sábado, 27 de julho de 2013

Teor de Argamassa ideal: a correta proporção entre os agregados




Durante os últimos dois anos, eu passei uma significativa parcela do meu tempo perseguindo uma espécie de obsessão. Comprei um quadro branco, daqueles em que se usa canetas de tinta não permanente e ficava horas a fio em pé rabiscando e falando sozinho. De repente meu limitadíssimo campo cognitivo matemático pedia socorro e eu sentava na frente do laptop abusando da capacidade do Excel em traçar tendências exponenciais e aproximações por regressão linear. Aí eu jogava no lixo um maço de folhas de papel randomicamente preenchidas com equações esdrúxulas, olhava no relógio e, verificando que já era quase amanhã, trancava o laboratório e dirigia pra casa.

 
O que eu queria era uma formula, ábaco, tabela ou método, qualquer coisa que fosse capaz de predizer o “Teor de Argamassa” de um traço de concreto a partir apenas das especificações de projeto e dos valores obtidos dos ensaios dos materiais. O chamado Teor de Argamassa é uma maneira de quantificar e descrever o proporcionamento entre areia e brita de um traço. Existem outras, como por exemplo o muito usado fator B/A, um número que simplesmente divide a quantidade de Brita pela de Areia. Outra maneira é pela determinação da mistura de máxima densidade aparente, nos métodos de empacotamento de partículas.
 

Na minha modesta opinião o Teor de Argamassa é a forma mais simples e adequada de trabalhar a proporção de britas e areias. O método da máxima densidade aparente é excelente para casos especiais, mas as vezes, peca por não levar em conta aspectos importantes ligados à trabalhabilidade. O valor B/A renega a influência da presença de cimento, criando uma segunda variável que complica minha cabeça. Por isso aprendi a raciocinar o traço pelo Teor de Argamassa que é, nada mais, o percentual de materiais secos presentes no traço de concreto que não podem ser chamados de brita. Por exemplo, em 1000 L de concreto, se 20 L for espaço vazio e 200 L for água, tenho 780 L de materiais secos (cimento + areia + brita). Se desse total, 390 L for brita (metade) então eu terei 50% de argamassa, composta por areia e cimento. Podem ser várias areias e vários materiais cimentícios diferentes, incluindo as adições minerais inertes.

 

algumas das relações usadas no estudo

Ora, este valor é muito, muito importante. Ele determinará se o traço será estável, ou seja, se durante o uso seus constituintes manterão uma massa coesa, sem separação de fases. Dirá também se uma bomba de concreto será capaz de lidar com o material sem entupir ou sofrer danos. Propiciará um acabamento adequado e controlará o surgimento de alguns tipos de fissuras. Dirá quanto de água será necessário para se atingir um slump adequado e isso determina a quantidade de cimento e o custo final. Afetará, sensivelmente, o módulo de elasticidade e o módulo de ruptura à tração. Ajudará a controlar o nocivo fenômeno a exsudação ou “sangramento” do concreto. Enfim, juntamente com o fator água cimento este é um dos parâmetros mais importantes da fórmula. O problema está justamente em definir o seu valor.
 

Para o fator água cimento, temos métodos já dominados. Podemos lançar mão de experimentos de laboratório. Simplesmente posso moldar corpos de prova com diferentes consumos de cimento e descobrir o valor mais adequado para minhas especificações. Mas para o Teor de Argamassa eu nunca tinha conseguido um meio objetivo de definição. Sempre precisei contar com referências anteriores ou com a experiência sensorial, literalmente “metendo a mão na massa” e precariamente inferindo se o percentual estava ótimo ou se precisava de meio por cento pra mais, pra menos. Claro que existem limites conhecidos, mas a maior parte do trabalho é táctil-visual e/ou por dedução geométrica sobre uma base de dados anterior. O diabo é justamente quando não se tem dados anteriores, nem a chance de estar presente no estudo experimental...
 

A Companhia em que eu trabalho está em franco processo de expansão. As distâncias ficam maiores, os deslocamentos mais caros e os prazos mais curtos. Comecei a precisar delegar a realização de experimentos planejados em BH para serem consumados em Recife, Natal ou mais ao norte. E quando se passa muito tempo fazendo com as próprias mãos é difícil enxergar com qualidade pelos olhos de outra pessoa. Então, na fase de planejamento eu precisava de uma fórmula mágica para solucionar o problema do teor de argamassa.

 
A solução que escolhi foi olhar para o passado. Eu tinha a minha disposição uma invejável coleção de dados referentes a 11 anos de formulações de concreto com os mais diferentes e variados tipos de matéria prima, para concretos de múltiplas finalidades, características, comportamentos. Era só uma questão de enxergar dentro de uma miríade tridimensional de milhares de valores as relações estáveis entre o Teor de Argamassa e parâmetros obtidos facilmente por ensaio de matéria prima ou leitura do projeto estrutural. E, por maiores que sejam as variações, em se tratando de concreto sempre se acha uma relação matemática entre os parâmetros. As principais relações que eu consegui quantificar em minhas noites paranoicas super-cafeinadas se referem aos comportamentos seguintes:

 
·        Quanto menor o módulo de finura da areia, menor será o Teor de Argamassa ideal;

·        A medida que o teor de materiais finos (menores que areia) se eleva, o Teor de Argamassa se reduz, até atingir um valor crítico em que precisa voltar a subir, com uma taxa de variação diferente;

·        Quando o teor de Argamassa é adequado à finura da areia, a variação do consumo de água entre areias de diferentes módulos de finura é muito menor que o esperado (confirmando uma valiosa dica que recebi de um leitor deste blog, o senhor Cristiano Florentino, no texto “O modulo de finura da areia e sua influência sobre o consumo de água do concreto”);

·        O fator água cimento afeta a relação entre o Teor de Argamassa e o consumo de finos, porque o cimento é um tipo de material fino mais representativo que os pulverulentos inertes.
 

Por outro lado, graças às referências que me foram ensinadas pelo Eng.º Hugo Renato Monteiro, consegui deduzir experimentalmente referências que corrigem o Teor de Argamassa conforme a granulometria da brita e o slump do traço. Junto com outras destas referências, eu as batizei de “Constantes Monteiro”, pequenos “teoremas” que se somam à teoria raiz, corrigindo e customizando o valor. Depois, juntando uma excelente ideia do Eng.º Marcelo Singulani com uma linha de pesquisa de concretos especiais, consegui enxergar uma maneira simples de considerar a forma e textura da brita na teoria. Pronto! Eu tinha nas mãos a equação mais feia, medonha e cheia de penduricalhos da história da tecnologia de concreto. Mas estranhamente eficiente!

 
Então, queridos leitores, além de contar uma estória e me gabar pelo trabalho de força bruta, contornando a pura incompetência técnica, este texto também tem a finalidade de chamar a atenção para a importância do proporcionamento entre os agregados. Encontrar o número correto é uma questão de qualidade e economia. Oportunidades de melhoria por vezes podem estar obscurecidas por juízos de valor ou pela simples falta de experiência, da qual compartilho, mesmo após 11 anos de militância. Forte abraço!

11 comentários:

  1. Parabéns amigo
    Apesar de não possuir 1/100 de seu conhecimento em concreto. Admiro a simplicidade e qualidade dos ensinamentos ...ou seja eu entendi...abraços

    Carlos Felipe

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    1. Charlie, meu irmao! Uma coisa que aprendi e que afirmacoes de humildade como a tua, na verdade escondem conhecimento e grandeza de carater! Obrigado por estar proximo!

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  2. Grande Carlos. Parabéns e obrigado por proporcionar a nós engenheiros, a oportunidade de ler bons artigos. Espero que continue sempre a compartilhar seu aprendizado com os demais colegas. Forte abraço.

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    1. Rafa, meu caro! Recentemente falamos de voce la na Companhia... Espero poder reve-lo em breve. Eu que agradeco pela forca. Tambem espero ter muito o que publicar aqui, como retribuicao pela ajuda de tantos colegas e amigos.

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    2. Grandioso! Embora eu tenha precisado recorrer ao dicionário algumas vezes a leitura foi sensacional. Me orgulho de conhecer esse fenomenal profissional. Parabéns amigo.

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    3. Obrigado meu caro! O resultado desse trabalho esta listado no livro que voce "mandou" eu escrever! O orgulho e a amizade sao reciprocos.

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  3. Olá Carlos, fui convidado para ser monitor da disciplina de materiais de construção civil aqui na Fupac. E estou fazendo uns testes para apresentação na aula de dosagem de concreto pelo método da ABCP e percebi que esse método já considera um teor de argamassa para a mistura. Na tabela para encontrarmos o volume de brita é relacionado o módulo de finura da areia com a dimensão máxima da brita, mas percebi que se faz necessário alguns ajustes nesse teor principalmente quando trabalhei só com areia natural como agregado miúdo. E a respeito daquele livrinho que voçê escreveu, como faço para adquirí-lo, parece ser muito interessante para aplicá-lo nessas aulas.
    Abraços!!

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    1. Cara, você acredita que o motor inicial para o método que compõe o livro foi justamente uma equação "horrorosa" que eu achei para calcular o teor de argamassa ideal? ela leva em conta o módulo de finura da areia, o teor de finos estimado do traço e o fator a/c, com uns penduricalhos para corrigir segundo o MF da brita, forma da brita, slump, etc. Mas eu ainda preciso pedir licença à Companhia, para publicar. Por se tratar de um conhecimento desenvolvido aqui no LAB, tenho que ter esta aquiescência. Minha Gerente de RH gostou muito do projeto e o Jurídico solicitou que se fizesse uma análise. Meu Gerente no Dep. Técnico deve realizar esta análise em breve e, se ele aprovar, dou andamento à publicação. O testes que fiz, aliado a um trabalho de validação feito por um colega me levaram a crer que o método funciona, dentro de certos limites. Mas, por enquanto estou vedado de divulgar. Mas se o projeto for pra frente, prometo levar alguns exemplares ai pra biblioteca da FUPAP e outro pra você, naturalmente!

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  4. Caro, me sinto extremamente honrado por ter sido citado em seu texto.
    Me vi exatamente descrito nos instantes em que pega papel e lapiseira e começa a esboçar algo que mais parece uma guerra do conhecimento com a lógica de tudo. Pior fica quando a situação começa a ser simulada pelo Excel em funções matemáticas. Mas felizmente chega o dia em que você tem um traço em mãos, roda e passa 28 dias aguardando ansiosamente para verificar o resultado.
    Enfim em fração de minutos você está nas nuvens, os resultados corresponderam as suas decisões. Mas nada concluído, simplesmente iniciado.

    Parabéns!

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    1. Cristiano!
      Sabe, cara, o que eu tenho obtido de mais legal com o blog e esta possibilidade de interacao, de compartilhamento. Quando trocamos ideias percebemos que nao estamos sozinhos, que nossa loucura nao e um movimento isolado! Tenho sido mais feliz no meu trabalho gracas a pessoas como voce, que nao tem receio de partilhar. Forte abraco!

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  5. Eeee pessoal.
    Os marcos que balizam a tecnologia de concreto ficaram mais malucos a medida em que os cimentos melhoraram e os aditivos de ultima geração nos proporcionam impensaveis ousadias>
    Ah se não fosse a santa NBR 6118 que hoje limitam os consumos de cimento e se o consumidor comprasse concreto levando em conta apenas a resistência a compressão axial. Acho que já estaríamos fazendo 30,0 MPa com 10 kg de cimento.

    Salve galera.
    Abraços

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