sexta-feira, 8 de novembro de 2013

Resistência à compressão do concreto: Um teste de diversas interferências





Esta semana, lá na Companhia, tive a gratificante oportunidade de ministrar um pequeno treinamento para novos profissionais que atuarão como balanceiros de diversas centrais dosadoras de concreto. O balanceiro é, de longe, um papel fundamental no sucesso de uma concreteira, na qualidade de produto, controle de processo, logística, atendimento ao cliente, enfim, é um dos atores principais. Para ilustrar nossas atividades naquele dia, eu havia preparado (com a inestimável ajuda dos meus amigos do Laboratório Regional) uma série de corpos de prova para demonstrar dois fatores que podem levar a uma interpretação equivocada dos resultados de resistência à compressão de corpos de prova cilíndricos de concreto.

 
O primeiro deles é a adição indiscriminada de água que, infelizmente, é um problema recorrente nas obras. Normalmente, ocorre de se decidir por um concreto de slump menor, pensando no custo do concreto isoladamente e quando chega o momento da execução as dificuldades de concretagem aparecem. Ao invés de se interromper o trabalho e se decidir por uma nova formulação, com slump maior, o que acaba ocorrendo é a adição de água para além dos limites da tabela de traço. Este é um tema sempre abordado em treinamentos, procedimentos e relatórios mas, confesso, nunca tinha realizado um experimento específico para medir este efeito. O que eu tinha eram dados teóricos deduzidos de experimentos de laboratório para outros fins.

 



Então, tomei um concreto fck 30,0 MPa e dele moldei 5 corpos de prova. O primeiro moldei na condição de slump ideal, recém saído do processo de carregamento. Depois, adicionei dosagens de água suplementar diversas, de 10 a 40 litros por metro cúbico de concreto. Na data do treinamento eles estavam com a idade de 12 dias e todos tinham sido mantidos nas mesmas condições até o momento da demonstração. Os resultados dos ensaio de resistência à compressão foram:

 
Condição
fc12d (MPa)
Agua do traço
27,7
+10 l/m³
24,8
+20 l/m³
22,4
+30 l/m³
22,3
+40 l/m³
19,1

 
Obviamente este é um teste isolado, feito em um corpo de prova para cada situação e sem suporte para uma análise estatística. Mas cumpriu bem sua proposta, que era sensibilizar para o grave efeito da adição excessiva de água na obra. Salvo o quarto CP, com resultado anômalo, cada 10 L de água custou entre 2 e 3 MPa de resistência. E cada 10 L de água por m³ é apenas o suficiente para elevar o slump do concreto em cerca de 2 cm!

 
O segundo aspecto explorado na demonstração foram os defeitos de moldagem de corpos de prova. Da mesma amostra de concreto com água correta do traço, tirei outros quatro corpos de prova com defeitos deliberados: Um foi deixado inclinado, de modo a prejudicar o paralelismo entre as faces. Outro foi moldado de uma amostra segregada, com menor concentração de brita que o concreto ideal. Em outro foi eliminado cerca de 20% da área de contato da face superior. E o último foi moldado sem a aplicação de golpes com a haste de compactação.

 


Corpos de prova defeituosos

Abaixo, os resultados:
 

Condição
fc12d (MPa)
Padrão
27,7
- 20% de área
29,6
Segregado
16,4
Inclinado
23,5
Sem adensamento
18,4

 
Mais uma vez, o reduzido número de amostras prejudicou um resultado, afinal quando se elimina a área de contato de um corpo de prova com a prensa não é de se esperar que o resultado seja maior. Mas oura vez foi possível demonstrar que os erros mais comuns de moldagem afetam de forma muito expressiva os resultados. Afinal, não é incomum se observar corpos de prova tortos, com vazios por falta de adensamento, com marcas de dedo na face superior ou coletados de uma amostra de concreto não representativa.

 
Fica então esta ilustração de dois problemas que são motivo de grandes preocupações, até hoje, no controle tecnológico de concreto. Um prejudica a qualidade do material. Outro, prejudica a qualidade do ensaio que deveria medir a qualidade do material. Observem como os erros de moldagem do CP podem levar a perdas mais severas até que a alteração do fator água / cimento. Em breve, vamos ter aqui um brilhante texto do Prof. Esdras de França, tratando do tema dos corpos de prova de uma forma mais completa e com a costumeira genialidade do mestre.

9 comentários:

  1. Muito bom o texto. Assunto simples na engenharia civil porém muito importante no dia a dia, que deve ser sempre lembrado. É só ler a NBR pertinente antes: 5768.

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    1. Caro Manoel! Pela primeira vez estou tendo a oportunidade de participar de uma comissao normativa do CB18. E pude perceber o quao arduo e serio e o trabalho para edicao de uma norma. Voce tem toda a razao, nos deveriamos nos atentar as normas vigentes antes de se iniciar um trabalho. Elas sao um parametro solido para evitar desventuras! Muito obrigado pela visita e sinta-se sempre em casa!

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  2. Olá Carlos, prazer está comentando mais uma vez.

    Não é raro depararmos com resultados de ensaio de resistência à compressão não característicos, seja pelo aumento da relação água cimento mesmo com o slump dentro dos limites (diminuição módulo de finura), vazios na pasta de enxofre diminuindo a área de contato, velocidade de aplicação da carga no corpo de prova. Este último é tratado na NBR 5739 (ABNT, 2007), onde a velocidade deve ser de (0,45 +- 0,15) Mpa por segundo. Quando se utiliza prensa manual é muito importante que o operador aplique a carga na velocidade padrão, por isso montamos uma tabelinha da marcha de ensaio de acordo com os limites da norma, como segue abaixo:

    Força prensa (tf)
    Tempo(s) Mínimo Médio Máximo
    5 1,16 1,73 2,31
    10 2,31 3,47 4,62
    15 3,47 5,20 6,93
    20 4,62 6,93 9,24
    25 5,78 8,66 11,55
    30 6,93 10,40 13,86
    35 8,09 12,13 16,17
    40 9,24 13,86 18,49
    45 10,40 15,60 20,80
    50 11,55 17,33 23,11
    55 12,71 19,06 25,42
    60 13,86 20,80 27,73
    65 15,02 22,53 30,04
    70 16,17 24,26 32,35
    75 17,33 25,99 34,66
    80 18,49 27,73 36,97
    85 19,64 29,46 39,28
    90 20,80 31,19 41,59
    95 21,95 32,93 43,90
    100 23,11 34,66 46,21
    105 24,26 36,39 48,52
    110 25,42 38,13 50,83
    115 26,57 39,86 53,14
    120 27,73 41,59 55,46

    Um grande abraço!

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    1. E mais uma vez, e um prazer genuino receber teu comentario! Excelente lembranca a respeito da velocidade de carregamento. Adorei a planilha tambem. Com sua licenca, vou indica-la la na Companhia com teu nome! Se um dia voce animar de escrever uma postagem aqui, por favor fique a vontade pra me enviar. Forte abraco!

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  3. Boa Tarde, tenho uma dúvida em relação aos tipos de ruptura que ocorrem nos corpos de prova. A NBR 5739 mostra uma figura que contém os tipos de ruptura, porém, ela não explica os motivos dessas rupturas serem umas diferentes das outras. Você pode me responder isso?

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    1. Então, a forma de ruptura diz muito sobre como a tensão se distribuiu na área de contato do cp e, com isso, indica se a leitura de resistência foi realmente a máxima possível para aquele exemplar. A diferença é justamente essa. Alguns planos de fratura indicam distribuição de tensão excêntrica ou irregular, o que indica que você leu menos do que o corpo de prova poderia ter resistido de carga. Abraços!

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  4. Texto muito bom, me ajudou em algumas dúvidas!

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  5. Bom dia, gostaria de saber se você tem um check list para a área da dosagem na usina de concreto. Obrigada

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