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O concreto é um material amplamente utilizado na construção civil, resultante da mistura entre cimento + agregado miúdo (areia) + agregado graúdo (brita) + água e, por vezes, aditivos capazes de melhorar as propriedades do material em seu estado fresco e/ou endurecido.
Sabendo que o concreto é resultado da combinação de diferentes tipos de materiais, como definir a proporção de cada um na mistura? Primeiramente, é preciso ter conhecimento das propriedades que se espera do concreto a ser produzido:
- Concreto fresco:
Quando em seu estado fresco, o concreto deve ter sua consistência e trabalhabilidade condizente com o tipo de obra, espaçamento (densidade) do conjunto de armaduras, transporte e lançamento. - Concreto endurecido:
As propriedades do concreto endurecido, de modo geral, são definidas pelo projetista estrutural, o qual deve especificar aos elementos da estrutura a resistência característica à compressão ( fck ) e o módulo de elasticidade do concreto a ser utilizado. Além disso, ao definir as características exigíveis, o material deve atender também aos requisitos de durabilidade.
INFORMAÇÕES DE CÁLCULO
- Fck de projeto (Mpa):
O fck é a resistência característica que o concreto deve atingir, conforme especificado em projeto. - Fcj – Dosagem (Mpa):
O concreto sempre é dosado para uma resistência superior à resistência especificada em projeto (Fcj > Fck), de modo a garantir que todo o material (concreto) produzido atenda às condições exigidas. Portanto: - Desvio padrão – Sd (MPa):
O desvio padrão pode ser determinado a partir da experiência prévia ou resultados de ensaios com misturas experimentais. Quando não se tem NENHUM resultado prévio de ensaio sobre a dosagem experimental, valores fixos (elevados) são adotados e dependem essencialmente da resistência exigida em projeto (Fck). A depender do NÚMERO DE ENSAIOS realizados, o desvio padrão ainda pode sofrer um novo acréscimo. - Massa específica do cimento (g/cm³):
A massa específica do cimento varia de acordo com o tipo e fabricante. Valores da ordem de 3 g/cm³ são usuais. - Slump esperado (mm):
O slump é um parâmetro relevante pra o concreto em seu estado fresco e remete à trabalhabilidade do material. Para a definição do abatimento (slump) esperado é preciso considerar o elemento estrutural a ser concretado, taxa de armadura e forma de adensamento utilizado. - Dimensão máxima do agregado graúdo (mm):
Para a produção do concreto utilizado em estruturas usuais, é comum adotar um agregado com dimensão máxima de 19mm. No entanto, é possível produzir concreto para diferentes situações / obras adotando outra dimensão máxima de agregado. - Massa unitária (kg/m³):
É a massa de agregado (graúdo, nesse caso) necessária para preencher um recipiente de volume unitário conhecido sem compactação. Divide-se massa por volume e se obtém a massa unitária em seu estado solto. A norma que prescreve o método para a determinação da massa do agregado no estado solto é a NBR 7251. - Módulo de finura da areia:
É um parâmetro facilmente obtido a partir da análise granulométrica da areia, basta somar as porcentagens retidas acumuladas nas peneiras da série normal e dividir o valor por 100. Valores mais altos indicam uma areia mais grossa.
- Massa específica (g/cm³):
É a relação entre a massa do agregado seco e seu volume, excluindo os poros permeáveis (capilares). Valores entre 2,6 g/cm³ e 2,7 g/cm³ são bem comuns para agregados naturais. - Teor de absorção (%):
O teor de absorção de um agregado é determinado pelo decréscimo de massa de uma amostra em condição Saturada Superfície Seca (SSS) após secagem em estufa pelo período de 24 horas. A absorção, em porcentagem, é medida pela perda de massa em relação à massa da amostra seca. - Teor de umidade (%):
É medido através da massa de água que excede a condição Saturada Superfície Seca (SSS) do agregado. Dessa forma, a água total presente no agregado úmido é obtida pela soma da absorção e o teor de umidade.
MISTURAS EXPERIMENTAIS
É importante realizar misturas experimentais com o traço obtido para verificar se as características desejadas foram atendidas. É provável que seja necessário fazer pequenas alterações na dosagem para que se alcance essas características, especialmente as que são relacionadas ao estado fresco do concreto, e, para isso, parâmetros como “Teor de Argamassa”, relação “Água / Materiais Secos” e “Areia / Agregados” serão úteis. (cimento, a = areia, p = pedra, x = água)
- Teor de Argamassa – α (%):
O teor de argamassa na mistura reflete diretamente na coesão do concreto. Ao se preparar uma mistura experimental, é possível analisar pela aparência se o teor de argamassa está abaixo do ideal ou se há um excesso. Após a realização do slump test para a verificação do abatimento, aplica-se alguns golpes com a ponta da haste de adensamento sobre a base, se o tronco de concreto desmoronar / cisalhar é sinal de que o teor de argamassa está baixo. Se a forma do agregado graúdo estiver muito evidente na superfície (vazios entre os agregados graúdos) da pilha também pode indicar que o teor de argamassa está abaixo do ideal. Por fim, é possível verificar o teor de argamassa ao se passar uma colher de pedreiro sobre a massa de concreto, o ideal é que ela corra formando uma superfície lisa, sem o ruído característico da colher em contato com o agregado graúdo.
- Relação Água / Materiais Secos – H (%):
A consistência do concreto está relacionado à relação água / materiais secos da mistura. Caso o abatimento (slump) tenha ficado abaixo do que é desejável para a mistura, é possível corrigir o traço aumentando a relação água / materiais secos. Por outro lado, se o abatimento medido for maior do que o desejável, diminui-se essa relação.
- Relação Areia / Agregados (%):
Para se obter a massa unitária máxima na mistura dos agregados (miúdo e graúdo) a massa de agregado miúdo (areia) deve representar, em média, 35% a 40% da massa total dos agregados. Quanto mais próximo da massa unitária máxima menor será o volume de vazios a ser preenchido pela pasta de cimento, consequentemente, mais econômico.
CONSIDERAÇÕES IMPORTANTES
Conforme a tabela utilizada no método ACI para dosagem do concreto, a resistência de dosagem (fcj) estaria limitada ao valor de 41,4 MPa. Para resistências superiores, seria difícil manter o equilíbrio entre consumo de cimento e as propriedades que se esperam do concreto em seu estado fresco.
Para se produzir um concreto com resistência superior aos valores indicados seria necessária a utilização de aditivos redutores de água (plastificantes ou superplastificantes). Ao se reduzir o consumo de água o concreto endurecido se torna menos poroso e, portanto, mais resistente.
Vale ressaltar que a utilização dos aditivos plastificantes / superplastificantes segue três vertentes:
- Obter concreto com resistência mais elevada pela redução da relação água/cimento, mantendo a trabalhabilidade obtida para a mistura sem aditivo.
- Obter concreto com menor consumo de cimento, mantendo a trabalhabilidade.
- Obter concreto com maior trabalhabilidade.
CONCLUSÃO
Conhecendo as propriedades que se espera do concreto a ser produzido bem como os materiais selecionados para a mistura, não é difícil se obter o traço ideal, sendo de extrema importância a realização de misturas experimentais para validar suas propriedades no estado fresco e endurecido e, se necessário, fazer ajustes no traço inicial.
É recomendado, no primeiro momento, que se trabalhe com o traço inicial ajustando apenas o Teor de Argamassa (α) e a Relação Água / Materiais Secos (H). Após definir o Teor de Argamassa Ideal e a Relação Água Materiais Secos que darão, respectivamente, a coesão e consistência desejada para o concreto, é interessante que se realize outras misturas experimentais subindo a relação Água / Cimento (A/C), isso pode ajudar a reduzir o consumo de cimento de modo que ainda seja possível atender ao critério de resistência à compressão e requisitos de durabilidade.
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
Tecnologia do Concreto
