quinta-feira, 6 de junho de 2013

O Modulo de Finura da Areia e sua influência sobre o consumo de água do concreto


 

Antes de iniciar este post, acho que devo desculpas aos muitos colegas que prestigiam este humilde blog, pelo recente e duradouro hiato nas minhas publicações aqui. Primeiro vieram às férias (Quem ainda não conhece o Rio Grande do Norte, eu recomendo!). Depois, fiquei doente. Em seguida, tive problemas com meu computador. E logo depois me vi mergulhado em um projeto que me tomou cada minuto de tempo livre...
 

Mas voltando à vaca fria, como costumam dizer, esse tal projeto a que me refiro é uma espécie de metodologia matemática para dosagem de traços de concreto baseado em todo o histórico de formulações das quais já participei e um conjunto de outros experimentos de laboratório. Um grande amigo, profundo conhecedor de planejamento e futuro Patologista de Construções acha que eu devo criar um aplicativo. Outro querido amigo, Perito de Edificações e futuro Calculista de Estruturas me sugeriu escrever um livrinho técnico (gostei dessa!). O fato é que, durante um estudo de validação de uma das teorias que este método envolve, eu esbarrei em um comportamento interessante, que vale a pena compartilhar aqui com vocês.
 

Eu estava tentando confirmar uma equação que relaciona o teor de argamassa ideal de um traço de concreto com o módulo de finura (MF) da areia utilizada. Para tal, eu realizei alguns experimentos com areias de finura bastante diferentes, mas de mesma mineralogia. A mais fina delas, com MF de 1,06, ou seja, uma areia muito, muito fina. A mais grossa com MF de 2,85, mais grossa do que eu usaria para qualquer concreto, com certeza. Este experimento, além de confirmar, com grande acuidade as previsões da referida equação, permitiu-me verificar o que acontece com o consumo de água de um traço de concreto, quando o MF da areia muda para mais ou para menos, sem que no entanto o traço seja alterado.
 

Uma das maiores preocupações do controle de qualidade de uma concreteira, ou construtora que produz seu próprio concreto, é a finura da areia. Porque, quando a areia é mais fina, ela tem um maior número de grãos por unidade de volume. Consequentemente, a área de superfície destes grãos será maior. Com isso, será necessário uma maior quantidade de água para envolver todos esses grãos, e manter o “slump” de projeto. Então, quanto mais fina a areia, maior é o consumo de água. Quanto maior o consumo de água, menor a resistência. Então, se o MF da areia variar para menos, sem que eu tenha a oportunidade de alterar o traço no dia a dia da operação, eu terei problemas. Mas a questão é: Qual o tamanho do problema?
 

A tabela abaixo é uma sugestão do que pode acontecer com o consumo de água do concreto, quando o MF da areia que você usa variar, por motivos de falha do controle de qualidade. Ela serviria para quando você está sentado na tua mesa, com o telefone no rosto, ouvindo do laboratorista que o MF da areia que chegou é de 2,2, quando o normal é 2,4, por exemplo:



 

Pois bem, seguindo nosso exemplo, a referida areia é 0,2 menor que o ideal no módulo de finura (MF é uma grandeza adimensional, ou seja, não tem unidade de medida). Então, segundo a tabela, deverá consumir cerca de 11 L de água a mais se o traço for um fck 35. Seguindo em frente em nossa hipótese, esta areia será usada para usinar o traço abaixo:
 

Água: 200 L
Cimento: 400 kg
Fator a/c: 0,500
Resistência 28 dias: 43,9 MPa (conforme a curva de Abrams)
fck: 35,0 MPa
 

Bom, com o acréscimo de 11 L de água, teremos as seguintes mudanças:
 

Água: 211 L
Cimento: 400 kg
Fator a/c: 0,528
Resistência 28 dias: 39,8 MPa (conforme a curva de Abrams)
fck: 35,0 MPa
 

E aí? 39,8 MPa de resistência aos 28 dias é suficiente para atender ao fck 35,0 MPa, mantendo um coeficiente de segurança compatível com o desvio padrão do teu processo? Talvez sim. Talvez não. Talvez sim, mas se o MF variasse 0,25 já não daria. Ou seja, caso esta tabela seja correta, temos um parâmetro para dizer se a areia pode ser usada ou não ou para definir níveis de variação para um acordo de qualidade com o fornecedor.
 

Eu digo “CASO” ela esteja correta porque não tenho nenhuma pretensão de afirmar que esses valores são universais e que devem ser seguidos por força de lei. Antes até eu gostaria de contar com a ajuda dos colegas, que enfrentam este tipo de problema, para me ajudar a conferir estes valores, se possível compartilhando suas experiências. Sobretudo porque são valores calculados sobre um número reduzido de experimentos e contendo uma relativa extrapolação, principalmente no que diz respeito ao efeito entre os diferentes fck.
 

Do meu lado, vou continuar colecionando dados assim, para tentar validar esta percepção quantitativa, talvez até adotando a tabela por um tempo no controle de qualidade aqui do departamento. E também comparando com traços experimentais, estes sim, infalíveis verificadores do efeito do MF da areia sobre o consumo de água. Mas ainda assim, espero que seja útil aos leitores, pelo menos como uma conscientização para o fenômeno e o quão pernicioso ele tende a ser para a qualidade do nosso concreto.

8 comentários:

  1. É um prazer está comentando mais uma vez no seu blog. Queria primeiramente parabenizar pelo ótimo trabalho que tem feito e de compartilhar seus experimentos. Estou no 9º período de eng. civil e estou pensando em fazer um TCC sobre a "influência do módulo de finura do agregado miúdo na resistência a compressão do concreto". Lendo seu trabalho vemos o quanto é importante manter um controle de recebimento de materiais na concreteira, haja vista que a areia natural é passível de muita variação.

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    1. Acredite, o prazer e todo meu em receber voce por aqui e em poder dividir experiencias com colegas interessados. Este e um tema excelente para o TCC, com ainda muita coisa a ser explorada. E voce tem toda a razao, a areia natural e um recurso cada vez mais escasso e consequentemente de controle mais dificil. Quando cumprir mais alguma etapa do estudo, publico por aqui, na esperanca de que seja de valia. Forte abraco!

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    2. Caro Carlos Resende, queria lhe falar que nessa semana estive com o grande amigo e professor do curso de Eng. Civil da FUPAC de Ubá, Weiller, eng. civil que trabalha na Lafarge na área de concretos especiais. E comentei a respeito do seu blog e ele me disse que te conhecia e que são amigos de trabalho. Falei do meu interesse na área de materiais em específico a de tecnologia do concreto, e ele falou em marcar uma visita no laboratório da lafarge em BH e me chamaria para ir, fiquei muito honrado com o convite, espero que ele consiga. E seria um grande prazer lhe conhecer pessoalmente. Desde já agradeço pela atenção.

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    3. A honra sera nossa em receber voce, Guilherme! E eu nem vou passar muita vergonha, agora que alguns preceitos do 5S estao me ajudando a resolver o problema da bagunca aqui no Lab. Sera uma chance de trocarmos ideias e "cimentar" seu interesse por concreto. Aguardo tua visita, entao!

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    4. Boa tarde Carlos Resende, muito bom seu compartilhamento de estudo consigo ver um rumo para meu artigo. Estou no 8 ano eng. civil e tenho que apresentar um artigo e escolhi sobre agregados reciclado e vou falar sobre teor de finura (areia reciclada) as sua influência nas propriedades e caracteristicas vou usar basicamente seu método para correlacionar traços e MF para bloco estrutural se atende a norma. Teria material para esta me ajudando yuzan.martins@gmail.com, este é meu e-mail grato. vou continuar a ler seus estudos aqui abraços.

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    5. Ola Yuzan! Fico feliz em ter voce por aqui. Espero que teu artigo seja um sucesso. Essa brincadeira com o MF acabou rendendo um trabalho que, infelizmente, ainda nao estou autorizado a publicar. Mas vou dar um geito de encontrar material que eu possa te enviar. Ficarei grato em participar. Ha, e prometo voltar a escrever com frequencia. Estou muito inadimplente, rs.

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  2. Caro Carlos, de acordo com a NBR 7211/1983, acredito até que já esteja cancelada, mas no item 5.1.2 Módulo de finura tem uma descrição sobre o assunto com uma ressalva. " Uma diminuição de 0,2 do módulo de finura do agregado miúdo num determinado concreto geralmente implica numa substituição de ao redor de 3% da massa deste material por uma massa equivalente de agregado graúdo para manter aproximadamente constantes as características do concreto", espero ter ajudado.

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    1. Ajudou e muito! Isso concorda, aproximadamente com os testes que eu fiz! Ao variar o teor de argamassa dos tracos, levando em conta o modulo de finura, a demanda adicional de agua foi muito menor que eu esperava! Estou trabalhando em uma equacao para ajudar a prever o exato incremento de agregado graudo, via reducao do teor de argamassa e vou checar se estou proximo destes 3%. Obrigado mesmo!:-)

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