Teste de resistência do concreto

Porque fazer ensaio de resistência?

O teste de resistência é capaz de indicar eventuais variações de qualidade do concreto, seja com relação a sua dosagem ou quanto aos elementos essenciais para a fabricação do mesmo. 

Desde o momento que o concreto é preparado existe uma serie de fatores que podem colocar em risco a sua resistência e o seu desempenho: as mudanças climáticas ou ate mesmo a adição excessiva de água na mistura. 

Por isso é muito importante fazer esse teste de resistência em laboratórios para confirmar se a resistência do concreto que foi fornecido é a mesma prevista em um projeto, por exemplo e de fundamental importância também para garantir a vida-útil de uma estrutura, bem como também das pessoas que iram usufruir no futuro daquele empreendimento.

Como é feito o teste:

• Após feito dosagem de concreto e os corpos de prova cilíndricos, utilizamos para fazer o teste de resistência a prensa de romper concreto;  

Prensa de corpo de prova 

                                              

Após esta base de conhecimento, das visitas, das aulas e da realização da dosagem do concreto fomos ao laboratório e realizamos 3 testes de resistência. Um a cada 7 dias:

• No dia 07/05 foi feito o teste de ruptura do primeiro corpo de prova; 

Área utilizada dos corpos de prova: 78,54 cm²;

Valor obtido  no rompimento do primeiro corpo de prova

Concreto já rompido

Foi alcançada uma tração de 24 Mpa neste primeiro rompimento. Para encontrar este valor utilizamos o valor obtido na prensa de romper concreto, dividimos pelo valor da área do corpo de prova e multiplicamos por 100.

Faremos este calculo para todos os 3 corpos de prova.

• No dia, 14/05 foi feito o teste de ruptura do segundo corpo de prova;

Valor obtido no rompimento do segundo corpo de prova

Rompimento do concreto 

Obteve-se 93% em relação ao fck do projeto 30 Mpa, sendo assim, foi alcançado 28 Mpa.

• No dia, 25/05 foi feito o teste do terceiro e ultimo corpo de prova;

Valor obtido no rompimento do terceiro corpo de prova 

Rompimento do concreto 

Encontramos neste terceiro teste uma tração de ruptura com 28 dias de 25 Mpa. Sendo assim não atendeu o fck do projeto que seria de 30 Mpa.

Não alcançamos assim o resultado esperado. Porque isso ocorreu?

Alguns erros na elaboração dos corpos de prova podem gerar alguns resultados que chamamos de "resultados de resistência falso". O que pode ter contribuído para este resultado falso foi a possibilidade dos corpos de prova estarem em local desnivelado ou desprotegido após a sua moldagem. Outro fator que pode ter contribuído foi o não humidecimento dos materiais utilizados que entraram em contato com o concreto na hora da moldagem dos corpos de prova.

Dosagem do Concreto

O objetivo da dosagem do concreto é determinar a composição mais econômica dos materiais (cimento, água, agregados, adições e aditivos) que obedeça os requisitos técnicos e levando em consideração a trabalhabilidade. Essa composição de materiais que irão compor o concreto devem ser definidos com base em ensaios realizados em laboratório partindo sempre do cimento que é adotado por peso e sendo os demais materiais relacionados a quantidade de cimento.

A resistência do concreto depende não apenas da qualidade dos constituintes, mas também, da sua dosagem, ou seja, a correta dosagem do concreto determina a sua resistência. Se os constituintes forem de boa qualidade, o concreto com maior teor de cimento sera mais resistente. Alem de todos esses ingredientes, entra na composição do concreto a água. A dosagem de água em relação ao cimento chama-se "fator água cimento" que influencia muito na resistência do concerto.

A relação das quantidades de cimento, areia (aglomerado miúdo) e brita (aglomerado graúdo) chamamos de traço. O traço na verdade é uma relação de volumes.

O traço do concerto foi definido antes de irmos ao laboratório, em sala de aula.

Memoria de calculo:

Os materiais influenciam no concreto da seguinte forma:
Cimento, o maior consumo acarreta:

• Maior plasticidade;
• Maior coesão;
• Menor segregação;
• Maior calor de hidratação;
• Maior retração

Agregado miúdo, o maior consumo acarreta:

• Aumento no consumo de água;
• Aumento no consumo de cimento;
• Maior plasticidade;

Agregado graúdo, o maior consumo acarreta:

• Maior plasticidade;
• Menor aderência;

Cimento utilizado

De acordo com os valores encontrados no calulo do traço, misturamos os componentes (cimento, areia, brita e água) na betoneira para homogenizar: 

Adicionando material: quantidade foi de acordo com o traço calculado

Após este processo de mistura, retiramos da betoneira e fizemos o Slump Test que é o abatimento do tronco de cone de concreto e que garante que a quantidade de água no traço esteja correta e que não havera nenhuma alteração na sua resistência final. 

Para que o nosso concreto chegasse ao solicitado que era de 140 mais ou menos 20 (160 mm de abatimento), tivemos que utilizar 50 ml de água, ou seja, 27,17% de água para corrigir o Slump já que o mesmo apresentou pouca fluidez, não atingindo nem o minimo nem o máximo exigido pelo teste, chegando apenas a 100 mm e quando foi feita a correção da água, chegou-se a um valor satisfatório de 120 mm do tronco do cone.

O Slump teste segue os seguintes passos:

Passo a passo do Slump test

Os primeiros passos ( 1, 2 e 3) mostra como deve ser feito o preenchimento do cone com o concreto em 3 camadas, onde cada camada dele levar 25 golpes em formato circular com uma haste metálica de socamento. O passo 4 mostra que após o preenchimento do cone faz-se o rasamento com a régua ou apropria haste metálica. No passo 5, faz a retirada do cone onde a velocidade desta retirada deve ser constante e sem interrupções. O passo 6 mostra assim a medição feita entre a diferença do cone metálico (altura inicial) e o cone de concreto (altura final).

Fizemos o Slump Test por 3 vezes ate atingir o  valor desejado de 120 mm.

Execução do Slump Test

Feito então todo o passo a passo para obter o concreto em seu estado ideal, moldamos os corpos de prova em cilindros metálicos para  posteriormente fazer o rompimento.

Cilindro metálico para moldar os corpos de prova

Obs: Foram moldados 4 corpos de prova, mais sendo necessário apenas o rompimento de 3.

Após moldado e seco, o concreto é retirado do cilindro metálico e colocado na água para o processo de cura, mante-lo hidratado é muito importante. 

Desmolde dos corpos de prova 

Processo de "cura" do concreto.

Considerando-se as especificações do concreto utilizado na construção civil, embora o ensaio apresente limitações, devido à facilidade de sua realização, torna-se muito útil para o controle da qualidade do concreto no estado fresco. No entanto, deve-se ter a garantia que o concreto foi dosado adequadamente e verificada a trabalhabilidade durante o seu preparo.

Caracterização de Agregados 

Agregados são materiais, que no inicio do desenvolvimento do concreto, eram adicionados a massa de cimento e água, para dar "corpo"  e tornando mais econômico. 

Hoje esta realidade mudou, 80% do peso do concreto é constituído  por esses agregados e sabemos que alem de ter uma influencia benéfica quanto a retração e a resistência, o tamanho, a densidade e a forma dos seus grãos podem definir varias características desejadas em um concreto.

Um bom concreto não é um mais resistente, mas sim aquele que atende as necessidades da obra com relação a peça que sera moldada. Logo, a consistência, o modo de aplicação e a resistência são fatores que definem a escolha dos materiais adequados para compor a mistura associando sua trabalhabilidade e dosagem mais econômica.

Com relação ao tamanho dos grãos, os agregados podem ser classificados em graúdos e miúdos, onde consideramos graúdo aquela parcela que fica retida na peneira numero 4 (malha quadrada com abertura de 4,8 mm de lado) e miúdo o que consegue passar por esta peneira.

Devido a importância dos agregados na mistura do concreto, vários são os ensaios necessários para sua utilização e servem para definir sua granulometria, massa especifica real e aparente, modulo de finura dentre outros.

Granulometria:é a distribuição, em porcentagem, dos diversos tamanhos de grãos e é determinada através e peneiramento com peneiras de determinada abertura seguindo um padrão 

Jogo de peneiras em ordem padrão para agregado miúdo

Jogo de peneiras em ordem padrão para agregado graúdo

Determinando assim as frações limites:

• Matacão de 25 cm a 1 m; 

• Pedra de 7,6 cm a 25 cm; 

• Brita de 4,8 mm a 7,6 cm; 

• Areia grossa de 1,2 mm a 4,8 mm; 

• Areia média de 0,3 mm a 1,20 mm; 

• Areia fina de 0,05 mm a 0,3 mm; 

• Silte de 0,005 mm a 0,05 mm; 

• Argila inferior a 0,005 mm;

1. Determinação da composição granulométrica de agregados

Os materiais utilizados são:

• Balança;

• Estufa;

• Jogo de peneiras com fundo;

• Bandejas;

• Escova ou pincel;

• Brita tipo 1 (3/8) - 20 Kg;

• Areia natural - 20 Kg.

 Agregado graúdo: dos 20 kg de brita, retiramos uma amostra de 1675,5 gramas para executar o experimento. Lavamos essa amostra e secamos na estufa a uma temperatura entre 105°-110°C e depois esfriamos em temperatura ambiente e pesamos.

Fazendo quarteamento da amostra 

Pesagem antes da lavagem do agregado graúdo

Agregado graúdo lavado 

Após este processo, encaixar as peneiras, previamente limpas, e em ordem crescente de abertura, colocar a amostra na parte superior do conjunto e agitar por no minimo 1 minuto, verificar e pesar o material retido em cada peneira obtendo os seguintes resultados:

Peneira:

• 12,5 mm - 586,6 gramas 
• 9,5 mm - 898 gramas
• 6,35 mm - 169,1 gramas 
• 4,75 mm - 1,7 gramas 

Agregado miúdo: dos 20 kg de areia, separamos uma amostra de 405,1 gramas para executar o experimento.

Fazendo o quarteamento da amostra 

Após este processo, encaixar as peneiras, previamente limpa, em ordem crescente de abertura, colocar a amostra na parte superior do conjunto e agitar por no minimo 1 minuto, verificar e pesar o material retido em cada peneira, obtendo os seguintes resultados:

Peneira:

• 2,36 mm - 0,7 gramas
• 1,18 mm - 4,3 gramas
• 300 micrómetro - 116,1 gramas
• 150 micrómetro - 216,8 gramas 

Tabela de dados 

Curva granulométrica dos agregados graúdo e miúdo 

Formulas e valores encontrados

Formula e valores encontrados do Índice de forma

Frasco de Chapman:

Materiais:

• Areia;
• Água;
• Balança;
• Frasco de Chapman;
• Estufa;
• Bandeja;
• Espatula;
• Funil de vidro;

Utilizamos para este experimento 500,1 gramas da amostra de agregado miúdo e colocamos dentro do frasco de Chapman. Enchemos o frasco de água, em media 200 cm³ de água e movemos o frasco ate eliminar as bolhas de ar. A leitura do nível que a água atingiu no gargalo do frasco indica o volume ocupado pelo conjunto água-agregado miúdo. 

Pesagem da amostra - agregado miúdo 

Frasco de Chapman - execução do experimento 

Visita técnica: Pedreiras Bahia

Conhecida também como Mineradora de Agregados para Construção Civil, a Pedreiras Bahia esta atuando no mercado há 45 anos e é considerada a maior da Bahia, chegando a produzir em media um milhão de toneladas de material por ano, mas, com a crise no país a produção foi reduzida em 70%.

Pedreiras Bahia - Simões Filho

Meio Ambiente:

A empresa possui licença ambiental, com aproximadamente 17 condicionantes, se preocupam com a vegetação e principalmente com as vibrações e os ruídos das detonações. A comunidade que existe ao redor fica sempre ciente do dia e hora das detonações.

Jazida da Pedreiras Bahia

Materiais (Produção): Minas

São feitos ensaios de granulometria uma vez por semana e os ensaios em laboratórios específicos são feitos uma vez por ano para poder determinar a porosidade, dureza, compressão dentre outros.

Não é todo tipo de rocha que possui um valor econômico, portanto, é feito um estudo na rocha para saber quanto de mineral tem e o seu volume. Caso possua valor econômico, aquele local é considerado uma jazida, uma mina que possui vida útil de 117 anos. Não possuindo valor econômico aquele local é apenas para fins ecológicos não, sendo assim, explorado.

Apos feito o estudo da rocha e sendo de valor econômico, é feita a exploração da mina:

Retira-se toda a vegetação do local;
Retira-se também a camada de solo;
Através de projetos definidos, a rocha é perfurada;
Após a perfuração ocorre a detonação;
Uma retro escavadeira leva essas rochas de no máximo  750 mm para um britador que ira diminuir o tamanho destas rochas, transformando-as em vários tamanhos e britas diferentes 

No fundo - maquina produzindo pó de brita 

Deste processo são fabricados 12 tipos de produtos entre vários tamanhos de britas e areia artificial (areia de brita):

• Britagem primaria: matacão;

• Britagem secundaria: brita 3 com 45 - 52 mm;

• Pó 4 mm;

• Pó 6 mm;

• Areia de Brita - 6 mm;

• Granilha - 8 mm;

• Brita 3/8 - 9,5 mm

• Brita 5/8 - 16 mm

• Brita 3/4 - 19 mm

• Brita 7/8 - 22mm

• Brita 2 - 38 mm

• Brita 3 - 47,5 mm

Cada britador tem um tipo de peneira para produzir cada tipo de produto. As malhas destas peneiras são trocadas a cada determinado tempo ou quando identifica-se através do tamanho das britas que a malha da peneira esta furada.

Após todo processo, a brita é vendida de acordo com a demanda do cliente da forma que foi produzida, passa apenas por tratamento físico.

Pó 4 mm

Granilha 

Brita 1

Brita 2

Pó 6 mm