RONALDO BORGES DE ANDRADE

RONALDO BORGES DE ANDRADE

CONTROLE TECNOLÓGICO DO CONCRETO E SUAS

IMPLICAÇÕES DE ACORDO COM A ABNT NBR 12655:2015

NATAL-RN

2020

CENTRO DE TECNOLOGIA

Controle tecnológico do concreto e suas implicações de acordo com a ABNT NBR 12655:2015

Trabalho de Conclusão de Curso na modalidade Monografia, submetido ao Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como parte dos requisitos necessários para obtenção do Título de Bacharel em Engenharia Civil.

Orientador: Prof. Dr. Rodrigo Barros

Coorientador: Prof. Dr. José Neres da Silva Filho

Natal-RN 2020

Andrade, Ronaldo Borges de.

Controle tecnológico do concreto e suas implicações de acordo com a ABNT NBR 12655:2015 / Ronaldo Borges de Andrade. - 2020. 51 f.: il.

Monografia (graduação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Tecnologia, Curso de Engenharia Civil, Natal, RN, 2020.

Orientador: Prof. Dr. Rodrigo Barros.

1. Concreto Monografia. 2. Controle tecnológico

-Monografia. 3. Compressão - -Monografia. I. Barros, Rodrigo. II. Título.

RN/UF/BCZM CDU 691.32

Controle tecnológico do concreto e suas implicações de acordo com a ABNT NBR 12655

Trabalho de conclusão de curso na modalidade Monografia, submetido ao Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como parte dos requisitos necessários para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.

Aprovado em 07 de dezembro de 2020:

___________________________________________________

Prof. Dr. Rodrigo Barros – Orientador

___________________________________________________

Prof. Dr. José Neres da Silva Filho – Coorientador

___________________________________________________

Prof. Dr. Jose Airton Cunha da Costa – Examinador interno

___________________________________________________

Prof(a). Dr(a). Christiane Mylena Tavares de Menezes Gameleira – Examinador externo

Natal-RN 2020

Aos meus pais, corresponsáveis pelo fechamento desse ciclo na minha vida e a quem devo tudo de bom que acontece em minha vida.

Ao meu orientador, Rodrigo Barros, que se mostrou extremamente disponível, mesmo nesses tempos incomuns e foi sempre compreensivo com os problemas que surgiam da minha parte.

Aos professores do curso, que são grandes responsáveis pelos conhecimentos que adquiri, me mostraram que nunca sabemos o suficiente e que a busca constante pela aquisição de saber é a melhor forma de viver a vida.

Aos amigos de curso que tornam a brusca caminhada na universidade mais suave. E a todos que, direta ou indiretamente, me ajudaram na realização deste trabalho.

Controle tecnológico do concreto e suas implicações de acordo com a ABNT NBR 12655:2015

O controle tecnológico do concreto consiste em um conjunto de operações que busca garantir a qualidade do material e engloba desde a produção deste até a verificação das suas características quando já em serviço. A ABNT NBR 12655:2015 normatiza esses procedimentos no Brasil e utiliza a resistência à compressão do concreto, através de uma abordagem estatística, como a principal propriedade para medir o grau de conformidade do material. Porém, não são raros os casos de obras no país com problemas relacionados à conformidade do concreto e isso justifica o estudo da norma com o objetivo de esclarecer a metodologia vigente e a sua posterior aplicação em casos exemplo para ilustração do processo prático. Conclui-se que os procedimentos de controle ainda não recebem a atenção devida, tanto pela pouca divulgação acadêmica do assunto como pelo não entendimento, por parte do corpo profissional, das implicações, em sua totalidade, de um concreto não conforme em uma estrutura.

Technological control of concrete and its implications according to ABNT NBR 12655: 2015

Technological control of concrete consists of a set of operations that seeks to guarantee the quality of the material and encompasses from its production to the verification of its characteristics when already in service. The ABNT NBR 12655:2015 standardizes these procedures in Brazil and uses the compressive strength of concrete, through a statistical approach, as the main property to measure the degree of conformity of the material. However, there are not rare cases of construction works in the country with problems related to the conformity of concrete and this justifies the study of the standard in order to clarify the current methodology and its subsequent application in example cases to illustrate the practical process of standard using. It is concluded that the control procedures still do not receive adequate attention, both due to the lack of academic dissemination of the subject and the lack of understanding, on the part of the professional body, of the implications, in their entirety, of a non conforming concrete to a structure.

Figura 1 - Partes do controle tecnológico do concreto ... 15

Figura 2 – Densidade de probabilidade da resistência à compressão do concreto ... 20

Figura 3 - Diferenças entre resistências média e característica ... 21

Tabela 1 - Variações do resultado do ensaio de resistência e suas origens ... 16

Tabela 2 - Classes de agressividade ambiental ... 18

Tabela 3 – Classe de agressividade ambiental e qualidade do concreto ... 19

Tabela 4 - Condições de preparo e desvio padrão ... 22

Tabela 5 - Limites máximos para formação de lotes de concreto ... 24

Tabela 6 - Valores de Ψ6 ... 26

Tabela 7 - Formação de lotes e quantidade de testemunhos para extração ... 30

Tabela 8 - Resultados do ensaio da etapa 1 ... 38

Tabela 9 - Resistências dos exemplares da etapa 1 ... 39

Tabela 10 - Resultados do ensaio da etapa 2 ... 40

Tabela 11 - Resistências dos exemplares da etapa 1 ... 40

Tabela 12 - Resultados do ensaio de resistência à compressão ... 41

Tabela 13 - Resistência a compressão dos exemplares e locais de aplicação... 44

ABECE - Associação Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas

C.P. - Corpo de Prova

𝑓₁ - Menor resistência à compressão entre as resistências dos exemplares do lote de concreto

𝑓_𝑐 - Resistência à compressão de um corpo de prova

𝑓_{𝑐,𝑏𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎𝑑𝑎} - Resistência à compressão da betonada de concreto

𝑓_𝑐𝑚 - Resistência média à compressão do lote de concreto

𝑓𝑐𝑘 - Resistência à compressão característica de projeto do concreto

𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} - Resistência à compressão característica estimada do lote de concreto

𝑓𝑐𝑘,𝑒𝑥𝑡,𝑠𝑒𝑔

- Resistência à compressão característica estimada do concreto obtida a partir de testemunhos extraídos das peças estruturais

𝑓_𝑐𝑘𝑗 - Resistência à compressão característica estimada do concreto aos 𝑗 dias 𝑓_𝑖 - Resistência à compressão de um exemplar qualquer do lote de concreto 𝑓_𝑚 - Resistência à compressão mediana entre as resistências dos exemplares do

lote de concreto NM - Norma Mercosul

𝑆_𝑑 - Desvio Padrão da amostra

Ψ₆ - Coeficiente utilizado para cálculo da resistência à compressão característica estimada mínima do lote

1. INTRODUÇÃO ... 12

2. OBJETIVOS ... 14

2.1 Objetivo geral ... 14

2.2 Objetivos específicos ... 14

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 15

3.1 Controle Tecnológico do Concreto ... 15

3.2 ABNT NBR 12655:2015 ... 17

3.3 Resistência à compressão do concreto ... 20

3.4 Ensaio de resistência à compressão ... 23

3.5 Tipos de controle da resistência do concreto ... 25

Amostragem parcial ... 25

Amostragem total ... 26

Casos excepcionais ... 27

3.6 Conformidade dos lotes de concreto ... 27

3.7 Procedimentos em caso de não conformidade do concreto ... 28

3.8 Atribuição de responsabilidades ... 33 4. ESTUDO DE CASO ... 35 4.1 Caso 1 ... 35 Amostragem total ... 35 Amostragem parcial ... 36 4.2 Caso 2 ... 37 4.3 Caso 3 ... 41 4.4 Caso 4 ... 44 5. CONCLUSÃO ... 48 REFERÊNCIAS ... 49

1. INTRODUÇÃO

O concreto de cimento Portland é o segundo material mais consumido do mundo, atrás apenas da água, e o material de construção mais utilizado no Brasil para grandes obras. Sua importância para a construção civil é corroborada ainda pelo seu uso, na grande maioria dos casos, como material constituinte dos elementos estruturais das edificações, ou seja, está intrinsecamente relacionada com a segurança estrutural destas.

Com tanta responsabilidade, é de fundamental importância para a segurança das estruturas que a qualidade do concreto seja sempre controlada e verificada. Devendo um conjunto de processos objetivar a sua produção com as características desejadas e a posterior verificação das propriedades de interesse. A essas ações chamamos de controle tecnológico do concreto.

No Brasil, esse processo é regulamentado pela ABNT NBR 12655:2015 - Concreto de Cimento Portland - Preparo, Controle, Recebimento e Aceitação - Procedimento, que, como dito no próprio título, busca garantir a qualidade do concreto normatizando processos desde o início da produção deste, passando pelas fases de transporte até a obra e recebimento do material no canteiro até a realização dos ensaios para verificação da qualidade do material recebido.

Uma parte fundamental do controle tecnológico, tão essencial ao ponto de muitas vezes ser confundida com o controle na sua totalidade, é a medição da resistência à compressão do concreto recebido e a verificação se esta atende ao requisitado em projeto. Esta verificação define se o material está conforme ou não conforme. Devido às inúmeras incertezas influenciadoras na resistência final do material, trata-se esta propriedade de forma estatística considerando-a como uma variável aleatória que segue a distribuição normal de Gauss. Inclusive, a norma de controle tecnológico brasileira permite duas formas diferentes de se amostrar o material a ser estudado, através da amostragem parcial ou através da amostragem total.

A incidência de concretos não conformes nas obras brasileiras, porém, vem se apresentando como um grande problema e, por isso, vem sendo tema de discussão de profissionais da área há mais de uma década. Para se ter uma ideia, segundo dados compilados por Santiago (2011), para um total de mais de seis mil corpos de prova (C.P.) moldados para controle tecnológico de nove estados do Brasil, encontrou-se percentuais de 28% de não conformidade para concretos C40 e até 84% para concretos de classe C50.

Esses números incentivam uma análise do processo de produção do concreto nacional. Uma discussão que leva em consideração o fato de um concreto de qualidade só ser obtido se os cuidados necessários forem tomados desde a escolha dos materiais utilizados até a cura do material já constituinte dos elementos estruturais, mas, também, alcança o estudo da norma vigente de controle tecnológico e como esta pode influenciar nesses resultados sendo, por exemplo, muito exigente ou muito branda, ou pouco eficiente no processo de coleta de amostras efetivamente representativas do material utilizado, entre outras questões.

Este trabalho aborda o problema através do estudo da norma e busca, através da aplicação desta em casos reais, mostrar como esta funciona e quais resultados são obtidos com o seu uso.

2. OBJETIVOS

2.1 Objetivo geral

Exemplificar o uso da ABNT NBR 12655:2015 através da aplicação desta em casos reais focando no ponto definidor da conformidade ou não do material – a resistência à compressão característica do concreto – inclusive comparando os resultados obtidos com os resultados que seriam obtidos com versões anteriores da norma para melhor entendimento do significado dos procedimentos utilizados.

2.2 Objetivos específicos

• Revisar os fundamentos nos quais se baseiam a ABNT NBR 12655:2015 com foco nos procedimentos de aceitação e definição de conformidade do concreto,

• Mostrar como se dá a abordagem estatística e seu uso na definição da resistência característica à compressão do concreto e a resistência estimada dos lotes,

• Ressaltar as vantagens provenientes do uso da resistência à compressão do concreto como propriedade indicadora da qualidade do material e

• Alertar para as consequências menos lembradas provenientes do uso de um concreto material não conforme.

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1 Controle Tecnológico do Concreto

O controle tecnológico do concreto consiste em uma série de procedimentos que busca garantir o atendimento do material aos requisitos mínimos de qualidade para que este execute suas funções no âmbito da segurança estrutural, desempenho em serviço e durabilidade.

Segundo Petrucci (1978 apud PEREIRA, 2008, p. 31) controle tecnológico do concreto é definido como uma série de operações conduzidas no canteiro de obras com as finalidades de garantir um material com as especificações e consequentemente com as exigências da obra.

Porém Helene e Terzian (1993) também lembram que é bastante irreal e inoperante tratar o controle de produção do concreto apenas sobre a visão das características finais do concreto, sem que anteriormente tenha sido efetuado um controle de qualidade e uniformidade da matéria-prima utilizada para produção do mesmo e procedimentos posteriores. O esquema, Figura 1, ilustra a dimensão total do controle tecnológico e todas as pequenas partes que o compõem.

Figura 1 - Partes do controle tecnológico do concreto

A utilização da resistência a compressão do concreto como a principal propriedade utilizada para o atestado da conformidade do material, como será visto adiante, reforça a importância do controle de qualidade em todas as fases da produção do material. Isso porque, como dito por Mehta e Monteiro (2014), além da relação água/cimento, a resistência do concreto depende do adensamento, condições de cura, mineralogia e dimensão do agregado, tipos de aditivos, adições, condições de umidade e geometria do corpo de prova. Ou seja, o concreto só atingirá a resistência requerida se vários fatores, fatores estes integrantes de todas as fases da produção, fizerem jus aos padrões de qualidade exigidos.

Para se ter uma ideia, apenas na fase do ensaio à compressão axial do concreto, o resultado pode ter variação de até 50% devido a um procedimento isolado como adensamento ou capeamento dos corpos de prova, conforme levantado por Helene e Terzian (1993) e apresentado na Tabela 1.

Tabela 1 - Variações do resultado do ensaio de resistência e suas origens

Origem da Variação Variabilidade máxima

Materiais

Variabilidade da resistência

do cimento ±12%

Variabilidade da quantidade

total de água ±15% Variabilidade dos agregados _±8%

Mão de Obra Variabilidade do tempo e

procedimento de mistura -30%

Equipamento

Ausência de aferição de

balanças -15%

Mistura inicial, sobre e subcarregamento, correias etc. -10% Procedimento de Ensaio Coleta imprecisa -10% Adensamento inadequado -50% Cura (efeito considerado a

28 dias ou mais) ±10%

Capeamento inadequado -30% para concavidade -50% para convexidade Ruptura (velocidade de

carregamento) 5%

Fonte: Helene e Terzian (1993) (Adaptado)

Além do mais, “a resistência é uma propriedade normalmente especificada, por que, comparado aos ensaios envolvendo outras propriedades, o ensaio é relativamente fácil.”

(MEHTA; MONTEIRO, 2014, p. 50) e outras propriedades como módulo de elasticidade, impermeabilidade e resistência à tração, importantes para análise, por exemplo, da abertura de fissuras e flechas da estrutura, podem ser deduzidas através dos dados de resistência.

O acima citado mostra que, apesar da verificação da conformidade do concreto acontecer predominantemente na fase anterior ao lançamento do concreto, os cuidados para o controle da qualidade do material devem ser iniciados muito anteriormente.

Saad (2006) levanta ainda a questão das peculiaridades do controle de qualidade do concreto ao lembrar que este é um material de aplicação imediata após a sua produção e que, por isso, a atestação da qualidade é feita a partir de ensaios posteriores, quando o material já está lançado nas fôrmas.

No Brasil, o direcionamento quanto aos processos de controle tecnológico do concreto é dado pela ABNT NBR 12655:2015 – Concreto de cimento Portland – Preparo, controle, recebimento e aceitação – Procedimento.

Segundo o texto da norma, esta estabelece os requisitos para:

a) propriedades do concreto fresco e endurecido e suas verificações; b) composição, preparo e controle do concreto;

c) aceitação e recebimento do concreto.

Porém, é importante ressaltar, o controle tecnológico do concreto só é completo se a ABNT NBR 12655:2015 for usada como parte de um conjunto de normas que regem os bons costumes relacionados ao concreto armado. Como exemplo temos a ABNT NBR 6118:2014, que trata sobre projeto de estruturas de concreto; ABNT NBR 14931:2004, que trata sobre a execução dessas estruturas e ABNT NBR NM 33:1998, que dispõe sobre a amostragem concreto fresco, entre outras.

3.2 ABNT NBR 12655:2015

A ABNT NBR 12655:2015 diz em seu item 5.1.2.1 que:

A composição do concreto e a escolha dos materiais componentes devem satisfazer as exigências estabelecidas nesta Norma, para concreto fresco e endurecido, observando: consistência, massa específica, resistência, durabilidade, proteção das barras de aço quanto à corrosão e o sistema construtivo escolhido para a obra (ABNT NBR 12655, 2015, p. 9).

No item 5.2 são tratados os requisitos e condições de durabilidade da estrutura em concreto armado. É aqui que são tratados os pontos a serem observados quando da elaboração

do projeto estrutural e propriedades do concreto necessárias para que a estrutura, quando usada de forma correta e sob as condições previstas, apresente desempenho satisfatório durante sua vida útil.

A agressividade ambiental é o primeiro ponto citado pela norma a ser observado para que se atenda aos requisitos de desempenho da estrutura. Reproduzindo a classificação dada pela ABNT NBR 6118:2014, a ABNT NBR 12655:2015 apresenta, na Tabela 2, a classe de agressividade ambiental de cada meio no qual a estrutura possa estar inserida e o quão capaz de deteriorar a estrutura é este meio.

Tabela 2 - Classes de agressividade ambiental

Fonte: ABNT NBR 12655:2015

Logo após, em seu item 5.2.2.1, a ABNT NBR 12655:2015 trata sobre a relação entre a classe de agressividade ambiental e a qualidade do concreto, afirmando que, após o atendimento aos critérios de projeto da ABNT NBR 6118:2014, a durabilidade das estruturas depende diretamente das propriedades do concreto. Diz ainda que a durabilidade do elemento estrutural em concreto armado apresenta forte correlação com a relação água/cimento e a resistência à compressão do material.

A Tabela 3, retirada da ABNT NBR 12655:2015, traz, então, os valores máximos de relação água/cimento e valores mínimos de resistência à compressão (classe) e consumo de

cimento por m³ de concreto para que o material consiga atender aos requisitos de durabilidade de acordo com o ambiente ao qual está exposto.

Tabela 3 – Classe de agressividade ambiental e qualidade do concreto

Fonte: ABNT NBR 12655:2015

O cuidado com a relação água/cimento pode ser explicado, como dito por Pereira (2008), pelo fato dessa propriedade do concreto ser inversamente proporcional à resistência e diretamente proporcional à porosidade do material.

Quanto à agressividade ambiental, a ABNT NBR 12655:2015 traz ainda prescrições quanto à condições especiais de exposição, exposição a sulfatos e exposição a cloretos.

No seu item 6, a ABNT NBR 12655:2015 trata sobre os ensaios de controle de recebimento e aceitação do material na obra. São citados os ensaios de consistência e resistência a compressão.

O primeiro consiste no ensaio de consistência pelo abatimento do tronco de cone (ABNT NBR NM 67:1998) ou espalhamento (ABNT NBR 15823-2:2017) e habilidade passante em fluxo livre (ABNT NBR 15823-3:2017). A norma diz ainda a frequência com a qual devem ser realizados esses ensaios.

Os resultados dos ensaios de consistência servem como critério para a aceitação preliminar do concreto, enquanto que a aceitação final do material é definida com os resultados do ensaio de resistência à compressão do concreto.

3.3 Resistência à compressão do concreto

Segundo Araújo (2014, p. 3), “devido a fatores de natureza aleatória, como a falta de homogeneidade da mistura, graus de compactação diferentes para corpos de provas diferentes, dentre outras”, além de outros fatores como variação das propriedades dos materiais da mistura, existe uma perceptível variabilidade nos valores de resistência à compressão das amostras de um mesmo lote ensaiado. Essa dispersão de valores faz com que a resistência à compressão do concreto seja tratada estatisticamente e, ainda, que seja considerada como uma variável aleatória que segue uma distribuição normal ou distribuição de Gauss.

Variáveis aleatórias que se comportam segundo a distribuição de Gauss apresentam uma maior frequência de valores próximos do valor médio enquanto que a ocorrência de valores que estão mais distantes da média, tanto inferiormente quanto superiormente, é de menor probabilidade.

No caso da resistência à compressão do concreto, chama-se de “característico” o valor para o qual a probabilidade, ao se ensaiar um corpo de prova representativo do material, de se obter um valor de resistência à compressão menor do que o valor em questão seja de 5%, como mostrado na Figura 2. É esse o valor especificado para o material no projeto e usado como referência na dosagem.

Figura 2 – Densidade de probabilidade da resistência à compressão do concreto

É importante ressaltar que o valor da normatização brasileira é o mesmo desde a década de 60, quando foi iniciado o uso da curva de Gauss para análise da resistência do concreto e que esses valores variam de país para país (PACHECO; HELENE, 2013).

Nos ensaios de compressão axial, o conjunto de valores de resistência obtido para cada um dos corpos de prova (𝑓_𝑖) é utilizado para o cálculo do valor médio da resistência à compressão (𝑓𝑐𝑚) do material, o que não é uma forma adequada de se caracterizar a resistência

do concreto pois não leva em conta a já citada variabilidade existente nos valores obtidos nos testes. A dispersão dos valores é levada em conta e aliada ao 𝑓_𝑐𝑚 para a obtenção do 𝑓_𝑐𝑘 através do desvio padrão (𝑆_𝑑). Quanto maior o 𝑆_𝑑, maior é a distância dos valores do ensaio para o valor médio, ou seja, maior é a variabilidade do valor de resistência do lote.

Conforme mostrado na Figura 3, considerar apenas o valor médio não é a forma ideal de se caracterizar a resistência à compressão do concreto. Apesar dos dois concretos apresentarem o mesmo 𝑓𝑐𝑚, o concreto 1, devido a sua menor variabilidade, apresenta 𝑓𝑐𝑘 muito

maior que o concreto 2.

Figura 3 - Diferenças entre resistências média e característica

Fonte: Araújo (2014)

O desvio padrão dos valores de resistência à compressão nos ensaios para um determinado volume de concreto está diretamente ligado as condições de produção do concreto, sendo que quanto maior for o controle tecnológico do concreto, menor será o 𝑆_𝑑. Ainda, o desvio padrão pode ser obtido através de ensaios ou, quando da impossibilidade de se fazer

isso, pode ser estimado a partir das condições de preparo do material e Tabela 4 retirada da ABNT NBR 12655:2015.

Tabela 4 - Condições de preparo e desvio padrão

Fonte: ABNT NBR 12655:2015

A condição A, que representa a situação de melhor controle de qualidade da produção do concreto, é caracterizada pela medição do cimento e agregados em massa e água de amassamento sendo medida em massa ou volume com dispositivo dosador, sendo esta corrigida em função da umidade dos agregados. Essa condição é aplicável a todas as classes de concreto. Na condição B, o cimento é medido em massa, os agregados em massa combinada com volume e água de amassamento em volume com auxílio de dispositivo dosador. Apenas as classes C10 e C20 podem apresentar essas condições de preparo.

Na condição C, o cimento é medido em massa, os agregados são medidos em volume e a água de amassamento é medida em volume com correção segundo a estimativa da umidade dos agregados da determinação da consistência do concreto. Apenas as classes C10 e C15 podem ser produzidas sob essas condições.

No caso de se conseguir calcular o desvio padrão, segundo a ABNT NBR 12655:2015, além de se garantir que o material seja misturado com condições sempre similares, este deve ser obtido com no mínimo 20 resultados consecutivos obtidos no intervalo de 30 dias e o valor adotado nunca poderá ser menor que 2,0 MPa. O desvio padrão é encontrado segundo a equação 1: 𝑆𝑑 = √ 1 𝑛 − 1∑(𝑓𝑖 − 𝑓𝑐𝑚)² 𝑛 𝑖=1 (1)

Com o valor médio da resistência à compressão do concreto e o desvio padrão do lote ensaiado obtém-se, segundo a equação da distribuição normal de probabilidades, o valor característico dessa propriedade do material através da equação 2:

𝑓_𝑐𝑘 = 𝑓_𝑐𝑚− 1,65 × 𝑆_𝑑 (2) É interessante observar que, então, deve-se produzir um concreto com valor médio de resistência, que é chamado pela ABNT NBR 12655:2015 em seu item 5.6.3 de resistência de dosagem, maior que o valor característico desejado.

3.4 Ensaio de resistência à compressão

O ensaio de resistência a compressão do concreto é feito segundo a ABNT NBR 5739:2018 – Concreto – Ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos. O ensaio consiste em submeter um corpo de prova cilíndrico com relação altura/diâmetro de aproximadamente 2 à um esforço de compressão promovido pela aplicação de uma carga coaxial ao eixo longitudinal do corpo de prova por uma máquina projetada para tal. O carregamento é aplicado de forma contínua e crescente com velocidade constante até que o marcador da máquina mostre uma queda brusca de força que indique a ruptura do corpo de prova.

A força máxima mostrada pela máquina de ensaio é a que causou a ruptura do corpo de prova e será usada para cálculo da resistência a compressão deste através da equação 3 dada pela ABNT NBR 5739:2018.

𝑓_𝑐 = 4𝐹

𝜋 × 𝐷² (3)

Com 𝑓𝑐 sendo a resistência à compressão, em MPa;

𝐹 sendo a força máxima alcançada, em N e 𝐷 sendo o diâmetro do corpo de prova, em mm.

Segundo o item 6.2 da ABNT NBR 12655:2015, os resultados dos ensaios de resistência à compressão devem ser utilizados para a aceitação ou rejeição dos lotes.

Os ensaios devem ser feitos por lotes. Um lote consiste em um volume determinado de concreto que será representado pelas amostras dele retirado para ensaio, sendo que esse volume tem seu tamanho máximo limitado segundo a Tabela 5, retirada da ABNT NBR 12655:2015.

Tabela 5 - Limites máximos para formação de lotes de concreto

Fonte: ABNT NBR 12655:2015

Como percebe-se, o tamanho máximo do lote é função do tipo de solicitação ao qual os elementos estruturais onde será utilizado o concreto estarão submetidos. Vale salientar que o tamanho máximo do lote deve atender a todos os critérios da Tabela 5, ou seja, será definido pelo menor volume de material dentre o volume de concreto propriamente dito, número de andares e tempo de concretagem.

A amostragem dos lotes deve ser obtida segundo a NBR NM 33:1998 – Concreto – Amostragem de concreto fresco. Em seu item 3.1.2, esta diz que a frequência e o número de amostras a serem coletadas dependem dos ensaios que serão realizados com o material. No item 3.1.3 é dito que o tempo decorrido entre a primeira e última porções deve ser o mínimo possível e de no máximo 15 minutos. Quanto ao volume, o item 3.2 diz que o volume da amostra deve ser de no mínimo uma vez e meia o necessário para a realização dos ensaios e, ainda, que para ensaios de resistência à compressão o volume mínimo deve ser de 30 litros.

Aqui vale ressaltar que o exemplar de uma betonada consiste em dois corpos de prova coletados e moldados no mesmo momento, sendo que a maior resistência entre as dos dois corpos de prova será considerada a resistência da amostra. Fusco (2008) explica que a utilização de corpos de prova gêmeos é importante para se garantir a consideração da variabilidade intrínseca dos processos de moldagem, transporte, cura e ensaios, ou seja, a diferença entre os valores obtidos para cada um dos corpos de prova gêmeos é proveniente de fatores outros que não sejam variações do material. Desse modo, entende-se que ao assumir a resistência do exemplar como sendo a maior entre a dos dois corpos de prova que formam o exemplar,

trabalha-se com a resistência potencial do concreto utilizado na moldagem do corpo-de-prova. Isso é reforçado por Pacheco e Helene (2013), quando estes dizem que os resultados de ensaio medem a máxima resistência do volume de material que esse corpo de prova representa e que a resistência desse mesmo concreto na estrutura dificilmente atingirá esse valor.

A NBR NM 33:1998 trata ainda de como devem ser coletadas as amostras para cada tipo de equipamento utilizado no amassamento do concreto. Para betoneiras estacionárias e caminhões-betoneira, segundo os itens 3.3.1 e 3.3.2, deve-se coletar o material entre os 15 e 85% da descarga em dois ou mais períodos de tempo regularmente espaçados.

Outro ponto importante da NBR NM 33:1998, o item 4.2.2 define que a moldagem dos corpos-de-prova para ensaios de resistência deve ser iniciada no máximo 15 minutos após a obtenção da amostra.

A moldagem e cura dos corpos de prova devem seguir as prescrições da ABNT NBR 5738:2015.

3.5 Tipos de controle da resistência do concreto

O item 6.2.3 da ABNT NBR 12655:2015 define dois tipos possíveis de controle da resistência do concreto: o controle estatístico por amostragem parcial e o controle por amostragem total.

Amostragem parcial

Na amostragem parcial, definida no item 6.2.3.2, apenas algumas betonadas do lote são usadas para coleta das amostras. A norma limita a coleta de no mínimo 6 exemplares de betonadas distintas para concretos do grupo 1 e 12 exemplares para concretos do grupo 2. Segundo a ABTN NBR 8953:2015, os concretos do grupo 1 são aqueles da classe C20 até a classe C50, sendo do grupo 2 os concretos das classes C55 até a C100.

O valor encontrado aqui para a resistência característica à compressão do concreto é estimado e pode ser obtido, para lotes com número de exemplares 𝑛 entre 6 e 20, pela equação 4.

𝑓𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡 = 2 ×

𝑓₁+ 𝑓₂+ ⋯ + 𝑓_𝑚−1

Com 𝑚 = 𝑛/2, desprezando-se o maior valor se 𝑛 for ímpar e 𝑓₁, 𝑓₂, ..., 𝑓_𝑚 são as resistências dos exemplares em ordem crescente.

A norma ainda delimita um valor mínimo para 𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} que é igual à Ψ₆× 𝑓₁, com Ψ₆ tabelado e reproduzido na Tabela 6 em função das condições de preparo do material e número de exemplares da amostra.

Tabela 6 - Valores de Ψ6

Fonte: ABNT NBR 12655:2015

Para lotes com amostra formada por mais de 20 exemplares, utiliza-se a já citada equação 2 que relaciona a resistência média da amostra com a resistência característica a partir do desvio padrão encontrado na equação 1.

Amostragem total

Na amostragem total são recolhidos exemplares de todas as betonadas e o valor da resistência característica à compressão estimada da betonada é igual à resistência do exemplar, ou seja:

𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} = 𝑓_{𝑐,𝑏𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎𝑑𝑎} (5)

A versão de 2006 da ABNT NBR 12655 traz diferenças quanto a este tópico. Primeiro, uma betonada não mais representa um lote completo, aqui ela é parte de um lote (formado segundo a Tabela 5) e o obrigatório é que, no cálculo do 𝑓𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡 deste, exemplares de todas as

betonadas integrantes do lote façam parte da amostra. Após, define-se como será obtida a resistência à compressão característica estimada do concreto para duas situações diferentes, lotes com até 20 exemplares e lotes com mais de 20 exemplares. O 𝑓𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡 do primeiro caso é

𝑓𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡 = 𝑓1 (6)

E para o segundo caso temos que:

𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} = 𝑓_𝑖 (7)

Com 𝑖 = 0,05 × 𝑛 e sendo arredondado para cima quando fracionário.

Aqui percebe-se a intenção da utilização do quantil inferior de 5% da amostra como um valor representativo da resistência do concreto do lote.

Pacheco e Helene (2013) ressaltam a alta confiabilidade desse tipo de amostragem, porém lembram do seu maior custo comparado à amostragem parcial e a sua pouca utilização fora do Brasil.

Casos excepcionais

A ABNT NBR 12655:2015 trata ainda sobre os casos excepcionais, que são na verdade situações de amostragem parcial ajustadas para obras em que o concreto é produzido em betonadas de pequeno volume. Para esses casos a norma permite o uso de lotes com no máximo 10 m³ e amostras do lote formadas por no mínimo 2 e no máximo 5 exemplares.

A resistência característica estimada do concreto aqui é dada pela equação 8.

𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} = Ψ₆× 𝑓₁ (8)

Com o valor de Ψ₆ tabelado segundo a Tabela 6.

3.6 Conformidade dos lotes de concreto

Em seu item 6.2.4 a norma determina que um lote será considerado conforme quando a sua resistência característica à compressão estimada, para amostragem parcial, ou resistência característica à compressão de cada um dos exemplares, para amostragem total, sejam iguais ou superiores à resistência especificada no projeto estrutural, ou seja:

𝑓𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡≥ 𝑓𝑐𝑘 (9)

O conhecimento da conformidade ou não de um lote de concreto só é utilizável se soubermos onde este foi aplicado e, por isso, é essencial que durante o recebimento do material seja feita a identificação dos lotes e o mapeamento da aplicação do material na estrutura. Dessa forma é possível saber qual o local da estrutura é constituído de material não conforme e o que deve ser feito para correção do problema.

3.7 Procedimentos em caso de não conformidade do concreto

A norma ABNT NBR 7680: 2015 – Extração, preparo, ensaio e análise de testemunhos de estruturas de concreto - Parte 1: Resistência à compressão axial trata sobre operações que, se seguidas corretamente, produzem resultados que podem ser utilizados para a aceitação definitiva do concreto que foi considerado não conforme segundo os critérios da ABNT NBR 12655:2015.

Outra fonte importante para esses casos é o guia elaborado pela ABECE (Associação Brasileira de Engenharia e Consultoria Estrutural) que trata sobre o que deve ser feito em caso de problemas com a conformidade do concreto. O documento é de 2009, então a ABNT NBR 12655 vigente na época era a de 2006. Apesar disso, mesmo após o início da vigência de uma nova versão da norma em 2015, o guia continua sendo confiável e útil porque poucas foram as mudanças entre as versões da ABNT NBR 12655 e muitas das indicações do guia não foram afetadas por essas alterações.

A norma exige que a extração de testemunhos de estruturas só deve ser realizada após aprovação de um engenheiro responsável, ou, quando em casos controversos, todas as partes envolvidas na obra estarem de acordo com o procedimento. Ainda, é dito que o projetista estrutural deve verificar a segurança estrutural a partir do 𝑓𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡 que classificou o material como

não conforme e que foi obtido segundo os procedimentos da norma de controle tecnológico do concreto. Caso a estrutura continue atendendo aos requisitos de segurança com a resistência a compressão característica estimada, o material é aceito e a extração de testemunhos é dispensada.

A ABECE ainda diz que, em geral, a concreteira deve ser responsável pelos recursos dispendidos nos estudos e solução do problema, já que esta deveria assegurar a qualidade do material na saída do caminhão betoneira. É reforçada a importância do projetista ao ser dito que

este deve ser o responsável por definir a solução para o problema, com a devida remuneração, e que consultorias externas só devem ser contratadas com a sua anuência.

Esse guia ainda permite uma forma diferente de se definir a conformidade ou não do concreto. No caso de amostragem total, é dito que o a resistência de cada betonada é definida como 96% da resistência do exemplar e que, se houver o mapeamento do lançamento, em caso de resistência abaixo da de projeto, o projetista deve analisar o local de aplicação do material e pode, dependendo do elemento estrutural, aceitar o concreto, já se o mapeamento não foi feito, concretos não conformes devem ser rejeitados. No caso de amostragem parcial indica-se o descrito na ABNT NBR 12655:2006 para obtenção do 𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} e concretos não conformes devem ser rejeitados.

Caso o projetista estrutural não considere a estrutura segura devido ao 𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} abaixo do exigido em projeto ou o concreto seja diretamente rejeitado, o guia ABECE indica uma nova avaliação da resistência do concreto a partir de testemunhos extraídos das peças estruturais que o engenheiro responsável julgar necessárias. Já ABNT NBR 7680:2015 estabelece, em seu item 4.2.1, os métodos para a formação de lotes e quantidade de testemunhos por lote a serem extraídos. Para o caso de estruturas em execução deve-se seguir a Tabela 7.

Tabela 7 - Formação de lotes e quantidade de testemunhos para extração

Fonte: ABNT NBR 7680: 2015

A norma ressalta a importância de se retirar o menor número de testemunhos possíveis para se atenuar os danos aos elementos estruturais analisados. Também é falado que, em caso de concreto não mapeado durante a concretagem, o mapeamento pode ser realizado através de ensaios não destrutivos como a avaliação da dureza superficial pelo esclerômetro de reflexão ou determinação da velocidade de propagação de onda ultrassônica e que os métodos citados podem também ser usados para comprovação da homogeneidade do concreto em um lote anteriormente mapeado, mesmo procedimento permitido pelo guia ABECE.

Para estruturas já existentes deve-se seguir a Tabela 7 caso a obra possua histórico de controle tecnológico. Caso contrário, a estrutura deve ser dividida em lotes segundo a importância dos seus elementos estruturais e homogeneidade do concreto.

A ABECE indica formas diferentes de se definir o número de testemunhos a serem extraídos em função do que se pretende obter com os valores de resistência desses testemunhos.

Caso o objetivo seja confrontar o resultado dos ensaios que classificaram o material como não conforme e a amostragem tenha sido total com mapeamento, pode-se retirar um testemunho de cada peça estrutural que possui o concreto em estudo (não necessariamente deve-se retirar de todas as peças) de forma a se obter uma amostragem homogeneamente distribuída com um número mínimo de seis testemunhos, ou, em caso de pouco volume, três testemunhos. A obtenção do novo 𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} é dado por equação idêntica à 4, sendo que se este for maior que o 𝑓_𝑐𝑘 de projeto o material deve ser automaticamente aceito e, se 𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} for maior ou igual à 90% de 𝑓_𝑐𝑘 de projeto, o projetista pode aceita-lo com a consideração que o material antes de ser um corpo de prova já foi parte da estrutura. A quantidade de testemunhos a ser extraída e como a resistência estimada destes é obtida ainda é indicada para dois outros casos. O primeiro sendo quando se pretende analisar a segurança de elementos estruturais isolados e o segundo quando deseja-se fazer investigação sobre questões de durabilidade da estrutura.

A ABNT NBR 7680:2015 traz um fluxograma, Figura 4, que mostra como deve se proceder para obtenção do 𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} proveniente dos corpos de prova em função do tipo de avaliação que se deseja fazer.

Figura 4 - Fluxograma da análise dos resultados da extração

Fonte: ABNT NBR 7680-1:2015

Assim como nas recomendações da ABECE, as formas de se calcular o 𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} com o resultado dos ensaios dos testemunhos varia de acordo com a análise que se deseja fazer com este. Por exemplo, para a avaliação da segurança estrutural o 𝑓𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡, que é chamado de

𝑓𝑐𝑘,𝑒𝑥𝑡,𝑠𝑒𝑔 é dado pela média das resistências dos testemunhos extraídos. Para todos os casos,

porém, o resultado de cada um dos testemunhos ensaiados deve ser corrigido segundo quatro coeficientes que levam em conta a relação ℎ/𝑑, umidade, efeito do broqueamento e direção da extração do testemunho em relação ao lançamento do concreto.

O guia ABECE ainda fala que, em caso de concreto não conforme, a resistência da estrutura pode ser avaliada com o coeficiente parcial de majoração das cargas permanentes, quando essas cargas forem formadas pelo peso próprio das peças estruturais, reduzido de 1,4 para 1,2. Essa redução, porém, só pode ser adotada caso as dimensões das peças estruturais respeitem os valores mínimos de norma e as peças não sejam pilares sobre os quais ainda serão concretados pavimentos. É dito ainda que, para análise das deformações da estrutura, pode-se

empregar a média das resistências obtidas dos corpos de prova moldados e rompidos aos 28 dias para o cálculo do módulo de elasticidade.

As dificuldades provenientes do recebimento de um concreto não conforme para o construtor, mesmo quando o projetista permite a continuidade da obra com a resistência do material abaixo do esperado, são devidas aos prejuízos provenientes do tempo dispendido na análise da confiabilidade dos resultados dos ensaios e trabalho do projetista na reanálise da segurança estrutural.

Porém, a situação é ainda pior quando o projetista não aprova a resistência alcançada nos ensaios e torna-se necessário a extração de testemunhos para comprovação da resistência do concreto na estrutura. Caso os resultados obtidos nos testes com os testemunhos corroborem os valores não conformes iniciais, as intervenções vão desde simples reforços de elementos estruturais, passando por determinação de restrições de uso da estrutura até a demolição de pilares localizados sob pavimentos já executados. Na pior situação, deve-se proceder à demolição da estrutura por completo por questões de segurança ou devido a inviabilização financeira do empreendimento devido aos atrasos provenientes dos processos aqui descritos e as margens de lucro apertadas com a que se trabalham hoje.

3.8 Atribuição de responsabilidades

A ABNT NBR 12655:2015, em seu item 4, trata sobre quem são os responsáveis por cada uma das fases de construção das estruturas em concreto armado.

Ao profissional responsável pelo projeto estrutural, embasado segundo a ABNT NBR 6118:2014, cabe, entre outros pontos, a especificação do 𝑓_𝑐𝑘 e 𝑓_𝑐𝑘𝑗 (para as diferentes etapas construtivas) do concreto, determinação dos requisitos referentes à durabilidade da estrutura e a classe de agressividade ambiental adotada, além dos requisitos correspondentes às propriedades especiais do concreto.

Ao profissional incumbido da execução da obra recaem, entre outras, as responsabilidades da escolha da modalidade de preparo do concreto, tipo de concreto a ser empregado (definindo a sua consistência, dimensão máxima do agregado e demais propriedades necessárias para o atendimento ao projeto e condições de aplicação), recebimento e aceitação do concreto e rastreabilidade do material lançado na estrutura.

Em seu item 4.4, a ABNT NBR 6118:2014 destaca quem são os responsáveis pelo recebimento e aceitação do concreto afirmando que esta obrigação recai sobre o proprietário da

obra e o responsável técnico pela obra, sendo este responsável técnico designado pelo proprietário.

4. ESTUDO DE CASO

4.1 Caso 1

O primeiro caso consiste em um edifício com sete pavimentos tipo mais cobertura. Para o pavimento tipo, temos que seis pilares possuem sessão transversal de 80 x 20 cm (tipo 1), enquanto que outros dois possuem seção de 60 x 25 cm (tipo 2), com pé direito de 2,90 m.

Sabe-se ainda que o concreto será produzido em betoneira estacionária com capacidade para 250 l.

Deseja-se, então, determinar a quantidade mínima de corpos de prova necessários para a estimativa da resistência dos pilares, tanto através do controle por amostragem parcial como por amostragem total. Os cálculos devem ser feitos ainda para cada um dos tipos de amostragem considerando o uso de concreto C40 e concreto C55.

Amostragem total

Começando pelo método da amostragem total, que não diferencia o processo para os concretos do grupo 1 ou 2 (classificação da ABNT NBR 8953:2015 relativa à classe do concreto), calcula-se o número de lotes a serem amostrados, número esse que é igual ao número de betonadas. Cada betonada possui 0,250 m³ de concreto, que é a capacidade da betoneira estacionária utilizada.

O volume de concreto a ser utilizado nos pilares da obra, considerando que estes são interrompidos na laje de cobertura do último pavimento tipo (laje de piso da cobertura) será dado por:

𝑉𝑐𝑜𝑛𝑐𝑟𝑒𝑡𝑜,𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟 = (𝑏1× 𝑐1× 𝑛1+ 𝑏2× 𝑏2× 𝑛2) × ℎ × 𝑛𝑝 (10)

Com 𝑏_𝑖 e 𝑐_𝑖 sendo as largura e comprimento da seção reta do pilar tipo 𝑖, 𝑛_𝑖 sendo a quantidade de pilares do tipo 𝑖 por pavimento tipo,

ℎ sendo o pé direito do pavimento tipo e 𝑛𝑝 sendo a quantidade de pavimentos tipo.

𝑉𝑐𝑜𝑛𝑐𝑟𝑒𝑡𝑜,𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟 = (0,80 × 0,20 × 6 + 0,60 × 0,25 × 2) × 2,90 × 7

𝑉𝑐𝑜𝑛𝑐𝑟𝑒𝑡𝑜,𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟 = 25,578 𝑚³

A quantidade de betonadas/lotes a serem utilizados na concretagem dos pilares podem ser obtidos pela divisão do volume de concreto utilizado pelo volume de uma betonada, então:

𝑛_{𝑙𝑜𝑡𝑒𝑠} = 𝑉𝑐𝑜𝑛𝑐𝑟𝑒𝑡𝑜,𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟 _𝑉

𝑏𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎𝑑𝑎

⁄ (11)

𝑛_{𝑙𝑜𝑡𝑒𝑠 = 25,578 0,250}⁄

𝑛_{𝑙𝑜𝑡𝑒𝑠}= 102,312 𝑙𝑜𝑡𝑒𝑠

Considerando que o número de lotes deve ser um valor inteiro e que não se deve deixar de analisar a última betonada, que possuirá um volume menor de concreto, arredonda-se para o próximo maior inteiro o valor encontrado. Assim:

𝑛_{𝑙𝑜𝑡𝑒𝑠} = 103 𝑙𝑜𝑡𝑒𝑠

Por fim, como cada lote deve ser amostrado por um exemplar e cada exemplar é constituído por dois corpos de prova, temos que o número de corpos de prova será o dobro do número de lotes. Logo:

𝑛_{𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜𝑠−𝑑𝑒−𝑝𝑟𝑜𝑣𝑎} = 2 × 𝑛_{𝑒𝑥𝑒𝑚𝑝𝑙𝑎𝑟𝑒𝑠} (12)

𝑛_{𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜𝑠−𝑑𝑒−𝑝𝑟𝑜𝑣𝑎} = 2 × 103

𝑛𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜𝑠−𝑑𝑒−𝑝𝑟𝑜𝑣𝑎= 206 𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑣𝑎

Amostragem parcial

Inicialmente devemos formar os lotes a serem analisados atentando-se para os limites estabelecidos na Tabela 5. Como o concreto será utilizado em pilares, sabemos que o elemento estrutural estará submetido a compressão ou flexo-compressão.

Analisando o critério do volume de concreto, vemos que o lote pode ser formado por até 50 m³ de material. Considerando, como já visto segundo a equação 10, que o volume total de concreto utilizado nos pilares é de 25,578 m³, teríamos aqui apenas um lote a ser amostrado.

Não temos dados sobre o tempo de concretagem, então não podemos analisar a formação dos lotes segundo esse critério.

Já quanto ao critério do número de pavimentos, temos que cada lote deve ser formado por, no máximo, o volume de concreto utilizado em um pavimento. Com sete pavimentos tipo, tem-se sete lotes a serem amostrados. Como esse critério exigiu o maior número de lotes, deve ser utilizado para a formação destes.

Para o concreto da classe C40, integrante do grupo 1 segundo classificação da ABNT NBR 8953:2015, devem ser recolhidos, no mínimo, seis exemplares por lote, ou seja:

𝑛_{𝑒𝑥𝑒𝑚𝑝𝑙𝑎𝑟𝑒𝑠} = 𝑛_{𝑙𝑜𝑡𝑒𝑠}× 𝑛_{𝑒𝑥𝑒𝑚𝑝𝑙𝑎𝑟𝑒𝑠/𝑙𝑜𝑡𝑒} (13)

𝑛_{𝑒𝑥𝑒𝑚𝑝𝑙𝑎𝑟𝑒𝑠} = 7 × 6

𝑛_{𝑒𝑥𝑒𝑚𝑝𝑙𝑎𝑟𝑒𝑠}= 42 𝑒𝑥𝑒𝑚𝑝𝑙𝑎𝑟𝑒𝑠

Considerando a exigência de dois corpos-de-prova por exemplar (equação 12), temos que:

𝑛_{𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜𝑠−𝑑𝑒−𝑝𝑟𝑜𝑣𝑎} = 84 𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑣𝑎

Para o concreto C55, integrante do grupo 2 de concretos segundo a ABNT NBR 8953:2015, a análise para formação dos lotes é a mesma, porém devem ser recolhidos, no mínimo, doze exemplares por lote. Assim, utilizando-se a equação 13:

𝑛_{𝑒𝑥𝑒𝑚𝑝𝑙𝑎𝑟𝑒𝑠}= 7 × 12

𝑛𝑒𝑥𝑒𝑚𝑝𝑙𝑎𝑟𝑒𝑠= 84 𝑒𝑥𝑒𝑚𝑝𝑙𝑎𝑟𝑒𝑠

Temos, por fim (equação 12):

𝑛_{𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜𝑠−𝑑𝑒−𝑝𝑟𝑜𝑣𝑎}= 168 𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑣𝑎

4.2 Caso 2

O Edifício Amoreiras, localizado na cidade de São Carlos, estado de São Paulo, possui um pavimento térreo mais onze pavimentos tipo. A concretagem dos pilares do pavimento

térreo aconteceu em duas etapas, com uma diferença de dez dias entre elas. Sabe-se que foi utilizado 7,5 m³ de concreto na primeira etapa e 6,0 m³ de concreto na segunda, com a produção

in loco em uma betoneira com capacidade para 300 litros.

O 𝑓𝑐𝑘 especificado em projeto foi de 30 MPa e a verificação a esse requisito se deu com

a retirada de oito exemplares de betonadas distintas na primeira etapa e seis exemplares na segunda etapa para realização do ensaio de resistência à compressão aos 28 dias. Deve-se, então, a partir dos resultados dos ensaios, verificar se o material atende à resistência à compressão especificada em projeto.

Os exemplares da etapa 1 foram moldados no dia 02 de junho e ensaiados no dia 30 de junho de 2014, com os resultados mostrados na Tabela 8.

Tabela 8 - Resultados do ensaio da etapa 1

Exemplar C.P. Resistência (MPa)

1 1 34,6 2 31,5 2 3 32,2 4 30,1 3 5 27,4 6 31,4 4 7 32,3 8 28,1 5 9 36,9 10 32,3 6 11 31,7 12 29,8 7 13 31,8 14 28,4 8 15 29,6 16 25,8 Fonte: Autor (2020)

Como a resistência de um exemplar é dada pelo maior resultado entre os corpos de prova ensaiados, temos na Tabela 9 os valores de resistência para os exemplares da primeira etapa.

Tabela 9 - Resistências dos exemplares da etapa 1

Exemplar C.P. Resistência (MPa)

1 1 34,6 2 3 32,2 3 6 31,4 4 7 32,3 5 9 36,9 6 11 31,7 7 13 31,8 8 15 29,6 Fonte: Autor (2020)

Como cada betonada possui 0,3 m³, obteremos o número de betonadas da etapa como definido na equação 14. 𝑛𝑏𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎𝑑𝑎𝑠 = 𝑉𝑐𝑜𝑛𝑐𝑟𝑒𝑡𝑜,𝑒𝑡𝑎𝑝𝑎 𝑉_{𝑏𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎𝑑𝑎} ⁄ (14) 𝑛_{𝑏𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎𝑑𝑎𝑠 = 7,5 0,3}⁄ 𝑛_{𝑏𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎𝑑𝑎𝑠} = 25 𝑏𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎𝑑𝑎𝑠

Como o número de exemplares é menor que o número de betonadas, tem-se um controle por amostragem parcial. E como tem-se entre 6 e 20 exemplares, deve-se utilizar a equação 4 para a estimativa do 𝑓_𝑐𝑘 do material, o que leva à:

𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} = 2 ×29,6 + 31,4 + 31,7

4 − 1 − 31,8

𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} = 30 𝑀𝑃𝑎

Como 𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} = 𝑓_𝑐𝑘, o concreto utilizado na etapa 1 está conforme.

Partindo para a análise da segunda etapa, temos os resultados dos ensaios, que foram realizados dia 10 de julho com corpos de prova moldados dia 12 de junho, mostrados na Tabela 10.

Tabela 10 - Resultados do ensaio da etapa 2

Exemplar C.P. Resistência (MPa)

9 17 35,8 18 31,7 10 19 32,6 20 30,2 11 21 30,4 22 29,8 12 23 37,3 24 29,4 13 25 32,5 26 36,3 14 27 34,6 28 37,8 Fonte: Autor (2020)

Os exemplares serão então representados pelos corpos de prova mostrados na Tabela 11.

Tabela 11 - Resistências dos exemplares da etapa 1

Exemplar C.P. Resistência (MPa)

9 17 35,8 10 19 32,6 11 22 30,4 12 23 37,3 13 26 36,3 14 28 37,8 Fonte: Autor (2020)

O número de betonadas utilizadas na etapa é obtida a partir da equação 14:

𝑛_{𝑏𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎𝑑𝑎𝑠 = 6,0 0,3}⁄

Tem-se aqui também um controle por amostragem parcial. Utilizando-se, então, a equação 4 mais uma vez, chega-se à:

𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} = 2 ×30,4 + 32,6

3 − 1 − 35,8

𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} = 27,2 𝑀𝑃𝑎

Como 𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} < 𝑓_𝑐𝑘, o concreto da etapa 2 está não conforme.

4.3 Caso 3

O terceiro caso consiste na concretagem dos pilares do pavimento térreo de um edifício comercial a ser utilizado como shopping center. Serão concretados 48 pilares no total, sendo 16 pilares por dia e cada pilar possuindo seção transversal de 40 x 40 cm com pé direito duplo de 6,0 m de altura.

O concreto, que foi especificado em projeto como C35, será produzido em uma betoneira estacionária de 1000 litros e, por opção do engenheiro da obra, cada betonada será utilizada para preencher apenas um pilar.

Quanto ao controle tecnológico, optou-se por retirar exemplares de metade dos pilares para os ensaios de resistência à compressão, cujos resultados estão na Tabela 12 a seguir. O objetivo é verificar, a partir dessas informações, se o concreto se apresenta conforme a partir do cálculo do 𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡}. As moldagens dos corpos de prova ocorreram nos dias 03, 04 e 05 de julho com os ensaios sendo realizados, após 28 dias e, respectivamente, nos dias 31 de julho e 01 e 02 de agosto do ano de 2017.

Tabela 12 - Resultados do ensaio de resistência à compressão

Dia Exemplar C.P. Resistência (MPa) Exemplar (MPa)

1 1 1 34,6 34,6 2 31,5 2 3 35,7 35,7 4 30,1 3 5 27,4 31,4 6 31,4 4 7 32,3 38,2 8 38,2 5 9 36,9 36,9

10 32,3 6 11 37,1 37,1 12 33,8 7 13 35,8 35,8 14 32,4 8 15 39,3 39,3 16 35,8 2 9 17 41,2 41,2 18 37,4 10 19 39,3 39,3 20 35,8 11 21 37,4 37,4 22 31,4 12 23 32,3 35,8 24 35,8 13 25 36,9 41,5 26 41,5 14 27 31,7 34,5 28 34,5 15 29 31,8 33,2 30 33,2 16 31 34,1 38,2 32 38,2 3 17 33 34,6 36,1 34 36,1 18 35 38,2 40,2 36 40,2 19 37 38,5 38,5 38 31,4 20 39 32,3 34,1 40 34,1 21 41 39,9 43,2 42 43,2 22 43 38,3 42,1 44 42,1 23 45 31,8 35,2 46 35,2 24 47 42,4 42,4 48 40,1 Fonte: Autor (2020)

Inicialmente é importante ressaltar que o controle se trata do controle por amostragem parcial já que apenas metade das betonadas tiveram material de ensaio recolhido. Com isso, partimos para a formação dos lotes.

Analisando a Tabela 5 e considerando que as peças concretadas foram pilares, tem-se que os elementos estruturais em estudo estão submetidos à compressão ou compressão e flexão. Sabemos também que toda a concretagem foi realizada em três dias e que os pilares são todos do mesmo pavimento, o que, segundo os critérios de tempo de concretagem e número de pavimentos, permite a caracterização de todo o material utilizado como pertencente ao mesmo lote.

Analisando o critério do volume de material utilizado, temos que o volume total de concreto lançado nos pilares pode ser encontrado pela equação 10 com um pequeno ajuste, o que nos leva ao seguinte:

𝑉_{𝑐𝑜𝑛𝑐𝑟𝑒𝑡𝑜,𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟} = 0,40 × 0,40 × 48 × 6,0 × 1

𝑉𝑐𝑜𝑛𝑐𝑟𝑒𝑡𝑜,𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟 = 46,08 𝑚³

Como o volume total de concreto é menor que 50 m³, concluímos que todo material utilizado na concretagem dos 48 pilares pode ser considerado como um lote apenas.

O cálculo do 𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} agora é feito segundo as equações 1 e 2 devido ao fato de possuirmos mais de 20 exemplares representando o lote. Inicialmente, então, calcula-se a resistência média dos 48 exemplares:

𝑓_𝑐𝑚 =𝑓1+ 𝑓2+ ⋯ + 𝑓47+ 𝑓48 48

𝑓_𝑐𝑚 = 37,58 𝑀𝑃𝑎

Como temos mais de 20 exemplares que foram ensaiados em dias consecutivos dentro de um período de 30 dias, o desvio padrão do lote é dado pela equação 1, então:

𝑆_𝑑 = √ 1

48 − 1∑(𝑓𝑖 − 37,58)²

48

𝑖=1

O 𝑓𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡 é dado por 2:

𝑓𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡 = 37,58 − 1,65 × 3,12

𝑓𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡 = 32,43

Como 𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} < 𝑓_𝑐𝑘, o lote é não conforme.

4.4 Caso 4

O caso 4 consiste na concretagem de lajes e vigas de um pavimento tipo que tiveram seu concreto especificado em projeto como C25. A concretagem ocorreu em um dia e foram utilizados nove caminhões betoneira de capacidade 3,0 m³ cada.

O controle tecnológico foi feito por amostragem total, ou seja, retirou-se exemplares de cada um dos caminhões betoneira e o resultado dos ensaios de resistência a compressão estão na Tabela 13 a seguir. As moldagens dos corpos de prova ocorreram dia 03 de agosto e os ensaios aconteceram dia 31 de agosto 2018.

Tabela 13 - Resistência a compressão dos exemplares e locais de aplicação Exemplar Local C.P. Resistência (MPa) Exemplar (MPa)

1 1 1 24,60 26,50 2 26,50 2 2 3 25,70 25,70 4 20,10 3 3 5 27,40 27,40 6 21,40 4 4 7 22,30 28,20 8 28,20 5 5 9 26,90 26,90 10 22,30 6 6 11 27,10 27,10 12 23,80 7 7 13 25,80 25,80 14 22,40 8 8 15 29,30 29,30 16 25,80 9 9 17 21,20 21,20 18 17,40

Como se percebe na Tabela 13, a aplicação do concreto foi mapeada e, assim, sabe-se onde aplicou-se cada uma das nove betonadas na estrutura.

Com as informações dadas, deve-se verificar se o concreto está conforme ou não segundo as regras da ABNT NBR 12655 nas versões 2015 e 2006 e, caso o resultado seja a não conformidade, deve-se descrever o procedimento a ser seguido para a solução do problema.

Começaremos verificando a conformidade do material segundo a versão mais recente da ABNT NBR 12655. Isso é feito através da equação 5 para cada uma das betonadas e nos dá o contido na Tabela 14.

Tabela 14 - Conformidade das betonadas

Exemplar Local 𝒇𝒄𝒌,𝒆𝒔𝒕 (MPa) Conformidade

1 1 26,50 Conforme 2 2 25,70 Conforme 3 3 27,40 Conforme 4 4 28,20 Conforme 5 5 26,90 Conforme 6 6 27,10 Conforme 7 7 25,80 Conforme 8 8 29,30 Conforme 9 9 21,20 Não conforme

Como pode ser visto, apenas o lote/betonada representado pelo exemplar 9 se apresenta como não conforme. Aqui é bom ressaltar como a versão de 2015 da norma permite que um lote inteiro, mesmo que com apenas 3 m³, seja representado por apenas um corpo de prova. Estatisticamente falando, não há como saber em que ponto da curva de Gauss esse exemplar caiu, logo, usá-lo para representar o lote é ignorar a variabilidade natural da resistência à compressão do concreto.

Já para a versão de 2006, tem-se que os 27 m³ de concreto utilizados formam um só lote e cada uma das betonadas desse lote fornecerá um 𝑓𝑖, que será o maior entre os dois valores do

exemplar e que coincide com os valores da terceira coluna da Tabela 14. Como existem menos que vinte exemplares, o 𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} do lote é dado pelo 𝑓₁. Sendo assim:

Isso implica agora que o lote, ou seja, todo o concreto utilizado (27 m³), está não conforme. Aqui, no entanto, diferente do método da versão de 2015, com nove corpos de prova e um abaixo da resistência esperada, temos uma maior segurança estatística para dizer que mais de 5% dos exemplares estão abaixo da resistência desejada.

Como tivemos o mapeamento do lançamento, a divergência de resultados não gera divergência nas medidas a serem tomadas devido ao material não conforme pois sabe-se que o material problemático está no local 9 e é aí que devem ser realizados os procedimentos que são descritos mais adiante.

Sem o mapeamento, porém, segundo a filosofia da versão de 2006, todos os 27 m³ de material utilizados estariam condenados e toda a estrutura teria que ser envolvida nos procedimentos que devem ser realizados em caso de concreto não conforme e que são discutidos abaixo.

Inicialmente deve-se informar esse resultado ao engenheiro projetista para que este analise se a estrutura pode continuar a ser usada normalmente. Em caso de permissão para tal, o melhor cenário possível, nada mais precisa ser feito. Em caso de negativa, outras atitudes devem ser tomadas. Lembrando que o ideal é que, por questão de segurança, a obra fique parada enquanto o aval do calculista permita o contrário.

Pode-se, a partir daí, colocar em dúvida o resultado obtido em laboratório e, para o confronto, devem ser realizados novos ensaios com testemunhos extraídos do local 9. A quantidade de testemunhos necessários é informada pela Tabela 7. Como o controle foi feito por amostragem total, o mapeamento foi feito durante o lançamento e o concreto foi aplicado em mais de um elemento estrutural, devem ser extraídos três testemunhos. Caso o os testemunhos mostrem que o concreto está conforme, a estrutura é diretamente aceita, caso não, pode-se ainda proceder a prova de carga na estrutura. Esse procedimento, porém, só pode ser realizado nas situações em que se sabe que a ruptura, caso venha a acontecer durante os testes, seja de natureza dúctil.

Caso os testemunhos e a prova de carga corroborem o resultado obtido em laboratório, iniciam-se os procedimentos para correção do erro.

A correção mais simples consiste na execução de reforços para os elementos estruturais que possuem o concreto não conforme. Para isso, porém, deve-se arcar com os custos provenientes da elaboração do projeto dos reforços, execução dos reforços e o tempo perdido com esses processos, que podem impedir, inclusive, a continuidade da construção dos pavimentos superiores.

Outra correção possível, mas mais dispendiosa, é a demolição dos elementos estruturais constituídos de concreto não conforme para a reconstrução destes.

Por fim, porém, caso os custos provenientes do processo de reparo ou dos atrasos de cronograma intrínsecos a essas situações cubram o lucro e a rentabilidade do empreendimento, o fim da obra pode ser a única ação a ser tomada.

5. CONCLUSÃO

Após a revisão bibliográfica sobre o tema concluiu-se que a ideia de controle tecnológico do concreto no país é bem difundida entre os profissionais da área, porém é pouco conhecido de forma integral. O entendimento errôneo de que o controle de aceitação é o controle tecnológico do concreto em si ainda é comum. Uma maneira de dar início à uma mudança desse panorama é sempre atrelar as normas brasileiras que auxiliam a ABNT NBR 12655:2015 no processo de controle tecnológico do concreto às discussões sobre o tema, já que estas tratam de forma mais específica o que deve ser feito em cada uma das etapas anteriores ao lançamento do material para obtermos um concreto de qualidade e que, quando respeitadas, será considerado conforme segundo os critérios da norma

Criou-se também a percepção da negligência que ocorre quanto a todos os efeitos negativos provenientes de um concreto não conforme para uma estrutura. Os problemas relacionados a instabilidade e ruptura de elementos estruturais devido à resistência a compressão abaixo do esperado são sempre, corretamente, lembrados, porém, quando superados esses problemas, a discussão sobre a qualidade do material é dada como finalizada e se esquece que problemas relacionados aos estados limites de serviço podem ocorrer já que várias propriedades do material são dependentes do 𝑓𝑐𝑘.

Verifica-se, ainda, o inverso, ou seja, como cada uma das etapas de produção do concreto são importantes para a resistência à compressão final do material e que, por isso, essa propriedade se mostra como um ótimo indicador para a qualidade do seu processo de produção.

A aplicação da norma em casos reais mostrou a praticidade do seu uso e o quanto essa é flexível para que possa ser usada em diferentes realidades de obra. A possibilidade de se obter o desvio padrão de forma tabelada e os diferentes tipos de controle disponíveis são exemplos de itens da norma que tornam sua aplicação possível mesmo em canteiros menores.

Mostra-se também que o caráter probabilístico dos métodos de controle deixa margem para a obtenção de informações que podem não ser verdadeiras e que, por isso, os resultados devem ser sempre analisados e, se necessário, verificados de outras maneiras.

Por fim, ressalta-se que o planejamento das atividades do controle de qualidade é essencial, não apenas no que diz respeito ao mapeamento do lançamento, mas também, por exemplo, na forma como o concreto da obra será produzido, já que a forma de produção, principalmente devido ao volume das amassadas, define qual o tipo de amostragem será usada no controle tecnológico do concreto.