NP EN Ensaios do betão fresco

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1 MC2 28 Joana Sousa Coutinho 2003 NP EN Ensaios do betão fresco PASSADO PRESENTE e FUTURO Amostragem Ensaio de abaixamento Ensaio Vêbê Grau de compactabilidade Ensaio da mesa de espalhamento Massa volúmica Determinação do teor de ar NP 1383 NP 87 LNEC E 228 ISO 4111 NP 414 NP 1384 NP 1386 NP EN NP EN NP EN NP EN NP EN NP EN NP EN

2 MC2 29 Joana Sousa Coutinho MEDIÇÃO da TRABALHABILIDADE Ainda não foi possível descobrir um processo de medir a trabalhabilidade. É apenas possível medir algumas características com ela relacionadas, que se traduz, na prática pelos ensaios que se seguem: ENSAIOS DE ABAIXAMENTO NP EN ENSAIO VÊBÊ NP EN GRAU DE COMPACTABILIDADE NP EN ENSAIO DA MESA DE ESPALHAMENTO NP EN ENSAIO de ABAIXAMENTO (slump test) NP EN Fotos: N. Moreira

3 MC2 30 Joana Sousa Coutinho 2003 Princípio O betão fresco é compactado no interior de um molde com a forma tronco-cónica. Quando o cone é removido subindo-o, o abaixamento do betão estabelece a medida da sua consistência. Campo de aplicação Máxima dimensão do agregado 40mm. Abaixamentos entre 10mm e 200mm. Se num minuto após a desmoldagem, o abaixamento continuar a variar, este ensaio não é adequado à medição da consistência. Tempos de execução Executar toda a operação de desmoldagem em 5 a 10s, através de um movimento firme para cima sem transmitir movimentos laterais ou torsionais ao betão. Executar toda a operação, desde o início do enchimento até à remoção do molde, sem interrupção, durante 150s. Equipamento d H e H/3 H/3 H/3 D Molde (tronco-cónico): Cone de Abrams d = 100 2mm; D = 200 2mm; H = 300 2mm; e 1,5mm ; duas pegas perto do topo e elementos de fixação ou abas para colocar os pés junto da base. Varão de compactação: d= 16 ± 1mm; L = 600 ± 5mm Escala graduada de 0 a 300mm divisões =5mm, com o zero marcado na extremidade; Técnica 1. Toma-se uma amostra representativa da amassadura

4 MC2 31 Joana Sousa Coutinho Enchimento do molde em três camadas apiloadas com 25 pancadas e regularização superficial da 3ª camada. varão varão de compactação h 3. Levantamento do molde e medição da diferença h, que se arredonda aos 10mm. Abaixamento verdadeiro Abaixamento deformado O ensaio só é válido no caso de se verificar um abaixamento verdadeiro, no qual o betão permaneça substancialmente intacto e simétrico. Se o provete se deformar deve colher-se outra amostra e repetir o procedimento. Se em dois ensaios consecutivos se verificar deformação de uma porção de betão da massa do provete, o betão não apresenta a plasticidade e coesão adequadas a este ensaio. Imediatamente após remover o molde, medir e registar o abaixamento, determinando a diferença entre a altura do molde e o ponto mais alto do provete que abaixou. h

5 MC2 32 Joana Sousa Coutinho ENSAIO VÊBÊ NP EN É medida o tempo, em segundos, que demora o disco a descer livremente sobre a amostra de betão até ao momento em que o disco deixa de descer e já não há bolhas nem vazios sob o disco transparente.

6 MC2 33 Joana Sousa Coutinho 2003 Princípio O betão fresco é compactado dentro de um molde para ensaio de abaixamento. O molde é removido na vertical e um disco transparente é colocado em cima do betão e baixado cuidadosamente até entrar em contacto com o betão. Regista-se o abaixamento do betão. Liga-se a mesa vibratória e mede-se o tempo necessário para que a face inferior do disco transparente fique totalmente em contacto com a pasta de cimento. Campo de aplicação Máxima dimensão do agregado 63mm. Trabalhabilidade Vêbê 5s e 30s. Amostragem Obtida de acordo com a norma NP EN Tempos de execução Operação de desmoldagem do molde para ensaio de abaixamento 5 a 10s. Duração total do ensaio 5min. Relatório Registar tipo de abaixamento obtido: Abaixamento verdadeiro Abaixamento deformado Abaixamento colapsado Medição do abaixamento verdadeiro, com aproximação aos 10mmTempo Vêbê em

7 segundos MC2 34 Joana Sousa Coutinho GRAU DE COMPACTABILIDADE NP EN ± 2 mm s 400 ± 2 mm VIBRAÇÃO (mesa vibratória ou v. de agulha) h 2 h x 200 mm

8 MC2 35 Joana Sousa Coutinho 2003 Princípio O betão fresco é colocado num recipiente, com uma ajuda de uma colher, com precaução para evitar qualquer compactação. Quando o recipiente estiver cheio, a superfície superior é rasada ao nível do bordo superior do recipiente. O betão é compactado por vibração, sendo o grau de compactabilidade medido pela distância entre a superfície do betão compactado e o bordo superior do recipientecampo de aplicação Máxima dimensão do agregado 63mm. Grau de compactabilidade 1,04 e 1,46. Amostragem Obtida de acordo com a norma NP EN Relatório Determina-se o valor s (mm) correspondente à média dos 4 valores da distância entre a superfície do betão compactado e o bordo superior do recipiente. Grau de COMPACTABILIDADE h1 = = h 2 h h 1 1 s h 1 fi altura do recipiente (mm) h 2 fi altura do betão compactado (mm) s fivalor médio (mm) da distância entre a superfície do betão compactado e o bordo superior do recipiente. O resultado apresenta-se arredondado às centésimas. 2.4 ENSAIO DA MESA DE ESPALHAMENTO NP EN

9 MC2 36 Joana Sousa Coutinho 2003 Princípio Permite determinar a consistência do betão fresco através do espalhamento do betão numa mesa plana sujeita a pancadas. O betão é colocado no molde no centro da mesa em 2 camadas apiloadas (10 pancadas). É retirado o molde e levantada a placa superior através da pega todos os 2 a 5 s, 15 vezes. O diâmetro de espalhamento determina-se pela média de dois diâmetros medidos. Campo de aplicação Máxima dimensão do agregado 63mm.

10 MC2 37 Joana Sousa Coutinho 2004 Campo de aplicação Máxima dimensão do agregado 63mm. Valores de espalhamento /340mm e 600mm Não é aplicável a betão celular ou betão sem finos d 1 d 2 Espalhamento = (d 1 +d 2 ) / 2 É medido com a régua o diâmetro do bolo em 2 direcções paralelas aos lados da mesa com aproximação de 10 mm; é tirada a média e aproximada aos 10 mm. O valor obtido corresponde ao diâmetro de espalhamento. O resultado apresentase com aproximação aos 10mm. CLASSIFICAÇÃO DA CONSISTÊNCIA (ISO 4103) (Quadros 3,4,5 e 6 da NP EN 206-1) Quadro 4 - Classes de abaixamento Quadro 5 - Classes VÊBÊ Classe Abaixamento Classe Vêbê em segundos S1 10 a 40 V0 31 S2 50 a 90 V1 30 a 21 *S3 100 a 150 V2 20 a 11 S4 160 (160a 210) V3 10 a 5 S5 220 V4 4 O abaixamento medido deve ser arredondado para os 10 mm mais próximos Quadro 6 - Classes de compactação Quadro 7 - Classes de espalham to Classe Grau de compactabilidade Classe Diâmetro de espalhamento, mm CO 1,46 F1 340 C1 1,45 a 1,26 F2 350 a 410 C2 1,25 a 1,11 *F3 420 a 480 C3 1,10 a 1,04 F4 490 a 600 (a 550) NOTAS: F5 560 a 620 Classes recomendadas na NP EN F6 630 As diferentes classes de consistência dos Quadros 4 a 7 não são directamente relacionáveis. * Classes recomendadas na NP ENV 206 (5.6)

11 MC2 38 Joana Sousa Coutinho 2004 CLASSIFICAÇÃO DA CONSISTÊNCIA (CEB, 1978): CONSISTÊNCIA ABAIXAMENTO (cm) (slump) Vêbê Grau de compactabilidade TERRA HÚMIDA - > 5 > 1,25 PLÁSTICA 1 a 5 < 5 1,25 a 1,11 MOLE 5 a 16-1,10 a 1,04 (muito plástica) FLUÍDA / Classes de abaixamento CEB 1978 Sousa Coutinho, Vol 2, (ISO referido na NP ENV 206) pg. 29 ACI 211 S1 10 a 40 mm 1 a 5 cm plástica 0 a 4 cm plástica S2 50 a 90 mm mole 5 a 16 cm (m to plástica) 4 a 15 cm mole S3* 100 a 150 mm S4 160 mm 16 cm fluída > 15 cm fluída * recomendado na NP ENV 206 Designação das classes de abaixamento que se deve utilizar

12 MC2 34 MÉTODOS BASEADOS EM CURVAS DE REFERÊNCIA MÉTODO DE FAURY aperfeiçoado por SAMPAIO Este método tem em conta: 1.consistência do betão 2.forma do agregado 3.raio médio do molde e da malha (onde vai ser lançado o betão) 4.efeito de parede 1. Neste método as percentagens de materiais constituintes são consideradas em volumes e não em pesos, isto porque a compacidade é uma noção relacionada com volume (volume de vazios). Se se considerarem apenas os agregados, como as suas massas volúmicas são as mesmas (graníticos 2650 kg/m 3 ) é indiferente considerarem-se as % em volume ou % em peso. Mas se se considerar o cimento mais os agregados já terá de se considerar os volumes para calcular as %, isto é: c P C c + m = e NÃO = C C + M 2. As características do molde e da malha onde o betão vai ser lançado traduzem-se pela consideração do RAIO MÉDIO DO MOLDE - R (ver a seguir)

13 MC A curva de referência de FAURY (curva ideal ou também chamada curva teórica) corresponde à consideração do agregado mais o cimento (c + m) e é constituída por dois segmentos de recta. As ordenadas tem uma escala linear e as abcissas, que começam em.0065mm, tem uma escala proporcional à raiz quinta das dimensões das partículas (A. Sousa Coutinho;1988): 5 p proporcional d 5 isto é: p = K( d mm) segmento de recta < d < D/2 80Passados % segmento de recta D d D 2 < < p 20 Y D/ d = m m D/2 0 ABERTURA DA MALHA DOS PENEIROS Menor dimensão dos grãos de cimento 5 Y = A+ 17 D+ D/ 2 A - Trabalhabilidade B - Compactação R D B R 075. D D Dimensão máxima varia de 1 a + betão em massa indefinida ver quadros

14 Valores dos parâmetros A e B da curva de Faury Trabalhabilida meios de Valores de A Valores de B de * compactação que se podem empregar Natureza dos inertes Areia rolada Areia britada Inerte grosso rolado Inerte grosso britado Inerte grosso britado Terra húmida Vibração muito potente e possível compressão (préfabricação) Seca Vibração potente (pré-fabricação) 20 a a a 23 1 a 1,5 Plástica Vibração média 21 a a a 26 1,5 Mole Apiloamento Fluída Espalhamento e compactação pelo próprio peso * Para a definição da trabalhabilidade ver o quadro seguinte Classificação da trabalhabilidade e indicação dos meios de compactação correspondentes Trabalhabilidade Meios de compactação que se podem empregar Métodos de medição da trabalhabilidade Graus Vêbê Abaixamento do cone de Abrams, cm Terra húmida Vibração potente e compressão (pré-fabricação) > 30 - Seca Vibração potente (pré-fabricação) 30 a 10 - Plástica Vibração normal 10 a 2 0 a 4 Mole Apiloamento - 4 a 15 Fluída Espalhamento e compactação pelo próprio peso - > 15 Fonte: A. de Sousa Coutinho, FABRICO E PROPRIEDADES DO BETÃO; Vol.2; 1988

15 RAIO MÉDIO DO MOLDE R MC2 37 R = volume a encher de betão área total da parede e das armaduras em contacto com o betão Este volume não é de toda a peça mas apenas das PARTES MAIS ARMADAS (fundo das vigas, nós das armaduras etc.). Deve-se juntar a este volume o volume correspondente a D (diâmetro máximo do agregado): A B D E Neste caso: F R = volume do prisma ABEF de comp to unitário área das 3 faces AE, EF e FB de comp to unitário MENOS MAIS o volume das armaduras de comp to unitário área da superfície das armaduras de comp to unitário O efeito de PAREDE é caracterizado pela razão R D

16 MC2 38 Quanto MAIOR R D MAIOR a % agregado grosso no Betão De facto: betão a % de argamassa no betão. (a + G = 100%) G % de agregado grosso no betão. É necessário aumentar a; diminuir G diminuição de R (pois existem mais armaduras) D, dimensão máxima do agregado é limitada: Segundo FAURY D < 4 R R 3 D > 075. Isto é R D de 1 a + betão em massa indefinida

17 Segundo NP ENV 206 D < 1/4 da menor dimensão do elemento estrutural D < distância livre entre barras diminuído de 5 mm D < 1.3 vezes espessura de recobrimento MC (ARBITAR) DOSAGEM DE CIMENTO C kg/m 3 de betão C mínimo ver Quadros VII e VIII (E 378) C 32 se D 32 mm 2 C C D = 0.2 D 32 C aconselhado 20 ( f cx + 10) D 02. tensão característica fórmula empírica 5.(ARBITRAR) RAZÃO A/C A/C máximo ver Quadros VII e VIII (E 378) A = (C - 300) fórmula empírica l/m 3 betão kg/m 3 betão 6.(FIXAR) VOLUME DE VAZIOS V v VER 5.2 em NP ENV 206: Depois de compactado V V 3 % se D 16 mm V V 4 % se D < 16 mm sem incluir ar introduzido e poros do agregado (...)

18 7.DETERMINAR VOLUME TOTAL de AGREGADOS m com c + m + a + V V = 1 determinar m 8.DETERMINAR a PERCENTAGEM de CIMENTO c p c = c + m (volumes e não PESOS) 9.COMO PASSAR DA CURVA c + m (teórica ou ideal)para a curva m (teórica ou ideal)? MC mm 0,1 0, E Marcar p c na escala vertical c+m p c 0 Peneiro (A STM ) ¼ 3/8" D/2 3/4" D 1.1/2" 2" 3" 5 d 2. Prolongar c + m e determinar o ponto A mm 0,1 0, A Tirar // a c + m por p c e determinar o ponto B p c Peneiro 200 (ASTM ) B ¼ 3/8" D/2 3/4" D 1.1/2" 2" 3" 5 d 4. Unir B com A e determinar a intersecção com a vertical em D/2, isto é, o ponto C p c mm 0,1 0, Peneiro (ASTM ) 200 B ¼ 3/8" C D/2 3/4" D A 5 1.1/2" 2" 3" d 100 mm 0,1 0, E A Finalmente a curva ideal m será BCE C p c 0 Peneiro (ASTM ) 200 B ¼ 3/8" D/2 3/4" D 1.1/2" 2" 3" 5 d

19 41

20 MC AJUSTE DA GRANULOMETRIA DOS AGREGADOS À CURVA DE REFERÊNCIA(m ou CT) (determinação de uma curva real) Exemplo: 3 agregados A, B e C 100 mm 0,1 0, B m C A 10 0 Peneiro (ASTM ) ¼ 3/8" D/2 3/4" D 1.1/2" 2" 3" 5 d Para 3 agregados as incógnitas serão 3: p A ; p B ; p C percentagens em que os agregados A, B e C intervêm na mistura real, que deverá ser próxima da ideal (m). Para cada peneiro de abertura d i p A ya + pb yb + pc yc =... pa + pb + pc = 1 y CT uma destas equações pode ser substituída por P A η A + P B η B + P C η C = η CT

21 MC2 43 Existem tantas soluções (1 solução=(p A, p B, p C )= 1 curva real) quantos os diferentes conjuntos de pontos ( di, y CTi ) por onde se faz passar a curva real. DEVE-SE ESCOLHER (POR TENTATIVAS) A SOLUÇÃO CUJA CURVA REAL MAIS SE APROXIMA DA IDEAL. Na PRÁTICA uma boa solução é uma curva real que passa acima da ideal na zona dos finos e cujas áreas acima e abaixo, se compensem (η - módulo de finura da curva real igual a η da curva teórica dos agregados). Exemplo: Dados: curvas granulométricas dos 3 agregados (areia rolada e agregados grossos britados) cimento TIPO II, classe 32.5 massa volúmica dos agregados 2650Kg/m 3 massa volúmica do cimento 3150Kg/m 3 Pedido: Betão sujeito a um ambiente correspondente a uma classe de exposição EC 3, fora da zona costeira, meio não agressivo e temperaturas positivas. C25/30 PLÁSTICO utilizar para a compactação meios de VIBRAÇÃO de POTÊNCIA MÉDIA

22 MC2 44 COMO RESOLVER??? 1. Determinar D (mm) máxima dimensão do agregado 2. Arbitrar C (kg) dosagem de cimento C mínimo ver Quadros VII e VIII (E 378) 3.Arbitrar A\C A/C máximo ver Quadros VII e VIII (E 378) 4.Fixar A, B e R/D 5.Determinar Y D/2 C aconselhado 20 ( f ck + 10) C aconselhado = 5 D A = (C - 300) Y = A D + D/ 2 B R / D Fixar V V (volume de vazios). Por exemplo 0,010 m 3. 7.Determinar m (volume de agregados) com por ex. c= C/3150 a= A/ Determinar p c p c = c c + m c + m + a + V v = 1

23 MC2 45

24 MC COMPOSIÇÃO DE BETÕES - MÉTODO DE FAURY mm 0,1 0, A B C Peneiro (ASTM) /4" 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1.1/2" 2" 3" 5 d

25 MC2 47 RESOLUÇÃO: 1. D= 1 = 25.4mm 2. DOSAGEM DE CIMENTO C C D 2C = D kg 32 = 314 / m 3 C acons f ck 20(30+ 10) = 25.4 = kg/ > C mín imo Quadros VII, VIII E 378? Sim m 3 3. RAZÃO A\C A = ,2( ) = 189l / m A / C = 0.45 A/C < A/C máximo Quadros VII, VIII E378? Sim 4. A =24 B =1.5 R/D = Y D / 2 = = 62.5 ATENÇÃO, é em %! V v = 0, 010 m 3 7. c+ m+ a+ vv = 1m c = = m a de betão 189 = = m m = 1 m= m 3 8. p c = c = c + m = = 16. 6%

26 COMPOSIÇÃO DE BETÕES - MÉTODO DE FAURY mm 0,1 0, m D A C B Peneiro (ASTM) /4" 3/8 1/2" 3/4" 1" D/2 1.1/2" 2" 3" 5 d MC2 48

27 MÓDULOS DE FINURA η η A = η B = = 3.57 = 6.06 η C = = 7.7 η CT = = Curva teórica dos agregados MC2 49 UMA SOLUÇÃO: aconselhável usar esta equação η CT = η R p A η A + p B η B + p C η C = η CT p y + p y + p y = y A A B B C C M p A + p B + p C =1 Exemplo: p A p B p C 7.7 = 5.69 solução p A = 35% p A p B p C 0 = 0.28 p B = 34% p A + p B + p C =1 p C = 31% Peneiro nº8 equação que faça coincidir a curva real (mistura dos agregados) com a curva teórica, numa determinada abertura de peneiro.

28 COMPOSIÇÃO DE BETÕES - MÉTODO DE FAURY mm 0,1 0, m D/2 D A B C Peneiro (ASTM) /4" 3/8" 1/2 3/4" 1" 1.1/2" 2" 3" 5 d A B C CT MC2 50

29 MC2 51 DETERMINAÇÃO DA COMPOSIÇÃO C = 420 kg/m 3 A = 189 l/m 3 m= m 3 M = = M A =p A M= = kg M B =p B M= = kg M C =p C M= = kg Para 1m 3 betão: C = 420 kg A = 189 l/m 3 M A = kg M B = kg M C = kg

30 MC2 52 CÁLCULO DA ÁGUA DE AMASSADURA: 1. Por ESTIMATIVA A = (C-300) 2. Método de BOLOMEY baseado no MÓDULO de FINURA η A = (C+M) K η c+m C - dosagem de cimento M - massa de agregados K - parâmetro tabelado que depende consistência do betão tipo de agregado η c+m - Módulo finura da CURVA c+m Se se dispõe da curva m, calcula-se o módulo de finura de c+m: η c+m = η m (100 - p c ) 100

31 MC2 53 O processo 2 é mais rigoroso do que o primeiro pois entra em linha de conta com o tipo (rolado ou britado) de agregado, com a consistência do betão e granulometria dos agregados. Mas pode conduzir a um resultado incorrecto pois um mesmo valor de η pode corresponder a duas misturas diferentes: 3. Método RIGOROSO DE BOLOMEY 0.23 p i A = 0.23C + NM + a p< 0, 2mm M 3 i di di ( mm) Neste método a imprecisão reside em N. O método mais preciso é pela via experimental.

32 MC ACERTO DA DOSAGEM DE ÁGUA: O modo mais correcto é fabricar o betão com a água calculada e medir o abaixamento do cone de Abrams (slump). Se o valor de abaixamento for diferente do pretendido, corrige-se a dosagem de água por tentativas experimentais e recalcula-se a composição do betão. Uma variação de volume de água deve compensar com a variação (inversa) do volume de agregados para que c + m + a + V v = 1 a compensa com m NORMALIZAÇÃO em vigor: LNEC E372 - ÁGUA DE AMASSADURA PARA BETÃO Características e verificação da conformidade.

33 MC ESTRUTURA EM BETÃO EN... Normas dos produtos pré-fabricados de betão EN Eurocódigo 2 - Parte 1: Projecto de estruturas de betão Ultimo draft 12/03 EN (2000) Betão NP prevista em 7/04 ENV (2000) Execução de estruturas em betão NP prevista brevemente EN Ensaios do betão fresco NP EN a NP EN (2002) EN Ensaios do betão endurecido NP EN a NP EN (2003) EN 197 Cimento NP EN e NP EN (2001) EN 450 Cinzas volantes para betão NP EN 450 (pr EN e pren futuramente) EN 13791(DRAFT pren 13791, 1999) Avaliação da resistência do betão nas estruturas EN Ensaios do betão nas estruturas (NP EN e NP EN , 2003) EN (pren e pren , 2002) Sílica de fumo para betão EN Adjuvantes para betão NP EN (2002) EN Agregados para betão NP prevista em 7/04 EN (2002) Agregados leves EN 1008 (2002) Água de amassadura para betão EN Pigmentos Relações entre a EN e as normas para a concepção e para a execução, as normas dos materiais constituintes e as normas de ensaio

34 BETÃO ENDURECIDO MC RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO Resistência característica Valor da resistência abaixo do qual se espera que ocorra 5% da população de todos os possíveis resultados da resistência, relativos ao volume de betão em consideração 2. CLASSES DE RESISTÊNCIA DO BETÃO:NP EN C8/10 C55/67 C60/75 C70/85 C80/95 C90/105 C100/115 sem correspondência regulamentar v. característico minímo CLASSE ENV 206 CLASSE REBAP C 12/ B15 C16/ B20 C20/ B25 C B30 C B35 C B40 C 25/30 30/37 35/45 40/45 45/55 50/60 40/ B45 C B50 C B55 NP ENV 206 REBAP (RBLH até C Concrete Exemplo: C 30/37: Betão cuja resistência característica, isto é, em que o valor com probabilidade de ser ultrapassado em 95% dos casos é de 30 MPa em cilindros de 30cm de altura e 15cm de diâmetro ou de 37 MPa em cubos de 15cm de aresta, aos 28 dias de idade. Resistência característica mínima em cilindros f ck,cyl 30 (N/mm 2 ) Resistência característica mínima em cubos f ck,cube 37 (N/mm 2 )

35 3. ENDURECIMENTO: Endurecimento-EC2 β cc (t) =exp(s(1-(28/t) 1/2 ) MC βcc(t) 1 0,8 0,6 0,4 0, dias CEM 42,5 R CEM 52,5 N e R CEM 32,5 R CEM 42,5 N CEM 32,5 N Classe R Classe N Classe S 4. NORMALIZAÇÃO (NP EN 206-1): EN EN Ensaios de betão endurecido Ensaios de betão na estrutura Ensaios de betão endurecido NP EN (2003) NP EN (2003) NP EN (2003) NP EN (2003) NP EN (2003) NP EN (2003) NP EN (2003) NP EN (2003) Ensaios de betão endurecido Parte 1: Forma, dimensões e outros requisitos para o ensaio de provetes e para os moldes Ensaios de betão endurecido Parte 2: Execução e cura de provetes para ensaios de resistência mecânica Ensaios de betão endurecido Parte 3: Resistência á compressão dos provetes de ensaio Ensaios de betão endurecido Parte 4: características das máquinas de ensaio Ensaios de betão endurecido Parte 5: Resistência á flexão de provetes Ensaios de betão endurecido Parte 6: Resistência à tracção por compressão de provetes Ensaios de betão endurecido Parte 7. Massa volúmica do betão endurecido Ensaios de betão endurecido Parte 8: Profundidade de penetração de água sob pressão

36 MC NP EN (2003) NP EN (2003) EN * Ensaios de betão na estrutura Ensaios do betão nas estruturas Parte1: Carotes. Extracção, exame e ensaio á compressão Ensaios do betão nas estruturas Parte2: Ensaio não destrutivo. Determinação do índice esclerométrico. Ensaios do betão nas estruturas Parte3: Determinação da força de pull-out. EN * Ensaios do betão nas estruturas Parte4: Determinação da velocidade de propagação dos ultra sons. * ainda não estão em forma de norma definitiva Preparação dos Provetes NP EN (2003) Ensaios de betão endurecido Parte 1: Forma, dimensões e outros requisitos para o ensaio de provetes e para os moldes NP EN (2003) Ensaios de betão endurecido Parte 2: Execução e cura de provetes para ensaios de resistência mecânica NP EN (2003) Ensaios do betão nas estruturas Parte1: Carotes. Extracção, exame e ensaio á compressão NP EN Amostragem de betão fresco. Ensaios COMPRESSÃO NP EN (2003) Ensaios de betão endurecido Parte 3: Resistência á compressão dos provetes de ensaio NP EN (2003) Ensaios do betão nas estruturas Parte1: Carotes. Extracção, exame e ensaio á compressão FLEXÃO NP EN (2003) Ensaios de betão endurecido Parte 5: Resistência á flexão de provetes TRACÇÃO (por compressão) NP EN (2003) Ensaios de betão endurecido Parte 6: Resistência à tracção por compressão de provetes

37 Preparação dos Provetes NP EN (2003) Ensaios de betão endurecido MC NP EN Parte 1: Forma, dimensões e outros requisitos para o ensaio de provetes e para os moldes 59 Cubos Especifica a forma, dimensões e tolerâncias o dos provetes moldados em betão (cubos, cilindros e prismas) o dos moldes d 3,5 D d d mm Cilindros d 2d d mm d Prismas d L d mm d

38 NP EN (2003) Ensaios de betão endurecido Parte 2: Execução e cura de provetes para ensaios de resistência mecânica Amostra de acordo com NP EN Moldes cobertos com filme de produto descofrante Enchimento com camadas não superior a 100mm, compactando cada camada com um dos métodos seguintes: Nivelamento da superfície Marcação do provete Provete no molde: Pelo menos 16 h, mas não mais de 3 dias, à temperatura de 20 o C ± 5 o C (ou a 25 o C±5 o C em climas quentes). Remoção do molde e CURA MC NP EN Especifica métodos de executar e curar provetes para ensaios de resistência mecânica. Inclui preparação e enchimento dos moldes, compactação do betão, nivelamento da superfície, cura e transporte dos provetes Amostra representativa 1. Varão de compactação 2. Mesa vibratória 3. Vibrador de agulha: Ø da agulha 1/4 da menor dimensão do molde. 4. Barra de compactação de secção quadrada (25x25) mm

39 CURA: 20 ± 2ºC MC ± 2ºC H 95% Ensaios COMPRESSÃONP EN (2003) ;NP EN (2003) FLEXÃONP EN (2003) TRACÇÃO (por compressão)np EN (2003) Ensaios COMPRESSÃO NP EN NP EN (2003) Ensaios de betão endurecido Parte 3: Resistência á compressão dos provetes de ensaio Ensaios em máquina conforme com NP EN Ensaios de betão endurecido. Parte 4: Resistência à compressão. Características das máquinas de ensaio. Cubo, cilindro ou carote de acordo com NP EN (amostra representativa) (NP EN forma, dimensões dos provetes)* Se a dimensão fora das tolerâncias, ensaiar segundo Anexo B NP EN (execução e cura dos provetes) Ou NP EN (extracção e ensaio de carotes)

40 MC Procedimento NP EN (compressão) Carga aplicada perpendicularmente à direcção de moldagem Centrar o provete Velocidade constante de aplicação de carga de 0,2 a 1,0 MPa/s Registar a carga máxima aplicada F (N) Verficar se a rotura é satisfatória Rotura satisfatória de provetes Tipo de rotura insatisfatória de provetes

41 MC Resistência à compressão f c (MPa) NP EN (compressão) f c = F A Aproximação aos 0,5 MPa Carga máxima à rotura, em N Área da secção transversal, calculada com base na dimensão designada do provete (ver NP EN ) ou a partir de medições no provete de acordo com o anexo B, em mm 2 Anexo A Preparação dos provetes Para reduzir a dimensão do provete: rectificar ou cortar Faces de compressão preparadas por rectificação ou capeamento Restrições aos métodos de preparação Método Restrição baseada na resistência medida (antecipada) rectificação ilimitada Argamassa de cimento com Acima de aproximadamente 50 MPa aluminato de cálcio Mistura de enxofre Acima de aproximadamente 50 MPa Caixa de areia ilimitada Anexo B Procedimento para ensaiar provetes com dimensões fora das tolerâncias das dimensões designadas da EN Ensaios COMPRESSÃONP EN (2003) ; NP EN (2003) FLEXÃO NP EN (2003) TRACÇÃO (por compressão)np EN (2003)

42 Ensaios COMPRESSÃO MC NP EN NP EN (2003) Ensaios do betão nas estruturas Parte1: Carotes. Extracção, exame e ensaio á compressão 64 Carotes extraídas com caroteadora Examinadas cuidadosamente Preparadas por desgaste ou capeamento Ensaiadas à compressão Se ø carote < 3 D máximo do agregado analisar cuidadosamente os resultados Relações comprimento/diâmetro preferenciais: =2 se resultado for para comparar com resitência do cilindro =1 se resultado for para comparar com resitência do cubo Ensaios COMPRESSÃONP EN (2003) ; NP EN (2003) FLEXÃO NP EN (2003) TRACÇÃO (por compressão)np EN (2003) Ensaios FLEXÃO NP EN (2003) Ensaios de betão endurecido. Parte 5: Resistência á flexão de provetes Os provetes prismáticos são submetidos a um momento flector por aplicação de uma carga através de roletes colocados superior e inferiormente e regista-se a carga máxima aplicada calculando-se a resistência à flexão. Ensaio em máquina conforme com NP EN NP EN

43 MC NP EN (flexão) Aplicação da força. O dispositivo de aplicação das cargas deve consistir em: o Dois roletes de apoio o Dois roletes superiores sustentados por uma estrutura articulada que distribui a carga aplicada entre os dois o O vão (l) deve ser igual a 3d (d é a largura do provete) Provetes de ensaio: Prismas conformes com NP EN Os moldados devem estar conformes com NP EN e NP EN Os cortados de acordo com a NP EN também podem ser ensaiados. Remover excesso de humidade quando conservados em água Centrar convenientemente o provete na máquina Não aplicar a carga até todos os roletes estarem em contacto efectivo com o provete Selecionar velocidade constante de aplicação da tensão (S) de 0,04 a 0,06 MPa/s. A velocidade de aplicação da carga requerida R (N/s) é dada por: 2 S d1 d 2 R = l F d 1 e d 2 dimensões laterais do provete em mm (largura e altura) l espaçamento dos roletes inferiores l F/2 F/2 l/3 l/3 l/3 Registar a carga máxima F Relatar eventual rotura no vão exterior aos roletes de aplicação da carga

44 MC Resistência à flexão f cf Carga máxima à rotura, em N NP EN (flexão) l espaç to dos roletes inferiores mm F l f cf = 2 d 1 d 2 Aproximação aos 0,1 MPa d 1 e d 2 dimensões laterais do provete em mm (largura e altura) MÉTODO ALTERNATIVO f cf(3 pontos) NP EN (flexão) Aplicação da carga num ponto central Fornece resultados mais elevados ( ±13%) que o método de aplicação da carga em dois pontos. O mesmo procedimento que no método de aplicação da carga em dois pontos excepto: A velocidade de aplicação da carga requerida R (N/s) é dada por: 2 2 d1 d2 S R = 3 l d 1 e d 2 dimensões laterais do provete em mm(largura e altura) l espaçamento dos roletes inferiores S velocodade de aplicação da tensão em MPa/s que deve ser entre 0,04 e 0,06 MPa/s

45 MC Resistência à flexão f cf(3 pontos) NP EN (flexão) Carga máxima à rotura, em N l espaç to dos roletes inferiores mm Aproximação aos 0,1 MPa f 3 F l = cf 2 d d d 1 e d 2 dimensões laterais do provete em mm (largura e altura) Ensaios COMPRESSÃONP EN (2003) ; NP EN (2003) FLEXÃO NP EN (2003) TRACÇÃO (por compressão)np EN (2003) Ensaios NP EN (tracção) TRACÇÃO NP EN (2003) Ensaios de betão endurecido. Parte 5: Resistência à tracção por compressão de provetes Determina-se a resistência à tracção por compressão de cilindros e o anexo A apresenta um método aplicável a provetes cúbicos ou prismáticos mas os cubos dão uma resistência cerca de 10% mais alta do que os cilindros e os cubos de 150mm dão valores mais baixos do que os cubos de 100mm. Príncipio: Submete-se um provete cílindrico a uma força de compressão aplicada numa zona estreita ao longo do seu comprimento. As tensões ortogonais resultantes provocam a rotura do provete por tracção. (Método de referência)

46 Posicionador (opcional) NP EN (tracção) MC As faixas de aglomerado 2 devem ser: conformes com a NP EN 316 (Aglomerados de fibras de madeira. Definição, classificação e símbolos) largura 10 ± 1 mm espessura 4 ± 1 mm comprimento superior ao comprimento da linha de contacto do provete utilizadas só uma vez Selecionar velocidade constante de aplicação da tensão (S) de 0,04 a 0,06 MPa/s. A velocidade de aplicação da carga requerida R (N/s) é dada por: S π R = 2 L d L comprimento do provete em mm d dimensão designada do provete Registar a carga máxima F Resistência à tracção por compressão f ct (MPa) F Carga máxima à rotura, em N f 2 F = ct π L d Aproximação aos 0,05 MPa d dimensão da secção transversal designada em mm L comprimento da linha de contacto do provete em mm

47 ANEXO A NP EN (tracção) MC Apresenta um método aplicável a provetes cúbicos ou prismáticos mas os cubos dão uma resistência cerca de 10% mais alta do que os cilindros e os cubos de 150mm dão valores mais baixos do que os cubos de 100mm. 1 Peça em arco para aplicação da carga 2 Faixas de aglomerado 3 Segmento passível de rectificação CONSIDERAÇÕES FINAIS Tracção Ensaio de tracção uniaxial (ensaio de investigação): F f ct = F max A

48 Atenção à nomenclatura! Segundo EUROCÓDIGO 2: Tracção f ctm valor médio da resistência à tracção axial do betão MC f ctk valor característico da resistência à tracção (axial) do betão splitting f ct resistência à tracção axial do betão (em cilindros). f ct,sp resistência à tracção do betão, obtida por compressão f ct,fl resistência à tracção do betão, obtida por flexão. MAS para efeito de projecto (estimativa): f ct,sp = 1/0,9 f ct f ct = 0,9 f ct,sp f ct,fl < 1,6 f ct (depende da profundidade do elemento) 70 Resistência (média ou característica) à flexão f (f ctm,fl ou f ctk,fl ) 1,8 ctm ou f ctk 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, h- profundidade total do elemento (mm) Atenção, por ex.: f ct, sp valor da resistência à tracção por compressão, no EC2 mas na NP EN designa-se por f ct f ct,fl valor da resistência à tracção do betão, obtida por flexão, no EC2 mas na NP EN designa-se por f cf. Considerando a nomenclatura do EC2 (pren : 2003): f ct < f ct,sp < f ct,fl(4 pontos) (ou MOR) < f ct,fl (3 pontos) Tracção axial E na ausência de dados mais precisos: (EC2 para C50/60 e REBAP) Para C50/60 f ctm = 0.3 f ck 2/3 f ctk;0,05 = 0.7 f ctm (percentil 5%) f ctk;0,95 = 1.3 f ctm (percentil 95%) Valor característico da resistência à compressão do betão, aos 28 dias Valor característico da resistência à tracção do betão (5% e 95%) Valor médio da resistência à tracção do betão

49 MC Isto é em termos de projecto e como primeira aproximação: A partir da resistencia á compressão f ck estima-se a resistencia média à tracção f ctm e a partir desta a resistência característica à tracção. compressão Atenção à nomenclatura! Segundo EUROCÓDIGO 2: f cm valor médio da resistência à compressão do betão em cilindros (em cubos será f cm, cube ) f ck valor característico da resistência à compressão do betão em cilindros Valores de cálculo: f cm = f ck + 8 (MPa) (Tabela 3.1 EC2) Endurecimento - EC2 (compressão - valores estimados) f cm (t)= f ck (t) + 8 (MPa) 3<t<28 f cm (t) = β cc (t) f cm βcc(t) Endurecimento-EC2 βcc(t) =exp(s(1-(28/t) 1/2 ) 1 0,8 0,6 0,4 0, dias CEM 42,5 R CEM 52,5 N e R CEM 32,5 R CEM 42,5 N CEM 32,5 N com β cc ( t) = exp s 1 28 t 1/ 2 Ver gráfico MC f cm (t) valor médio da resistência à compressão à idade t dias f cm valor médio da resistência à compressão aos 28 dias (de acordo com a tabela 3.1 EC2) β cc (t) coeficiente que depende da idade t (dias) s coeficiente que depende da classe do cimento: 0,2 para CEM 42,5 R; CEM 52,5 N; CEM 52,5 R (Classe R) 0,35 para CEM 32,5 R; CEM 42,5 N (Classe N) 0,38 para CEM 32,5 N (Classe S) NOTA: continua em (ex) MC2 64

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55 CONTROLE DE CONFORMIDADE MC2 69 Controlo de Conformidade para: ORGANISMO DE CERTIFICAÇÃO Centrais de Betão Pronto verificado por Fábricas de Pré-fabricação ou Estaleiros DONO DA OBRA Plano de Amostragem e Critério de Conformidade para a RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO: Volume do betão deve ser dividido em LOTES. O volume de cada lote deve ser fabricado em condições consideradas uniformes. A dimensão de um LOTE deve ser: o betão fornecido para cada andar de um edifício em grupo de vigas/lajes ou colunas/paredes de um andar de um edifício ou partes comparáveis de outras estruturas. 450 m 3 o mínimo dos volumes produção de uma semana de betonagem Plano de Amostragem e Critério de Conformidade a adoptar Na OBRA no caso de se usar betão fabricado no LOCAL: CRITÉRIO 1. Para cada LOTE nº de amostras n 6, colhidas separadamente. CRITÉRIO 2. Se classe C20/25 e lotes < 150m 3, podem-se tomar n=3 amostras. Há CONFORMIDADE se os resultados dos ensaios satisfizerem o CRITÉRIO 1 no caso de n 6 ou o CRITÉRIO 2 no caso de 3 amostras. Quadro 19 (NP ENV 206) CRITÉRIO 1: n 6 com valores x 1,x 2,x 3,,x n em que x i resistência de 1 provete ou média das resistências de 2 ou + provetes da mesma amostra. n λ k Hà CONFORMIDADE se: x x n fck + λ f sk n min ck Em que: x n s n x min f ck resistência média das amostras desvio padrão menor valor resistência característica CRITÉRIO 2: n = 3 com valores x 1,x 2 e x 3,,x n. x i resistência de 1 provete ou média das resistências de 2 ou provetes da mesma amostra Hà CONFORMIDADE se: x x f ck 5 min fck Em que: x 3 resistência média das amostras