Centro Universitário da Fundação Educacional de Barretos Departamento de Engenharia Civil RELATÓRIO Ensaio de determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone Slump test (NBR NM 67/96), Moldagem e cura de corpos-de-prova (NBR 5738/2003) e Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos (NBR 5739/2007) COMPONENTES: RA: Andriele Cristina Borges da Costa 518209 Bruno Henrique Bento 517548 Joelma Rocha Marques 517806 DISCIPLINA Compl. de Mat. de Construção PROFESSOR Adhemar Watanuki Filho Barretos/ 2012
1. Resumo O ensaio de determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone ou slump test, normatizado pela NBR NM 67/96, é utilizado para determinar a consistência do concreto fresco através de seu assentamento. Através dos ensaios realizados foi possível conhecer a forma correta de realizar o slump test, processo que poderá contribuir ou não para o aceite de um concreto; foram montados também corpos-de-prova e realizado o ensaio de compressão de corpos-de-prova já existentes. O conhecimento obtido possibilitará um maior controle do concreto, trazendo assim, mais segurança e confiança à obra. Palavras chaves: Slump test, compressão, concreto, corpo-de-prova. 2. Introdução De acordo com Azevedo (2008), a principal propriedade do concreto antes de seu endurecimento é a trabalhabilidade. A trabalhabilidade determina o esforço para manipular, transportar, lançar e adensar o concreto sem perda mínima de homogeneidade. Segundo Watanuki Filho (2012), a trabalhabilidade é composta por: Mobilidade/fluidez: que caracteriza a consistência, esta é a parte mensurável da plasticidade (Slump test); Coesão/homogeneidade: capacidade de manter a água na mistura (evitar exsudação); Manter os agregados distribuídos de maneira uniforme em toda massa; A água torna-se fator determinante para a definição do adensamento, pois, massas mais secas exigem uma energia de adensamento maior do que massas mais fluídas. são: Ainda segundo Watanuki Filho (2012), os fatores que afetam a trabalhabilidade Quantidade de água/mistura seca; Para cada tipo de cimento existe uma relação água/cimento (a/c) que deve ser atendida para que a resistência mecânica seja mantida; 2
A quantidade de água possui um limite que quando excedido influencia na trabalhabilidade; Para medir a trabalhabilidade do concreto dispomos de vários métodos, um deles é o chamado cone de Abrams ou ensaio de abatimento do tronco de cone (Slump Test), que consiste em fazer como a criança que molda a areia em um balde, sobre uma base plana e medir o abatimento depois da desforma. (L HERMITE, 1977) De acordo com L Hermite (1977), o número de centímetros do recalque, chamado abatimento, mede a plasticidade da mistura. Este ensaio é simples e permite verificar a regularidade da quantidade de água adicionada ao concreto, bem como a quantidade de agregado miúdo ou areia adicionada. Mas não permite controlar a constância da dosagem. (L HERMITE, 1977) Quanto mais seco o concreto estiver, menor será o seu abatimento, devido ao seu nível de trabalhabilidade para ser moldado. E quanto mais fluído, maior será o valor de seu abatimento. (SULBRASILCONCRETO, 2012) Segundo Yazigi (1997), há três tipos de abatimento a se considerar: Verdadeiro ou Real: o monte de concreto simplesmente diminui de altura, mantendo aproximadamente a sua forma; Cortado: o monte de concreto tomba para o lado; Colapso: o monte de concreto cede completamente. Ainda de acordo com Yazigi (1997), tanto o abatimento verdadeiro como o cortado podem ocorrer com a mesma mistura, não se devendo porém compará-los entre si. O único abatimento que apresenta validade é o abatimento verdadeiro. Caso venha ocorrer um abatimento cortado, é necessário efetuar um novo teste. Caso se repita o corte, provavelmente isso será devido à composição da mistura ou à fôrma em que o teste foi realizado. Abatimentos cortados muito frequentemente sugerem um reestudo da dosagem na mistura. Os abatimentos cortados precisam ser medidos e marcados com observação, o mesmo ocorrendo com abatimentos em colapso. 3
Segundo Andolfato (2002), para evitar misturas com consistência seca ou muito fluida. Recomendam-se as faixas de abatimento apresentadas na Tabela 1, para as obras mais correntes. Tabela 1 Classificação das consistências do concreto TIPOS DE CONSTRUÇÃO ABATIMENTO (mm) Fundações, tubulões paredes grossas 30 a 100 Vigas, lajes, paredes finas 50 a 100 Pavimentos 30 a 50 Obras maciças 20 a 50 Já a principal propriedade do concreto endurecido é a sua resistência à compressão que tem por objetivo determinar a carga máxima que o concreto pode sofrer sem romper. Segundo Lima; Barboza, Gomes (2003), outra importância de se determinar esta propriedade do concreto é a de se poder estimar o tempo necessário para a retirada das fôrmas, garantindo a segurança dos que trabalham na obra. O ensaio utilizado para a determinação da resistência à compressão do concreto é o ensaio de rompimento dos corpos-de-prova, realizado por laboratório especializado para cada lote de concreto, obedecendo às recomendações da NBR 5739/2007. Os corpos-de-prova normalizados no Brasil são cilíndricos, sua moldagem obedece a NBR 5738/2003, tem a altura igual a duas vezes o diâmetro da base, cujo valor depende da dimensão máxima característica do agregado graúdo. Para os concretos usuais empregam-se os moldes com dimensões de 15 cm de diâmetro da base por 30 cm de altura e os de 10 cm de diâmetro da base por 20 cm de altura. (LIMA; BARBOZA, GOMES, 2003) Ainda de acordo com Lima; Barboza, Gomes (2003), a moldagem de corpos-deprova cilíndricos, que constituem os exemplares do concreto pode ser feita pelo laboratório ou por pessoa da própria obra, devidamente treinada, conforme o planejamento da coleta de amostras estabelecido previamente. Tais amostras devem ser coletadas do terço médio do caminhão, obedecendo-se à moldagem de dois corpos-de-prova para cada exemplar e para cada 4
idade. Por exemplo, se a resistência deve ser medida aos 3, 7 e 28 dias, então o exemplar será formado por seis corpos de prova. 3. Objetivo O presente relatório tem por objetivo apresentar os resultados obtidos através de ensaios de abatimento do corpo de prova - Slump Test, conforme NBR NM 67/96, e ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos. 4. Materiais e Equipamentos Os materiais e equipamentos utilizados nos ensaios foram os seguintes: (Fonte: Petrodidática, disponível em: <http://www.petrodidatica.com.br/fwuploads/70e1fef2f82204a5026391b0663c5afa.jpg>) Figura 1 Betoneira (Autora: Marques, J.R., 2012) Figura 2 Colher de pedreiro (Autora: Costa, A. C. B., 2012) Figura 3 Conjunto para Slump Test - base, cone de Abrams, funil e haste de adensamento (16 mm x 80 cm) 5
Figura 4 Concha de metal (Autora: Costa, A. C. B., 2012) <http://www.petrodidatica.com.br/fwuploads/22903.jpg>) Figura 6 Prensa hidráulica elétrica Emic (cap. 30 ton.) (Autor: Bento, B. H., 2012) Figura 5 Forma para corpo-de-prova (Fonte: Petrodidática, disponível em: - Água - Cimento CP II Z- 32 - Areia média/fina - Pedra britada 1 16 mm - Vaselina Sólida - Prensa hidráulica elétrica Emic (cap. 30 ton.) 5. Procedimento experimental Os ensaios realizados seguiram os seguintes procedimentos e metodologia, sendo utilizado o traço 1: 2,18: 2,82. 5.1. Teste de Slump 1. Colocar cimento, areia, pedra e água, na proporção do traço, e bater na betoneira para untála; 6
Figura 7 Material adicionado à betoneira (Autora: Marques, J.R., 2012) 2. Desprezar o material contido na betoneira e logo após adicionar 7 kg de cimento, 9,18 kg de areia, 19,74 kg de pedra britada e 1,710 L de água à betoneira para produção do concreto; 3. Verificar a homogeneidade da massa batendo com a colher de pedreiro sobre ela e fazer um buraco observando a quantidade de pedra, número de vazios. Caso o que for observado seja satisfatório, montar o conjunto de Slump test sobre superfície plana; Figura 8 Conjunto para slump test montado (Autor: Marques, J.R., 2012) 4. Apoiar os pés sobre as aletas do cone de Abrams, para mantê-lo firme e com o auxílio da concha encher rapidamente o molde com o concreto coletado em três camadas, cada uma com aproximadamente um terço da altura do molde compactado; 7
5. Compactar cada camada com 25 golpes da haste de adensamento. Distribuir uniformemente os golpes sobre a seção de cada camada. Para a compactação da camada inferior, é necessário inclinar levemente a haste e efetuar cerca de metade dos golpes em forma de espiral ate o centro. Compactar a camada inferior em toda a sua espessura. Compactar a segunda camada e a camada superior, cada uma através de toda sua espessura e de forma que os golpes apenas penetrem na camada anterior. No preenchimento e na compactação da camada superior, acumular o concreto sobre o molde, antes de iniciar o adensamento. Se durante a operação de compactação, a superfície do concreto ficar abaixo da borda do molde, adicionar mais concreto para manter um excesso sobre a superfície do molde durante toda a operação da camada superior, rasar a superfície do concreto com uma desempenadeira (ou no caso uma colher de pedreiro) e com movimentos rolantes da haste de compactação. 6. Limpar a placa de base e retirar o molde do concreto levantando-o cuidadosamente na direção vertical. A operação de retirar o molde deve ser realizada em 5 s a 10 s, com um movimento constante para cima, sem submeter o concreto a movimentos de torção lateral; Figura 9 Desenforma do concreto (Autor: Marques, J.R., 2012) 7. A operação completa, desde o inicio de preenchimento do molde com concreto até sua retirada, deve ser realizada sem interrupções e completar-se em um intervalo de 150 s. NOTA: A duração total do ensaio deve ser de no máximo 5 min, desde a coleta; 8. Imediatamente após a retirada do molde, medir o abatimento do concreto, determinando a diferença entre a altura do molde e a altura do eixo do corpo-de-prova, que corresponde à altura média do corpo de-prova desmoldado; 8
Figura 10 Medição do abatimento do concreto (Autor: Marques, J.R., 2012) 9. Adicionar mais 290 ml de água à massa de concreto da betoneira e realizar um novo teste de Slump. 5.2. Moldagem dos corpos-de-prova Foram moldados no total 4 (quatro) corpos-de-prova, dois para cada massada de concreto usado no slump test; 1. Antes de proceder à moldagem dos corpos-de-prova, os moldes e suas bases devem ser convenientemente revestidos internamente com uma fina camada de óleo mineral ou vaselina sólida. A superfície de apoio dos moldes deve ser rígida, horizontal, livre de vibrações e outras perturbações que possam modificar a forma e as propriedades do concreto dos corpos-de-prova durante sua moldagem e início de pega; 2. Proceder a uma prévia remistura da amostra para garantir a sua uniformidade e com o auxílio da concha, colocar o concreto dentro dos moldes em 3 camadas; 3. Ao introduzir o concreto, deslocar a concha ao redor da borda do molde, de forma a assegurar uma distribuição simétrica e, imediatamente, com a haste em movimento circular, nivelar o concreto antes de iniciar seu adensamento; 4. A primeira camada deve ser atravessada em toda a sua espessura, quando adensada com a haste, evitando-se golpear a base do molde. Os golpes devem ser distribuídos uniformemente em toda a seção transversal do molde. Cada uma das camadas seguintes também deve ser adensada em toda sua espessura, fazendo com que a haste penetre aproximadamente 20 mm na camada anterior; 9
5. Se a haste de adensamento criar vazios na massa de concreto, deve-se bater levemente na face externa do molde, até o fechamento destes; 6. A última camada deve ser moldada com quantidade em excesso de concreto, de forma que ao ser adensada complete todo o volume do molde e seja possível proceder ao seu rasamento, eliminando o material em excesso. Em nenhum caso é aceito completar o volume do molde com concreto após o adensamento da última camada; 7. Quando não for possível realizar a moldagem no local de armazenamento, os corpos-deprova devem ser levados imediatamente após o rasamento indicado em 7.5, até o local onde permanecerão durante a cura inicial. Ao manusear os corpos-de-prova, evitar trepidações, golpes, inclinações e, de forma geral, qualquer movimento que possa perturbar o concreto ou a superfície superior do corpo-de-prova. 8. Antes de serem armazenados os corpos-de-prova devem ser identificados e imediatamente após sua identificação devem ser armazenados até o momento do ensaio em solução saturada de hidróxido de cálcio a (23 ± 2) C ou em câmara úmida à temperatura de (23 ± 2) C e umidade relativa do ar superior a 95%. Os corpos-de-prova não devem ficar expostos ao gotejamento nem à ação de água em movimento. Figura 11 Corpos-de-prova moldados (Autor: Bento, B. H., 2012) Os corpos-de-prova a serem ensaiados a partir de um dia de idade, moldados com a finalidade de verificar a qualidade e a uniformidade do concreto utilizado em obra ou para decidir sobre sua aceitação, devem ser desmoldados 24 h após o momento de moldagem. 10
9. Após a desforma, os corpos-de-prova destinados a um laboratório devem ser transportados em caixas rígidas, contendo serragem ou areia molhada. Todos os corpos-de-prova devem ser armazenados em local protegido de intempéries, sendo devidamente cobertos com material não reativo e não absorvente, com a finalidade de evitar perda de água do concreto. A temperatura do ar da câmara úmida ou da água do tanque de cura pode ser mantida no intervalo de (21 ± 2) C, (25 ± 2) C ou (27 ± 2) C, porém deve ser registrada no relatório de ensaio. Observa-se, que no laboratório foi realizada apenas a moldagem dos corpos-deprova não sendo possível, realizar qualquer teste com os mesmos, o que será feito quando foram completados 28 dias após a moldagem. Os processos de desenforma e cura dos corpos-de-prova serão executados pelo professor Roberto, no entanto, já foram passadas instruções de como fazê-los. 5.3. Ensaio de compressão Para o ensaio de compressão realizado, foram utilizados corpos-de-prova com 10 cm de diâmetro e 20 cm de altura, já existentes no laboratório, sem se saber ao certo o tempo de cura dos mesmos. Eles foram colocados na prensa e submetidos à compressão até que se rompessem. Resultados obtidos No primeiro teste de Slump efetuado foi obtido o abatimento de 20 mm e no segundo, com uma adição de apenas 290 ml de água, já conferiu ao concreto um abatimento de 100 mm. abatimento: Na tabela a seguir, é possível obter a classificação do concreto em relação ao 11
Tabela 1 Classificação das consistências do concreto CONSISTÊNCIA ABATIMENTO (mm) Seca 0 a 20 Firme 20 a 50 Média 50 a 120 Mole 120 a 180 Fluída 180 a 250 (Elaboração: Andolfato, R.P., 2002) Já no ensaio de compressão, ambos os corpos-de-prova romperam com 21.200 kgf. Calculando a quantidade de força por cm² obtemos a tensão de ruptura: Área ( = = 270,06 kgf/cm² Convertendo para MPa: 27 MPa Considerações finais Através dos resultados obtidos conclui-se que é necessária muita atenção na dosagem do concreto, pois uma pequena variação nos componentes, principalmente a água, pode causar grande alteração no resultado final (resistência), o que envolve a segurança da obra e consequentemente a vida de várias pessoas. Por isso, o engenheiro deve cercar-se de documentos que comprovem a qualidade do concreto e, além disso, sempre que necessário ou caso note alguma alteração na consistência do concreto, deve realizar testes. Preferindo-se pecar pelo excesso que pela falta de cuidados. Referências bibliográficas ANDOLFATO, R. P.. Controle tecnológico básico do concreto. Relatório acadêmico Núcleo de Ensino e Pesquisa da Alvenaria Estrutura, UNESP, Ilha Solteira, 2002. Disponível em: 12
<http://www.nepae.feis.unesp.br/apostilas/controle%20tecnologico%20basico%20do%20concreto.pdf> Acesso em 15 ago. 2012 AZEVEDO, S. R. V. Controle de qualidade técnica de concreto dosado em central. Trabalho de conclusão de curso Departamento de Engenharia Civil, Universidade Anhembi Morumbi, São Paulo, 2008. Disponível em: < http://engenharia.anhembi.br/tcc-08/civil-40.pdf> Acesso em 12 ago. 2012 LIMA, F. B., BARBOZA, A. S. R., GOMES, P. C. C. Produção e controle de qualidade do concreto. Alagoas: EDUFAL, 2003 L HERMITE, R.. Ao pé do muro. Tradução de L. A. Falcão Bauer, Maria Aparecida Azevedo Noronha e Adolfo Serra. Distrito Federal: SENAI, 1977 SULBRASILCONCRETO. Slump test. Disponível em: < http://www.sulbrasilconcreto.com.br/slump-test.html> Acesso em 12 ago. 2012 WATANUKI FILHO, A.. Índices físicos Notas de aula. Curso de materiais de construção. Barretos: UNIFEB, 2012. YAZIGI, W. A técnica de edificar. 2ª Ed. São Paulo: Pini, 1997 13