Avaliação do concreto de peças estruturais pequenas pelo método dos cilindros montados

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1 rtigo.qxd 20/3/ :03 Pge 62 RTIGO Envie rtigo pr: O texto não deve ultrpssr o limite de mil rteres (om espço). Fotos devem ser enminhds seprdmente em JPG. vlição do onreto de peçs estruturis pequens pelo método dos ilindros montdos vlição de proprieddes meânis em estruturs ds nem sempre é viável, muits vezes devido à geometri dos elementos estruturis, qundo est não permite extrção de testemunhos om dimensões normlizds pr os ensios (ltur do orpode-prov no mínimo igul o diâmetro, ou mior que três vezes dimensão máxim do gregdo grúdo). Os experimentos presentdos mostrrm ser possível "montr" um orpo-de-prov extrído de relção ltur-diâmetro idel, empregndo segmentos de testemunhos do mesmo onreto solidrizdos om rgmss, otendo-se resultdo semelhnte o de um orpo-de-prov idel, extrído íntegro. semelhnç mostrou-se stnte evidente pr ensios ompressão e promissor pr ensios de módulo de deformção. O método dos "ilindros montdos" vem, ssim, uxilir n nálise ds proprieddes meânis de estruturs, ns quis, pelos métodos trdiionis, não er possível oter resultdos onfiáveis. Metodologi Em so de neessidde de vlição ds proprieddes meânis do onreto, é omum efetur os ensios Pedro Crlos ilesky Enrregdo d Áre de Conreto do Lortório de Mteriis de Construção Civil do Instituto de Pesquiss Tenológis do Estdo de São Pulo e-mil: pret@ipt.r Crlos Edurdo de Siqueir Tngo Doutor em Engenhri Consultor utônomo e olordor do Lortório de Mteriis de Construção Civil do Instituto de Pesquiss Tenológis do Estdo de São Pulo e-mil: tngo@ipt.r Figur 1 Moldgem dos protótipos em orpos-de-prov ilíndrios otidos de testemunhos extrídos d própri estrutur, por meio de oros dimntds rottivs, refrigerds águ, onforme NR-7680 (1983). Extrídos os testemunhos, devido defeitos no onreto ou exigüidde de dimensões d peç, nem sempre é possível oter orpos-de-prov om dimensões dequds pr ensio. ltur do orpo-de-prov, muits vezes, tem que ser menor que o doro do diâmetro, relção onsiderd idel, ou té mesmo menor que um vez o diâmetro, relção mínim dmi- 62

2 rtigo.qxd 20/3/ :03 Pge 63 tid, o que inviilizri vlição. Considerndo exigêni de que o diâmetro do orpo-de-prov deve ser pelo menos o triplo d dimensão máxim do gregdo, fim ind mis evidentes s limitções dimensionis pr viilizção de tis ensios. lém disso, s orreções usuis, pr os resultdos de resistêni à ompressão otidos om relções lturdiâmetro entre 2 e 1, não estão livres de propiir erros de vlição. Propõe-se metodologi ojetivndo viilizr vlição ns ondições de impossiiliddes geométris im ssinlds. metodologi onsiste em vlir s proprieddes meânis do onreto montndo-se os orpos-de-prov de modo oter-se sempre um relção ltur/diâmetro (h/d) igul 2,0, prtir d superposição de segmentos de testemunhos extrídos d mesm região, qundo não for possível oter-se um orpo-de-prov íntegro om est relção h/d. Cd orpo-de-prov representtivo de um região d estrutur ser ensid é montdo prtir de segmentos de testemunhos extrídos de lois próximos, ness região, tendo sus prtes unids por um fin md (< 3 mm) de rgmss, que deve grntir distriuição dequd dos esforços de ompressão, sem lterr signifitivmente o resultdo dos ensios. Pr verifição d efiiêni do método form relizdos, no Instituto de Pesquiss Tenológis, ensios lortoriis de desempenho omprtivos entre orpos-de-prov molddos, de ordo om NR (2003) e orpos-de-prov extrídos (NR-7680/1983) de protótipos de elementos estruturis não rmdos, ljes e vigs moldds om onretos de linh do merdo d idde de São Pulo, om gregdo grúdo de origem lári, de 25 mm de diâmetro máximo. Protótipos: 2 vigs Tipo I: ltur = 0, m x lrgur = 0,22 m x omprimento = 1, m 2 vigs Tipo II: ltur = 0,45 m x lrgur = 0,32 m x omprimento = 2,00 m 2 ø 7,5 22, ,5 Figur 2 Croqui d lje e pontos de extrção 1 Figur 3 Croqui d Vig tipo I e pontos de extrção 22 Medids em m 1 Lje: ltur = 0, m x lrgur = 2, m x omprimento = 4,20 m O onreto foi lnçdo ns fôrms diretmente do minhão etoneir e densdo om virdor de imersão (Figur 1). Form molddos e urdos orpos-de-prov ilíndrios, de dimensões nominis de 0 mm de diâmetro 45 Figur 5 Moldgem dos orpos-de-prov e dos protótipos ø7,5 12,5 ø Medids em m ,5 e 200 mm de ltur e de 0 mm de diâmetro e 0 mm de ltur, pr d trço de onreto vlido (Figur 2). pós 14 dis de ur dos protótipos, form extrídos de d lje (NR-7680/1983) testemunhos de 0 mm, 0 mm e 75 mm de diâmetro. Ds vigs tipo I form extrídos testemunhos de 0 mm de diâmetro, om 32 Medids em m Figur 4 Croqui d Vig tipo II e pontos de extrção 63

3 rtigo.qxd 20/3/ :03 Pge 64 RTIGO Tel 1 INFLUÊNCI D RESISTÊNCI D RGMSS DE CONSOLIDÇÃO TRÇOS ESTUDDOS Conreto Conreto Conreto C rgmss Cimento rei Águ ditivo Cimento rei Águ ditivo Cimento rei Águ ditivo Tipo 1,00 5,22 0,61 1% 1,00 4,00 0,49 1% 1,00 5,12 0,59 1% Tipo 1,00 4,24 0,51 1% 1,00 3,00 0,39 1% 1,00 4,00 0,49 1% Tipo C 1,00 3,18 0,41 1% 1,00 2,49 0,34 1% 1,00 3,00 0,39 1% Tipo D 1,00 2,16 0,31 1% 1,00 1,97 0,29 1% 1,00 1,97 0,29 1% Consistêni ds rgmsss: 260 ± mm, NT-72 (1996) Mteriis utilizdos: Cimento CP-V-RI, rei Ros de ofete-sp e ditivo superplstifinte. h/d = 2,00 e ds vigs tipo II form extrídos testemunhos om diâmetro de 0 mm de diâmetro, om h/d = 2,00, onforme Figurs 3 e 4. Pr onsolidção dos testemunhos, utilizou-se rgmss dosd pr resistêni médi superior à do onreto, preprd de ordo om NR-72 (1996). neessidde d resistêni d rgmss de onsolidção ser mior do que resistêni esperd do onreto foi verifid em experimentos preliminres relizdos om est finlidde, vrindo-se resistêni ds rgmsss onforme resultdos presentdos ns Tels 1 e 2 e no Gráfio d Figur 6. prtir dos testemunhos extrídos d lje, Figurs 7 e 8, form montds os 25 dis de idde séries de orpos-de-prov, usndo prtes de testemunhos dos respetivos onretos, om s dimensões presentds ns Figurs 7 12 e fotogrfi n Figur 13. Todos os orpos-de-prov molddos e preprdos onforme desrito nteriormente form pedos om pst quente de enxofre e pozoln n proporção de 80% e 20% e ensidos os 28 dis de idde, de ordo om NR-5739 (1994) e NR-8522 (2003), sendo três dis idde ds rgmsss de onsolidção. spetos dos ensios ompressão e de módulo são presentdos ns figurs 12, 13 e 14. Os resultdos otidos nos ensios ompressão estão presentdos grfimente ns figurs 16, 17 e 18. N Figur 19, presentm-se s diferençs oservds nos resultdos médios de resistêni à ompressão otidos em orpos-de-prov extrídos íntegros e montdos, em relção os respetivos orpos-deprov molddos. vlição d utilizção de ilindros montdos no ensio de módulo de elstiidde (NR-8522/2003) foi relizd montndo-se séries de três ilindros de relção h/d = 2,00, montgens Tipo, e C, de ordo om s figurs 9, e 11. N figur 20, presentm-se os digrms tensão-deformção (médis de três orpos-de-prov d) otidos em primeiro rregmento, disrimindos pelos tipos de orposde-prov. N figur 21, são mostrdos os digrms tensão-deformção (médis de três orpos-de-prov d) otidos em primeiro rregmento, disrimindos pelos tipos de orposde-prov. s Figurs 22 e 23 presentm omprção ds médis e dos desvios-pdrão otidos pr módulos de deformção tngente iniil e módulo de deformção sente (nível de 0,3 vezes rg de rup- Resistêni do ilindro montdo (MP) Resistêni do ilindro montdo vrindo d rgmss Resistêni d rgmss (MP) Conreto Conreto Conreto Conreto Conreto C Conreto C Figur 6 Experimentos preliminres sore influêni d resistêni d rgmss no resultdo do ensio Figurs 7 e 8 Extrção de testemunhos d lje 64

4 rtigo.qxd 20/3/ :03 Pge 65 Tel 2 INFLUÊNCI D RESISTÊNCI D RGMSS DE CONSOLIDÇÃO VERIFICÇÃO rgmss Conreto Conreto Conreto C tipo Resistêni Resistêni d Resistêni Resistêni d Resistêni Resistêni d do onreto rgmss de do onreto rgmss de do onreto rgmss de (ilindro onsolidção (ilindro onsolidção (ilindro onsolidção montdo) MP MP montdo) MP MP montdo) MP MP 21,2 20,1 45,7 33,9 40,0 21,0 21,0 47,7 42,5 21,7 45,2 40,0 28,0 34,3 45,5 51,3 45,5 33,9 27,2 47,2 43,5 27,0 48,0 42,0 C 28,2 45,6 49,5 59,6 45,7 51,3 28,7 47,5 43,7 28,2 45,2 44,7 D 27,5 71,6 46,5 78,5 44,0 78,5 28,2 48,2 44,2 28,2 47,7 44,0 Idde ds rgmsss no di do ensio: 3 dis tur previst). Pelos resultdos otidos nos ensios de determinção d resistêni à ompressão, podemos onluir que os orpos-de-prov molddos de diâmetros 0 e 0 mm tiverm desempenho prtimente semelhntes, diferindo, or pr mis, or pr menos, er de té 3%, diferençs provenientes d vriilidde do próprio ensio. Os orpos-de-prov extrídos íntegros de diâmetros 0 e 0 mm presentrm resultdos semelhntes entre si e menores que os de orpos-de-prov molddos, diferindo destes em té er de menos 8%, diferençs ests em próxims do perentul de mjorção de % d resistêni à ompressão otid no ensio sugerido pel ntig NR Os orpos-de-prov extrídos íntegros de 75 mm de diâmetro presentrm resultdos sensivelmente mis disrepntes que os orrespondentes, molddos, de 0 e 0 mm de diâmetro, não preendo serem onvenientes pr vlição dos onretos em estudo, pois estes hegrm menos %. Ests diferençs podem ser justifids pelo fto de estes orpos-de-prov sofrerem um diminuição de seção efetiv no momento do ensio. Est diminuição C rgmss de onsolidção Medids em mm Figur 9 Croqui dos orpos-de-prov d Série : dimensão ási: 0 mm de diâmetro x 0 mm de ltur. Três prtes de testemunho: - 88 mm mm + C - 88 mm 80 0 C rgmss de onsolidção Medids em mm Figur 11 Croqui dos orpos-de-prov d Série C: dimensão ási: 0 mm de diâmetro x 200 mm de ltur. Três prtes de testemunho: - mm mm + C - mm C rgmss de onsolidção Medids em mm Figur Croqui dos orpos-de-prov d Série : dimensão ási: 0 mm de diâmetro x 200 mm de ltur. Três prtes de testemunho: - 38 mm mm + C - 38 mm rgmss de onsolidção Medids em mm Figur 12 Croqui dos orpos-de-prov d Série D: dimensão ási: 0 mm de diâmetro x 200 mm de ltur. Dus prtes de testemunho: - 99 mm mm 65

5 rtigo.qxd 20/3/ :03 Pge 66 RTIGO Figur 13 Diversos tipos de montgens estuddos ntes d onsolidção Figur 14 speto do ensio ompressão Figur Detlhe dos extensômetros Conreto molddo x m h/d = 2 Série 88/120/88 extrído montdo molddo h/d = 2 extrído x 20 m Série D 99/99 montdo Série C /80/ montdo Série 38/120/38 montdo 7,5 x m h/d = 2 extrído Médi Desvio-pdrão Resistêni à ompressão (MP) Figur 16 Conreto : Comprção de resistênis à ompressão médi e respetivos desvios-pdrão otidos de orpos-de-prov molddos, extrídos íntegros e extrídos montdos. Figur 16 spetos dos ensios de módulo Conreto molddo x m h/d = 2 Série 88/120/88 extrído montdo molddo h/d = 2 extrído x 20 m Série D 99/99 montdo Série C /80/ montdo Série 38/120/38 montdo 7,5 x m h/d = 2 extrído Médi Desvio-pdrão Resistêni à ompressão (MP) Figur 17 Conreto : Comprção de resistênis à ompressão médi e respetivos desvios-pdrão otidos de orpos-de-prov molddos, extrídos íntegros e extrídos montdos. teóri se dá em função d distriuição dos esforços de ompressão que tendem eliminr os grãos de gregdo grúdo existentes em tod periferi do orpo-de-prov, que não estão onfindos pelo efeito prede gerdo pel rgmss do onreto ns fôrms, diminuindo ssim áre de reção. Os orpos-de-prov montdos de 0 mm de diâmetro presentrm omportmento em gerl semelhnte os dos orpos-de-prov extrídos íntegros de mesmo diâmetro, isto é, diferençs porentuis de té er de menos 8%. ssim, preem prestr-se em um vlição de 66

6 rtigo.qxd 20/3/ :03 Pge 67 proprieddes do onreto, om expettiv de onfiilidde semelhnte à existente em extrções usuis de orpos-de-prov. Os orpos-de-prov montdos de 0 mm de diâmetro presentrm diferençs porentuis médis miores que os orrespondentes íntegros, em relção os orpos-deprov molddos. s diferençs porentuis hegrm menos de %. Esss diferençs são muito menores, em vlor soluto, às oservds pr os orpos-de-prov extrídos íntegros de 75 mm de diâmetro. ssim, os orpos-de-prov montdos de 0 mm de diâmetro devem, sempre que possível, ser dotdos em sustituição os íntegros de 75 mm de diâmetro. s forms de ruptur dos orposde-prov montdos presentrm-se semelhntes às otids nos ensios de orpos-de-prov íntegros. N montgem dos testemunhos, deve-se utilizr sempre rgmsss de onsolidção om resistênis miores que do onreto em estudo. É reomendável, inlusive, usr um rgmss de lt resistêni, umentndo proilidde de tendimento desse requisito pr onretos desonheidos nlisr, diminuindo-se ssim hne dest influenir no resultdo do ensio. metodologi or propost, mostrgem de testemunhos pr montgem de ilindros utilizdos n determinção d resistêni à ompressão, foi provd em 05/12/2006, pel Comissão de Estudo de Métodos de Ensios de Conreto (CE-18:0.02), do NT/C-18 (Comitê rsileiro de Cimento, Conreto e gregdos), e foi disponiilizd pr onsult nionl té o di 12/03/2007. Em ril Comissão se reúne pr revisão finl do texto e provção pr pulição. Os ensios de determinção do módulo de elstiidde ou deformção demonstrrm que os resultdos otidos em ilindros montdos osilrm em torno dos otidos em ilindros molddos ou testemunhos extrídos íntegros, preendo que o uso dos ilindros montdos, onfor- Conreto C molddo x m h/d = 2 Série 88/120/88 extrído montdo molddo h/d = 2 extrído x 20 m Série D 99/99 montdo Série C /80/ montdo Série 38/120/38 montdo 7,5 x m h/d = 2 extrído Médi Desvio pdrão Resistêni à ompressão (MP) Figur 18 Conreto C: Comprção de resistênis à ompressão médi e respetivos desvios-pdrão otidos de orpos-de-prov molddos, extrídos íntegros Diferençs porontuis médis em relção o resultdo no orpo-de-prov molddo de diâmetro 0mm molddo h/d = 2 extrído x m Série 88/120/88 montdo molddo h/d = 2 extrído Série D 99/99 montdo x 20 m Série C /80/ montdo Série 38/120/38 montdo h/d = 2 extrído 7,5 x m (%) Conreto Conreto Conreto C Figur 19 Comprção entre s diferençs oservds Tensão (MP) Fmíli Conreto "" Deformção espeífi (x -5) x molddo x extrído inteiro x extrído Série x 20 extrído Série x 20 extrído Série C x 20 molddo x 20 extrído inteiro Figur 20 Conreto "D": Digrms tensão-deformção otidos pr orpos-deprov molddos, orpos-de-prov extrídos íntegros e ilindros montdos (qui indidos omo "extrídos séries, e C"). Tensão (MP) Fmíli Conreto "" Deformção espeífi (x -5) x molddo x extrído inteiro x extrído Série x 20 extrído Série x 20 extrído Série C x 20 molddo x 20 extrído inteiro Figur 21 Conreto "E": Digrms tensão-deformção otidos pr orpos-deprov molddos, orpos-de-prov extrídos íntegros e ilindros montdos (qui indidos omo "extrídos séries, e C"). 67

7 rtigo.qxd 20/3/ :03 Pge 68 RTIGO Módulo de Deformção Tngente Iniil x m x 20 m molddo íntegro extrído Série montdo molddo íntegro extrído Série montdo Série C montdo Médis onreto Módulo de Deformção Tngente Iniil (GP) Médis onreto Desvios-pdrão onreto Desvios-pdrão onreto Figur 22 Comprção de médis e desvios-pdrão otidos pr módulos de deformção tngente iniil ou módulo de elstiidde. Módulo de Deformção Sente (0,3) x m x 20 m molddo íntegro extrído Série montdo molddo íntegro extrído Série montdo Série C montdo Médis onreto Módulo de deformção sente (0,3) (GP) Médis onreto Desvios-pdrão onreto Desvios-pdrão onreto Figur 23 Comprção de médis e desvios-pdrão otidos pr módulos de deformção sente (nível de 0,3 vezes rg de ruptur previst). me os rrnjos ds figurs 8, 9 e, seri viável pr plição nesses ensios no nível de rregmento de 0,3 vezes rg previst de ruptur, em testemunhos extrídos. Isso er um expettiv já existente, levndo em ont que s junts de onsolidção tendem não influir nos resultdos de ensios ompressão, priniplmente qundo se presentm om módulo de deformção mior que o do onreto em estudo. Ests junts estão posiionds de form permitir instlção de instrumentos de medição no terço médio do orpo-de-prov. Os resultdos otidos de módulo de deformção e elstiidde enorjm mplição do estudo pr se nlisr onretos de diferentes lsses, melhorndo mostrgem pr rição de metodologi. grdeimentos os engenheiros Fernndo ntonio Nogueir, d Tupi Conreto, e Eliron Souto Mi, d Engemix, pelo onreto usindo; o engenheiro ntonio Crlos Zorzi, d Cyrel Engenhri, pels fôrms pr moldgem dos protótipos; lides Znetti, d Dinteste, pelos extensômetros utilizdos nos ensios de módulo, e os ténios e engenheiros do Lortório de Conreto do IPT. LEI MIS NR-5738 Moldgem e ur de orpos-de-prov ilíndrios de onreto Proedimento. ssoição rsileir de Norms Ténis. Rio de Jneiro, NR-5739 Conreto Ensio de ompressão de orpos-de-prov ilíndrios Método de Ensio. ssoição rsileir de Norms Ténis. Rio de Jneiro, NR-7680 Extrção, prepro, ensios e nálise de testemunhos de estruturs de onreto Proedimento. ssoição rsileir de Norms Ténis. Rio de Jneiro, NR-72 Cimento Portlnd Determinção d resistêni à ompressão. ssoição rsileir de Norms Ténis. Rio de Jneiro, NR-8522 Determinção do módulo de deformção estáti e digrm tensão deformção Método de ensio.ssoição rsileir de Norms Ténis. Rio de Jneiro, Utilizção de ilindros montdos pr ensios meânios de onreto (I Resistêni à Compressão). P. C. ilesky; C.E.S. Tngo. 46 o Congresso rsileiro do Conreto. Florinópolis-SC, Iron, Utilizção de ilindros montdos pr ensios meânios de onreto (II Módulo de elstiidde). P. C. ilesky; C. E. S. Tngo. 47 o Congresso rsileiro do Conreto. Olind-PE, Iron, Utilizção de ilindros montdos pr ensios meânios de onreto (III Resistêni à Compressão, hd < 2,00). P. C. ilesky; C. E. S. Tngo. 48 o Congresso rsileiro do Conreto. Rio de Jneiro - RJ, IRCON,