obras. RESISTÊNCIA DIAS 1-1,1x y =,91e R = 0,9 1 0,4 0, 0, 0, 0, 0,9 1,0 RESISTÊNCIA DIAS ,01x y = 9,91e R = 0, 0,0 0,40 0,0 0,0 0,0 0,0 0,90 RELAÇÃO A/C - GOIÁS CP- (a) RELAÇÃO A/C - TOCANTINS CP- (b) Figura 1. Distribuição da relação água-cimento em função da resistência - Lei de Abrams, (a) cimento Goiás CP-, (b) cimento Tocantins CP-. Ao analisar os gráficos de dispersão (Figura 1) verifica-se que os dados ao serem analisados por tipo e classe apresentam um coeficiente de determinação (R²) representativo, aproximadamente 0% e pode ser interpretado como a proporção da variabilidade presente nas observações da variável resposta y (resistência aos dias), que é explicada pela variável regressora x (relação água-cimento) no modelo de regressão (Werkema & Aguiar, 199). y =,119x + 4,9 4 R = 0,14 0,4 0, 0, 0, 0, 0,9 1,0 RELAÇÃO A/C - GOIÁS CP- (a) 4 y =,09x +,44 R = 0,194 0,0 0,40 0,0 0,0 0,0 0,0 0,90 Figura. Distribuição da relação água-cimento em função da relação agregado-cimento - Lei de Lyse, (a) cimento Goiás CP-, (b) cimento Tocantins CP-. RELAÇÃO A/C - TOCANTINS CP- (b)

5 Análise do diagrama de dosagem de concreto obtido através dos corpos-de-prova moldados em obra Quanto à lei de Lyse, observada na Figura, a dispersão apresenta-se maior, e a linha de tendência apresenta um coeficiente de determinação (R²) menor que 0%. A grande dispersão observada na Figura pode ser explicada pela variação do tipo litológico dos agregados usados nos diversos estudos de dosagem. Provavelmente, essa dispersão seria menor se observássemos a correlação agregado-cimento com a relação água/cimento em concretos produzidos com os mesmos agregados. Na Figura verifica-se que o modelo de regressão explica aproximadamente 0% e % da variação da relação agregado/cimento em função do consumo de cimento Goiás e Tocantins, respectivamente. Verifica-se uma relação inversa entre as variáveis, conforme estabelecida pela lei de Molinari. -0,00x -0,00x 4 y = 1,94e 4 y = 14,e R = 0, R = 0, CONSUMO DE CIMENTO - GOIÁS CP- (a) CONSUMO DE CIMENTO - TOCANTINS CP- (b) Figura. Distribuição do consumo de cimento em função da relação agregado-cimento - Lei de Molinari, (a) cimento Goiás CP-, (b) cimento Tocantins CP-. Conclusão 1. Os resultados de resistência à compressão confirmam a relação exponencial entre a relação água/cimento e a resistência à compressão (Lei de Abrams);. Grande dispersão observada na correlação entre relação água/cimento e relação agregado/cimento (Lei de Lyse). Provavelmente essa grande dispersão se dá devido a variabilidade do tipo litológico dos agregados usados nos diversos estudos de dosagem;. A relação agregado/cimento e consumo de cimento possuem uma relação inversa, à medida que um aumenta o outro diminui (Lei de Molinari); 4. Através do diagrama podem-se obter traços com mesma trabalhabilidade tendo em vista a prefixação dos parâmetros.

6 Luana Borges Freitas; Sueli Martins de Freitas Alves; Paulo Francinete Silva Júnior Referências Bibliográficas Associação Brasileira de Normas Técnicas. Projeto de estruturas de concreto Procedimento, NBR 11. Rio de Janeiro, ABNT, 00, 10p. Bonavetti, V.L.; Irassar, E.F. The effect of stone dust content in sand. Cement and Concrete Research, Jan Helene, P.; Terzian, P. Manual de dosagem e controle do concreto. Ed. Pini; Brasília, DF: SENAI, 199. Monteiro, F.J.M.; Helene, P. R.L.; Kang, S.H. Designing concrete mixtures for strength elastic modulus and fracture energy. Oct Rezende, L.S.R.; Djanikian, J. G. Resistência ao cisalhamento do concreto fresco por compressão triaxial. São Paulo: EPUSP, p. (Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP, Departamento da Engenharia de Construção Civil, BT/PCC/1). Werkema, C.C.; Aguiar, S. Análise de regressão: como entender o relacionamento entre as variáveis de um processo. Belo Horizonte, MG: Fundação Christiano Ottoni, Escola de Engenharia da UFMG, 199.

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