2.1 CONCRETO
O concreto é um dos principais e mais
utilizados produtos da Indústria da
Construção Civil. Segundo Kaefer (1998), sua
evolução, ao longo da história da
humanidade, confunde-se com a história do cimento, cuja origem data do Egito Antigo e da Mesopotâmia.
Metha e Monteiro (2014) relatam que, atualmente, o consumo de concreto no mundo seja provavelmente da ordem de 19 bilhões de toneladas métricas ao ano. Isso se deve principalmente à excelente resistência do concreto à água, à sua facilidade de obter várias formas e tamanhos, e ao seu baixo
custo, normalmente, com uma rápida
disponibilidade do material para uma obra. 2.2 MATERIAIS CONSTITUINTES DO CONCRETO E SUA IMPORTÂNCIA
2.2.1 Cimento
materiais constituintes do concreto e suas características influenciam diretamente nas propriedades da mistura. Segundo Neville (2016), o cimento é descrito como um material com propriedades adesivas e coesivas que o fazem capaz de unir fragmentos minerais na forma de uma unidade compacta e o cimento Portland é
constituído principalmente de material
calcário, como a rocha calcária ou o giz, e de alumina e sílica encontradas em argilas ou folhelhos.
Já a NBR 11578 (ABNT, 1997, p.2) e a NBR 12655 (ABNT, 2015, p.5) descrevem o cimento Portland como: “aglomerante hidráulico obtido pela moagem de clínquer Portland ao qual se adiciona, durante a operação, a quantidade necessária de uma ou mais formas de sulfato de cálcio”.
2.2.2 Agregados
A NBR 7211 (ABNT, 2009) é a norma que especifica os agregados para concreto, esta define o agregado miúdo como sendo grãos que passam pela peneira com abertura de malha de 4,75 mm e permanecem retidos na peneira com abertura de malha de 150 μm, e o agregado graúdo, cujos grãos passam pela peneira com abertura de malha de 75 mm e permanecem retidos na peneira com abertura de malha de 4,75 mm, ambos ensaiados de acordo com a ABNT NBR NM
248, com peneiras definidas pela ABNT NBR NM ISO 3310-1. 13.
Inicialmente, os agregados eram considerados materiais inertes na composição do concreto e eram utilizados principalmente por questões econômicas, pois são mais baratos que o cimento. Contudo, estudos comprovam que os agregados podem limitar a resistência do concreto e suas propriedades afetam significativamente a durabilidade e o
desempenho estrutural do concreto
(NEVILLE, 2016).
Conforme Bauer (1995), a resistência à compressão e a durabilidade do concreto
tornam-se maiores quando aumenta a
compacidade do agregado. Deste modo,
diminui o índice de vazios e,
consequentemente, a quantidade de
argamassa a empregar, resultando em um concreto mais econômico.
2.3 PROPRIEDADES DO CONCRETO FRESCO E ENDURECIDO, A SEREM CONSIDERADAS NO PROCESSO DE DOSAGEM
Nas ponderações sobre dosagem de concreto observa-se a indispensabilidade que as misturas de concreto, obtidas através dos diversos métodos de dosagem, satisfaçam às condições de trabalhabilidade requisitadas nas
etapas de transporte, lançamento e
adensamento. Além desses fatores, a
trabalhabilidade também depende do tipo da
peça a ser moldada, mão de obra de execução e o tipo de equipamento que será utilizado no
processo de produção. O termo
trabalhabilidade tem um significado
abrangente, pelo fato de englobar restrições e fatores externos ao material e um conjunto de características do concreto fresco que contém várias maneiras de análise (BOGGIO, 2000).
Outra propriedade do concreto fresco
é a consistência, que depende
fundamentalmente de duas propriedades: a compacidade e a mobilidade. E o principal fator que influencia na consistência é o teor água/mistura seca, expresso em porcentagem do peso da água em relação ao peso da mistura de cimento e agregado (BAUER, 1995).
Mais uma propriedade é a resistência característica do concreto, considerada pela NBR 6118 (ABNT, 2014) como a resistência mínima necessária para que atenda aos requisitos de segurança exigíveis pelo o projeto estrutural. Em consonância, Neville (2018) afirma que a resistência é, quase invariavelmente, um elemento fundamental no projeto estrutural e é especificada para fins de controle. Assim como, esta deve fornecer uma ideia geral da qualidade do concreto, visto que está diretamente direcionada a estrutura da pasta de cimento hidratada.
influenciar a resistência do concreto, ela
depende essencialmente da relação
água/cimento e teor de ar incorporado no concreto. Uma relação bem definida entre a resistência e a relação água/cimento, para um
determinado conjunto de materiais e
condições, pode ser obtida a partir do desenvolvimento de dosagens experimentais (METHA e MONTEIRO, 2014).
A durabilidade é outra propriedade relevante do concreto, definida pela NBR 6118 (ABNT, 2014) como a capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas e estabelecidas em conjunto pelo autor do projeto estrutural e pelo contratante, no início dos trabalhos de elaboração do projeto.
2.4 DOSAGEM DE CONCRETO E SEUS MÉTODOS
Neville (2016) define dosagem como
um simples processo de escolha de
componentes adequados do concreto e de determinação de suas quantidades relativas com a finalidade de produzir um concreto, com menor custo possível, que obedeça a
determinadas propriedades mínimas,
especialmente resistência, durabilidade e consistência.
Um dos métodos de dosagem bastante conhecido é o ACI 211.1-91 – Standard Practice for Selecting Proportions for Normal,
origem americana e consiste em uma sequência de etapas bem definidas que levam em conta as características dos materiais a serem utilizados (NEVILLE, 2016).
Boggio (2000) afirma que este método se preocupa com a trabalhabilidade através de muitos fatores relativos aos materiais, às condições de execução e adensamento e às dimensões máximas das peças. Além de vincular para cada granulometria da areia e cada tamanho máximo do agregado graúdo, um valor máximo do volume de agregado compactado seco por m³ de concreto. Assim como, nos concretos de consistência plástica,
para tentar alcançar misturas mais
econômicas, este método fornece traços com baixos teores de areia.
Outro método de dosagem conhecido é o EPUSP/IPT descrito em Helene e Terzian
(1992), consiste numa atualização e
generalização feita na Escola Politécnica da USP, a partir do método desenvolvido inicialmente no IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo. Este método parte da resistência característica do concreto aos 28 dias (fck), do diâmetro máximo dos agregados e da consistência do concreto para se obter as proporções de areia e pedra britada para cada unidade de cimento, além da obtenção do fator água/cimento, estabelecendo como resultado final um
diagrama de dosagem graficado sobre três quadrantes.
Outro estudo de método de dosagem é o proposto por Vallette.
Vallete procurou estudar a resistência do concreto em função da relação g/s com a finalidade de comprovar a justeza das teorias
baseadas na granulometria
contínua. Procurou determinar as relações g/s = k mais favoráveis para misturas preparadas com um agregado graúdo e com um
agregado miúdo corrente
(BAUER, 1995, p. 195).
2.5 MÉTODO DAS CURVAS DE
REFERÊNCIA DE FAURY
Em sua dissertação, Nepomuceno (1999) citou que o método das curvas de referência de Faury é de natureza empírica e
visa, sobretudo, fornecer uma curva
granulométrica das partículas sólidas do concreto que, tendo em vista a natureza dos agregados, a trabalhabilidade pretendida, aos meios de compactação, o efeito de parede e a presença de armaduras, acarretam uma maior
compacidade do concreto endurecido. O método da curva de referência de Faury permite determinar a melhor proporção de cada um dos componentes sólidos do concreto, para que a curva granulométrica resultante (curva real) se aproxime da curva de referência que pode ser realizada analítica ou graficamente.
Este mesmo autor descreve a curva de referência de Faury como dois segmentos de reta que são representados em um gráfico em que as ordenadas têm uma escala linear e as abscissas vão de 0,0065 mm até D (dimensão máxima do agregado) e têm uma escala proporcional à raiz quinta das dimensões das partículas, como se observa na Figura 1.
As coordenadas desses pontos
dependem do grau de consistência pretendido, dos meios disponíveis para trabalhar o concreto e, certamente, do tipo de agregados disponíveis. Desse modo, os três pontos que
definem a curva de referência são
Ponto Abcissa (mm) Ordenada (%) 1 0,0065 0,0 2 D/2 PD/2 = A + 17 5√𝐷 + 𝑅 𝐵 𝐷 7 −0,75 3 D 100 Fonte: NEPOMUCENO (2000)
Figura 1 – Gráfico dos pontos da curva de referência de Faury
Fonte: NEPOMUCENO (2000)
Já Coutinho (2006) descreve o gráfico da abertura da malha de 0,0065 como a
origem do eixo das abcissas, conforme Figura 2.
Figura 2 –Representação gráfica da curva granulométrica de referência de Faury. A escala das abcissas é proporcional à raiz quinta da abertura da malha das peneiras
Fonte: COUTINHO, 2006
Na determinação da ordenada do ponto de abcissa D/2, descrita na Equação 1, tem-se: P(D 2) = A + 17√D5 + R B D 1 − 0,75 (1)
Sendo: A, B – os parâmetros que dependem da natureza dos agregados, do meio de colocação utilizado e da consistência do
concreto (Quadro 2); R – raio médio do molde, em mm; D – dimensão máxima do agregado, em mm; PD/2 – percentagem do material sólido total que passa na peneira D/2. Coutinho (2006) também define A e B
como parâmetros relacionados com
trabalhabilidade e a potência de compactação referidos no Quadro 2, R é o raio médio do
molde, da peça ou da zona a betonar e D a
dimensão máxima do agregado. A razão 𝑅𝐷
tem valor de 1, para efeitos de desprezo do efeito de parede. Este consiste no fato de o volume de vazios entre uma superfície e as partículas compactadas contra a mesma, ser superior ao volume de vazios existente entre os agregados.
Quadro 2 – Valores dos parâmetros A e B da curva de referência de Faury
Fonte: COUTINHO, 2006
O método de Faury, segundo
Rodolpho (2007), é um exemplo de método de dosagem que utiliza os princípios do módulo de finura e geométrico. Ele observa que, quando o agregado grosso e o agregado fino são avaliados separadamente, através do método de seleção baseado no módulo de finura, nem sempre alcança um concreto com adequada trabalhabilidade.