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Engenharia Civil ·
Materiais de Construção Civil 1
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RELATÓRIO DE ESPECIFICAÇÕES DOS AGREGADOS E CÁLCULO DO TRAÇO DO CONCRETO INTRODUÇÃO O consumo de concreto no Brasil tem se mantido em níveis elevados impulsionado pelo crescimento da construção civil e pela infraestrutura necessária para o desenvolvimento urbano e industrial O material é essencial para obras residenciais comerciais e de grande porte como rodovias pontes e viadutos A demanda por concreto portanto reflete diretamente o ritmo de crescimento econômico e as necessidades de modernização do país destacandose como um dos principais insumos da indústria da construção Prova disso é que o Brasil consumiu mais de 60 milhões de toneladas de cimento em 2020 TECNOMOR Os agregados como arei a brita e cimento são componentes fundamentais na produção do concreto A areia geralmente de granulometria fina serve como material de enchimento e contribui para a trabalhabilidade da mistura A brita por sua vez é um agregado graúdo que confere resistência e durabilidade ao concreto sendo essencial para obras de grande porte O cimento ingrediente principal atua como um ligante que une todos os materiais permitindo que o concreto endureça e adquira as propriedades mecânicas desejadas Juntos esses agregados formam a base para a construção de estruturas robustas e seguras OBJETIVO O presente trabalho tem como objetivo analisar as proporções e propriedades do cimento areia brita aditivos e água que são essenciais para garantir a resistência exigida em projetos A memória de cálculo a seguir tem como intuito trazer confiabilidade ao concreto processado manualmente e atingir a resistência de 35 mega Pascal MPa em ensaio a compressão após 28 dias de cura fc 28 dias O período de 28 dias é considerado pelas normas técnica ABNT NBR 6118 e 5738 como sendo um prazo quando o concreto atinge uma resistência muito próxima ao seu valor máximo Além desse resultado destacase o intuito de conhecer um pouco mais dos agregados aglomerantes aditivos pla stificantes e proporção de água entendendo as respectivas interferências na res istência final do concreto e precaver dos erros comumente ocorridos na preparação de concreto em obra METODOLOGIA E RESULTADOS Granulometria da Areia A análise da granulometria da areia foi realizada com a determinação do peso retido nas peneiras de diferentes malhas com a respectiva porcentagem acumulada de material retido Método A amostra de areia foi passada por diversas peneiras com malhas de 95 mm a 015 mm e o peso retido foi registrado Com isso calculamos a porcentagem de material retido em cada peneira assim como a porcentagem acumulada Resultado A areia apresenta uma distribuição granulométrica sendo que a maior parte do material ficou retida na peneira de 06 mm 3516 com a soma total de 100 de material após o fundo TABELA 1 Resultados granulometria da areia 12 Granulometria da Brita Para a brita a análise de granulometria também envolveu a pesagem do material retido em peneiras com malhas que variam de 19 mm a fundo Método A amostra foi separada através das peneiras e as quantidades de material retido foram pesadas Calculamos a porcentagem retida e acumulada Resultado O maior percentual de material ficou retido na peneira de 125 mm 5898 com a soma total de 100 de material após o fundo TABELA 2 Resultados granulometria da brita O módulo de finura MF da brita foi calculada em 364 D iâmetro máximo D Max do agregado foi de 25 mm Massa Específica dos Agregados Massa Específica da Areia A massa específica da areia foi determinada a partir do peso de uma amostra de 500 g considerando o volume medido no recipiente ME Massa Vf Vi 500 g 393200 ml 25907 g cm 3 13 2 Massa Específica da Brita A massa específica da brita foi determinada usando a técnica de submersão em água com três amostras distintas para calcular a média TABELA 3 Massa específica da Brita Resultado A massa específica média da brita foi 269 k g d m³ Massa Unitária Seca dos Agregados 14 1 Areia A massa unitária seca da areia foi determinada ao medir o volume de um recipiente de 307 dm³ e pesar a amostra de areia A massa obtida foi 4124 kg M U S Massa agregado Volime recipiente 4124 kg 307 dm 3 134 kg dm 3 14 2 Brita A massa unitária seca da brita foi calculada da mesma forma que a areia com o volume do recipiente sendo 307 dm³ e a massa de 4394 kg M U S Massa agregado Volime recipiente 4394 kg 307 dm 3 143 kg dm 3 Massa Unitária Úmida da Areia com 5 de Água A massa unitária úmida da ar e ia foi calculada com 5 de água da massa do agregado seco ou seja 206 2 g de água A nova massa que coube no recipiente após a adição de água foi 3096 kg M U U Massa agregado Volime recipiente 3096 kg 307 dm 3 101 kg dm 3 Material Pulverulento O material pulverulento foi analisado pela diferença de peso de uma amostra antes e depois de passar por secagem M P Massa seca Massa umida Massa umida x 100 500 48076 g 48076 g x 100385 CÁLCULO DO TRAÇO DE CONCRETO Cálculo da Resistência de Dosagem A resistência do concreto foi determinada usando a fórmula para o fck resistência característica à compressão aos 28 dias O fck 28 35 e Condição de preparo do concreto SD A for am informados pelo professor Especificação Descrição Cimento Portland CP V ARI Agregado miúdo Areia natural de rio Agregado graúdo Brita de Gnaisses fck MPa 35 Padrão de qualidade de execução condição Condição A Menor diâmetro das peças a concretar d cm 10 Abatimento do tronco de cone mm 100 20 TABELA 4 Tabela resumo dos resultados Dados informados Condição de preparo do concreto Desviopadrão MPa A 4 B 55 C 7 fcmj fckj 165 x Sd fcmj 44075 Determinação da Dimensão Máxima do Agregado Graúdo Dmáx A dimensão máxima do agregado graúdo foi definida pela seguinte formula Considerando d 10 cm 100 mm Dm á x 1 4 x d Dm á x 1 4 x 10025 mm 2 3 Consumo de Água por m³ de Concreto De acordo com o abatimento do tronco de cone de 100 20 mm e o diâmetro máximo do agregado o consumo de água é de 200 kgm³ para a brita com diâmetro máximo de 25 mm conforme tabela abaixo 2 4 Cálculo do Consumo de Cimento O consumo de cimento por metro cúbico de concreto foi calculado com base na seguinte formula fc 28 09 xcp 15 x c a 05 CP classe cimento 45 CPV ARI A consumo de agua por m 3 em kg 200 fc 28 4160 4160 09 x 45 15 x c 200 05 C consumo de cimento por m 3 em kg 40815 kg m ³ 2 5 Cálculo porcentagem de agregado miúdo em relação ao total É necessário classif ica r a ar e ia conforme o modulo de finura MF TABELA 5 Classificação do tipo de areia O módulo de finura MF da areia é 297 Com o modulo de finura definido basta calcular o percentual de agregado miúdo conforme a f ó rmula onde C é o consumo de cimento Com base no módulo de finura MF igual a 297 temos que a areia utilizada é tipo média 2 6 Cálculo do traço de concreto em massa Utilizamos a formula Onde C Consumo de cimento em kg ˠ c Massa especifica do cimento em kg dm ³ a Consumo de agua em d m 3 ˠ a Massa especifica da á gua kg dm ³ G Massa especifica da mistura de areia mais brita em kg d m 3 ˠ G M E areia x M E brita x 408 15 3 2 200 1 G 2 59 x 34 59 2 69 x 65 41 1000 dm 3 G 178026 Kg dm 3 Areia 178026 x 345961584 kg Brita 178026 x 6541116442 kg Á gua 200 dm ³ 2 7 Traço unitário em massa 408 15 408 15 615 84 408 15 1 164 42 408 15 200 408 15 1 1 51 2 85 0 49 2 8 Consumo de materiais para o ensaio 2 8 1 Para cal cular o consumo de materiais é necessário calcular o volume de con creto necessário Vamos concretar 6 corpos de prova cilíndricos Diâmetro 10 cm Altura 20 cm Margem de segurança 15 V6 x π d 2 4 x h x 1156 x π 10 2 4 x 20 x 11511 dm 3 Volume de concreto necessário para os 6 corpo s de prova 11 dm 3 2 8 2 Calcular o consumo de cimento em função do volume de concreto X Consumo de cimento em função do volume C Consumo de cimento por m 3 4 08 15 kg V Volume de concreto 11 dm 3 x C x V 1000 40815 x 11 1000 449 kg 2 8 3 Calcular o consumo de agregados e de água em função do volume de concreto Areia 151 x 449677 kg Brita 285 x 4491281 kg Água 049 x 449220 kg 29 Observação Na primeira elaboração do cálculo do traço de concreto foi considerado erroneamente a condição de preparo do concreto B mas o correto seria A Esse erro no cálculo result ou em um traço 414 mais forte Condição A 1 151 285 049 Condição B 1 139 275 047 Dif 0 855 374 426 Média das diferenças 414 PREPARO DO S CORPOS DE PROVA DE CONCRETO 31 Pesagem d o Material Foi reali zado a pesagem do material conforme dimensionado anteriormente Areia 151 x 449677 kg Brita 285 x 4491281 kg Água 049 x 449220 kg Aditivo super plastificante 03 da massa de cimento1410 g Montagem dos Corpos de Prova 321 Preparação da Mistura Foi realizada a dosagem dos materiais com base nas massas indicadas A mistura foi homogeneizada manualmente em uma superfície limpa e com ferramentas especificas de acordo com as recomendações da NBR 7215 e NBR 5738 Medição do slump Foi retirado o slump a partir da média de 3 resultados Medição 1 1020 cm Medição 2 1718 cm Medição 3 1650 cm Média 1462 cm Moldagem dos Corpos de Prova CPs Utilizaramse moldes cilíndricos 100 mm de diâmetro x 200 mm de altura com massa de 307 2 kg O enchimento dos moldes foi realizado em três camadas com adensamento manual por meio de haste metálica Cada camada foi adensada com 25 golpes uniformemente distribuídos Cura Após a moldagem os corpos de prova foram mantidos em câmara úmida com temperatura de 23 2 C e umidade relativa superior a 95 durante o período de cura especificado para as idades de ensaio 7 dias e 28 dias Ensaio de Compressão 331 Preparação para o Rompimento Os corpos de prova foram removidos da câmara úmida limpos e as superfícies de aplicação de carga foram niveladas com uma máquina especifica Foi utilizado um equipamento de compressão axial com capacidade suficiente para atingir as cargas máximas previstas 3 3 2 Rompimento Cada CP foi submetido a compressão axial até a ruptura com taxa de carregamento controlada de acordo com a NBR 5739 Os valores de carga de ruptura em kgf foram registrados e posteriormente convertidos em tensões de ruptura em MPa RESULTADOS OBTIDOS TABELA 6 Valores de tensão devido ao ensaio de rompimento dos CPs do grupo TABELA 7 Valores do ensaio realizado pelo professor de outro concreto TABELA 8 Valores estimados após comparação com o resultado do professor DISCUSSÃO DOS RESULTADOS Idade de 7 dias Os corpos de prova apresentaram valores de tensão de ruptura variando entre 115 MPa e 215 MPa refletindo o ganho inicial de resistência característico do CPVARI que é conhecido por sua alta reatividade e rápido desenvolvimento de resistência Idade de 14 dias I dade de 28 dias Os resultados variaram de 72 MPa a 327 MPa A variação pode ser atribuída a diferenças na homogeneidade da mistura e nos processos de moldagem e cura Os valores mais altos refletem o processo de hidratação mais completo e o ganho de resistência com o tempo CONCLUSÃO O resultado a ser obtido após o rompimento dos CP Corpo de prov a com idade de 7 14 e 27 dias através da prensa universal de corpos de prova conforme dito no objetivo do trabalho era de FCK 35MPA m as por alguns fatores obtemos ao final do trabalho somente a Tensão de Ruptura do Concreto com idade de 7 dias Mesmo com isso a pós a verificação de outros trabalhos e análise de dados percebeuse que a evolução da resistência dos corpos de prova fabricados com idade de 28 dias será satisfatória sendo a projeção de 50 conforme a tabela REFERÊNCIAS
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RELATÓRIO DE ESPECIFICAÇÕES DOS AGREGADOS E CÁLCULO DO TRAÇO DO CONCRETO INTRODUÇÃO O consumo de concreto no Brasil tem se mantido em níveis elevados impulsionado pelo crescimento da construção civil e pela infraestrutura necessária para o desenvolvimento urbano e industrial O material é essencial para obras residenciais comerciais e de grande porte como rodovias pontes e viadutos A demanda por concreto portanto reflete diretamente o ritmo de crescimento econômico e as necessidades de modernização do país destacandose como um dos principais insumos da indústria da construção Prova disso é que o Brasil consumiu mais de 60 milhões de toneladas de cimento em 2020 TECNOMOR Os agregados como arei a brita e cimento são componentes fundamentais na produção do concreto A areia geralmente de granulometria fina serve como material de enchimento e contribui para a trabalhabilidade da mistura A brita por sua vez é um agregado graúdo que confere resistência e durabilidade ao concreto sendo essencial para obras de grande porte O cimento ingrediente principal atua como um ligante que une todos os materiais permitindo que o concreto endureça e adquira as propriedades mecânicas desejadas Juntos esses agregados formam a base para a construção de estruturas robustas e seguras OBJETIVO O presente trabalho tem como objetivo analisar as proporções e propriedades do cimento areia brita aditivos e água que são essenciais para garantir a resistência exigida em projetos A memória de cálculo a seguir tem como intuito trazer confiabilidade ao concreto processado manualmente e atingir a resistência de 35 mega Pascal MPa em ensaio a compressão após 28 dias de cura fc 28 dias O período de 28 dias é considerado pelas normas técnica ABNT NBR 6118 e 5738 como sendo um prazo quando o concreto atinge uma resistência muito próxima ao seu valor máximo Além desse resultado destacase o intuito de conhecer um pouco mais dos agregados aglomerantes aditivos pla stificantes e proporção de água entendendo as respectivas interferências na res istência final do concreto e precaver dos erros comumente ocorridos na preparação de concreto em obra METODOLOGIA E RESULTADOS Granulometria da Areia A análise da granulometria da areia foi realizada com a determinação do peso retido nas peneiras de diferentes malhas com a respectiva porcentagem acumulada de material retido Método A amostra de areia foi passada por diversas peneiras com malhas de 95 mm a 015 mm e o peso retido foi registrado Com isso calculamos a porcentagem de material retido em cada peneira assim como a porcentagem acumulada Resultado A areia apresenta uma distribuição granulométrica sendo que a maior parte do material ficou retida na peneira de 06 mm 3516 com a soma total de 100 de material após o fundo TABELA 1 Resultados granulometria da areia 12 Granulometria da Brita Para a brita a análise de granulometria também envolveu a pesagem do material retido em peneiras com malhas que variam de 19 mm a fundo Método A amostra foi separada através das peneiras e as quantidades de material retido foram pesadas Calculamos a porcentagem retida e acumulada Resultado O maior percentual de material ficou retido na peneira de 125 mm 5898 com a soma total de 100 de material após o fundo TABELA 2 Resultados granulometria da brita O módulo de finura MF da brita foi calculada em 364 D iâmetro máximo D Max do agregado foi de 25 mm Massa Específica dos Agregados Massa Específica da Areia A massa específica da areia foi determinada a partir do peso de uma amostra de 500 g considerando o volume medido no recipiente ME Massa Vf Vi 500 g 393200 ml 25907 g cm 3 13 2 Massa Específica da Brita A massa específica da brita foi determinada usando a técnica de submersão em água com três amostras distintas para calcular a média TABELA 3 Massa específica da Brita Resultado A massa específica média da brita foi 269 k g d m³ Massa Unitária Seca dos Agregados 14 1 Areia A massa unitária seca da areia foi determinada ao medir o volume de um recipiente de 307 dm³ e pesar a amostra de areia A massa obtida foi 4124 kg M U S Massa agregado Volime recipiente 4124 kg 307 dm 3 134 kg dm 3 14 2 Brita A massa unitária seca da brita foi calculada da mesma forma que a areia com o volume do recipiente sendo 307 dm³ e a massa de 4394 kg M U S Massa agregado Volime recipiente 4394 kg 307 dm 3 143 kg dm 3 Massa Unitária Úmida da Areia com 5 de Água A massa unitária úmida da ar e ia foi calculada com 5 de água da massa do agregado seco ou seja 206 2 g de água A nova massa que coube no recipiente após a adição de água foi 3096 kg M U U Massa agregado Volime recipiente 3096 kg 307 dm 3 101 kg dm 3 Material Pulverulento O material pulverulento foi analisado pela diferença de peso de uma amostra antes e depois de passar por secagem M P Massa seca Massa umida Massa umida x 100 500 48076 g 48076 g x 100385 CÁLCULO DO TRAÇO DE CONCRETO Cálculo da Resistência de Dosagem A resistência do concreto foi determinada usando a fórmula para o fck resistência característica à compressão aos 28 dias O fck 28 35 e Condição de preparo do concreto SD A for am informados pelo professor Especificação Descrição Cimento Portland CP V ARI Agregado miúdo Areia natural de rio Agregado graúdo Brita de Gnaisses fck MPa 35 Padrão de qualidade de execução condição Condição A Menor diâmetro das peças a concretar d cm 10 Abatimento do tronco de cone mm 100 20 TABELA 4 Tabela resumo dos resultados Dados informados Condição de preparo do concreto Desviopadrão MPa A 4 B 55 C 7 fcmj fckj 165 x Sd fcmj 44075 Determinação da Dimensão Máxima do Agregado Graúdo Dmáx A dimensão máxima do agregado graúdo foi definida pela seguinte formula Considerando d 10 cm 100 mm Dm á x 1 4 x d Dm á x 1 4 x 10025 mm 2 3 Consumo de Água por m³ de Concreto De acordo com o abatimento do tronco de cone de 100 20 mm e o diâmetro máximo do agregado o consumo de água é de 200 kgm³ para a brita com diâmetro máximo de 25 mm conforme tabela abaixo 2 4 Cálculo do Consumo de Cimento O consumo de cimento por metro cúbico de concreto foi calculado com base na seguinte formula fc 28 09 xcp 15 x c a 05 CP classe cimento 45 CPV ARI A consumo de agua por m 3 em kg 200 fc 28 4160 4160 09 x 45 15 x c 200 05 C consumo de cimento por m 3 em kg 40815 kg m ³ 2 5 Cálculo porcentagem de agregado miúdo em relação ao total É necessário classif ica r a ar e ia conforme o modulo de finura MF TABELA 5 Classificação do tipo de areia O módulo de finura MF da areia é 297 Com o modulo de finura definido basta calcular o percentual de agregado miúdo conforme a f ó rmula onde C é o consumo de cimento Com base no módulo de finura MF igual a 297 temos que a areia utilizada é tipo média 2 6 Cálculo do traço de concreto em massa Utilizamos a formula Onde C Consumo de cimento em kg ˠ c Massa especifica do cimento em kg dm ³ a Consumo de agua em d m 3 ˠ a Massa especifica da á gua kg dm ³ G Massa especifica da mistura de areia mais brita em kg d m 3 ˠ G M E areia x M E brita x 408 15 3 2 200 1 G 2 59 x 34 59 2 69 x 65 41 1000 dm 3 G 178026 Kg dm 3 Areia 178026 x 345961584 kg Brita 178026 x 6541116442 kg Á gua 200 dm ³ 2 7 Traço unitário em massa 408 15 408 15 615 84 408 15 1 164 42 408 15 200 408 15 1 1 51 2 85 0 49 2 8 Consumo de materiais para o ensaio 2 8 1 Para cal cular o consumo de materiais é necessário calcular o volume de con creto necessário Vamos concretar 6 corpos de prova cilíndricos Diâmetro 10 cm Altura 20 cm Margem de segurança 15 V6 x π d 2 4 x h x 1156 x π 10 2 4 x 20 x 11511 dm 3 Volume de concreto necessário para os 6 corpo s de prova 11 dm 3 2 8 2 Calcular o consumo de cimento em função do volume de concreto X Consumo de cimento em função do volume C Consumo de cimento por m 3 4 08 15 kg V Volume de concreto 11 dm 3 x C x V 1000 40815 x 11 1000 449 kg 2 8 3 Calcular o consumo de agregados e de água em função do volume de concreto Areia 151 x 449677 kg Brita 285 x 4491281 kg Água 049 x 449220 kg 29 Observação Na primeira elaboração do cálculo do traço de concreto foi considerado erroneamente a condição de preparo do concreto B mas o correto seria A Esse erro no cálculo result ou em um traço 414 mais forte Condição A 1 151 285 049 Condição B 1 139 275 047 Dif 0 855 374 426 Média das diferenças 414 PREPARO DO S CORPOS DE PROVA DE CONCRETO 31 Pesagem d o Material Foi reali zado a pesagem do material conforme dimensionado anteriormente Areia 151 x 449677 kg Brita 285 x 4491281 kg Água 049 x 449220 kg Aditivo super plastificante 03 da massa de cimento1410 g Montagem dos Corpos de Prova 321 Preparação da Mistura Foi realizada a dosagem dos materiais com base nas massas indicadas A mistura foi homogeneizada manualmente em uma superfície limpa e com ferramentas especificas de acordo com as recomendações da NBR 7215 e NBR 5738 Medição do slump Foi retirado o slump a partir da média de 3 resultados Medição 1 1020 cm Medição 2 1718 cm Medição 3 1650 cm Média 1462 cm Moldagem dos Corpos de Prova CPs Utilizaramse moldes cilíndricos 100 mm de diâmetro x 200 mm de altura com massa de 307 2 kg O enchimento dos moldes foi realizado em três camadas com adensamento manual por meio de haste metálica Cada camada foi adensada com 25 golpes uniformemente distribuídos Cura Após a moldagem os corpos de prova foram mantidos em câmara úmida com temperatura de 23 2 C e umidade relativa superior a 95 durante o período de cura especificado para as idades de ensaio 7 dias e 28 dias Ensaio de Compressão 331 Preparação para o Rompimento Os corpos de prova foram removidos da câmara úmida limpos e as superfícies de aplicação de carga foram niveladas com uma máquina especifica Foi utilizado um equipamento de compressão axial com capacidade suficiente para atingir as cargas máximas previstas 3 3 2 Rompimento Cada CP foi submetido a compressão axial até a ruptura com taxa de carregamento controlada de acordo com a NBR 5739 Os valores de carga de ruptura em kgf foram registrados e posteriormente convertidos em tensões de ruptura em MPa RESULTADOS OBTIDOS TABELA 6 Valores de tensão devido ao ensaio de rompimento dos CPs do grupo TABELA 7 Valores do ensaio realizado pelo professor de outro concreto TABELA 8 Valores estimados após comparação com o resultado do professor DISCUSSÃO DOS RESULTADOS Idade de 7 dias Os corpos de prova apresentaram valores de tensão de ruptura variando entre 115 MPa e 215 MPa refletindo o ganho inicial de resistência característico do CPVARI que é conhecido por sua alta reatividade e rápido desenvolvimento de resistência Idade de 14 dias I dade de 28 dias Os resultados variaram de 72 MPa a 327 MPa A variação pode ser atribuída a diferenças na homogeneidade da mistura e nos processos de moldagem e cura Os valores mais altos refletem o processo de hidratação mais completo e o ganho de resistência com o tempo CONCLUSÃO O resultado a ser obtido após o rompimento dos CP Corpo de prov a com idade de 7 14 e 27 dias através da prensa universal de corpos de prova conforme dito no objetivo do trabalho era de FCK 35MPA m as por alguns fatores obtemos ao final do trabalho somente a Tensão de Ruptura do Concreto com idade de 7 dias Mesmo com isso a pós a verificação de outros trabalhos e análise de dados percebeuse que a evolução da resistência dos corpos de prova fabricados com idade de 28 dias será satisfatória sendo a projeção de 50 conforme a tabela REFERÊNCIAS