Testes em concreto fresco

O concreto é um dos materiais de construção mais comuns em uso atualmente. Antes de despejar seu concreto e construir sua estrutura, você precisa determinar se a mistura de concreto é adequada para a aplicação específica.

O concreto consiste em duas fases, uma fase de pasta de cimento composta de cimento, água e ar, e uma fase agregada composta por agregados grossos e finos. Ao projetar uma mistura de concreto, precisamos garantir que o concreto fresco tenha uma reologia adequada para que seja facilmente trabalhável. O método de lote experimental é usado para determinar as características do concreto fresco. Este teste in situ destina-se a garantir que a mistura de concreto na central dosadora tenha a mesma viscosidade quando chega ao canteiro de obras e é vazada em formas.

Este vídeo discutirá as principais propriedades do concreto e ilustrará como as misturas de concreto fresco são testadas em laboratório.

O método de teste começa com amostras de cimento, água, agregados grossos e miúdos e teor de ar alvo. Os agregados grossos e miúdos são considerados inertes. As principais variáveis que precisamos considerar são o cimento, a água e o ar. A relação água-cimento é muito importante porque a resistência do concreto depende diretamente dessa quantidade.

A resistência do concreto é normalmente medida 28 dias após a fundição e normalmente varia em termos de proporção água-cimento de cerca de 0,35 para concreto de alta resistência a cerca de 0,6 para concreto de baixa resistência.

Uma menor relação água-cimento diminui a permeabilidade do concreto, reduzindo as taxas de penetração de íons de sal no concreto e, portanto, a corrosão da armadura de concreto. A alta temperatura de cura e umidade acelera significativamente os ganhos de resistência.

O teor de ar de uma mistura de concreto fresco desempenha um papel importante na durabilidade, especialmente para concreto usado em regiões que passam por ciclos de congelamento e descongelamento. A água livre se expande à medida que congela e se transforma em gelo e pode rachar o concreto. As bolhas de ar na mistura permitem essa expansão sem rachar o concreto. Uma quantidade maior de ar resulta em uma resistência menor, portanto, para uma determinada resistência, é necessária uma proporção mais alta de água para cimento.

Resistência e durabilidade são propriedades de longo prazo do concreto. As propriedades de curto prazo, como trabalhabilidade, também precisam ser levadas em consideração. Na próxima etapa do método de teste, agregados grossos e finos são adicionados à mistura para atingir a consistência plástica desejada. A quantidade de agregado graúdo e areia será ajustada durante a dosagem para obter trabalhabilidade e abatimento adequados para a mistura de concreto.

A queda, ou fluidez do concreto, mede a consistência antes que o concreto endureça. O teste de abatimento consiste em despejar e compactar concreto fresco em um cone invertido em três camadas. Uma vez que o cone é preenchido, o cone é levantado e a quantidade que o concreto cai ou cede é medida. Os resultados do teste de queda são uma indicação da coesão da mistura. Uma mistura bem proporcionada cairá, mas manterá sua forma original. Uma mistura ruim vai desmoronar, segregar e desmoronar.

Agora, vamos examinar as práticas de mistura de concreto em um ambiente de laboratório e aprender como o método de batelada de teste é usado para preparar cilindros de teste de concreto para aplicações subsequentes.

Pese e armazene separadamente as quantidades fornecidas de agregados graúdos, agregados finos, cimento e água. Registre os pesos exatos na folha de dados. Antes de começar a misturar, umedeça o interior do misturador e todas as ferramentas para que fiquem molhadas sem deixar água parada.

Agora, coloque os agregados grossos e finos na mistura com cerca de um quinto da água. Deixe esses componentes se misturarem por cerca de dois minutos. Com o misturador ainda girando, adicione o cimento e mais água em cinco a 10 pequenos incrementos. Quando terminar de adicionar esses componentes, deixe-os misturar por mais cinco minutos e depois desligue a batedeira. Agora você está pronto para testar a queda da mistura de concreto.

Umedeça o cone de queda e coloque-o na panela de mistura com o diâmetro grande para baixo. Segure o cone de queda firmemente contra a panela e, em seguida, preencha cerca de um terço do volume com uma camada de concreto. Tamp a camada com 25 traços distribuídos uniformemente sobre a seção transversal do cone. Quando terminar, adicione mais duas camadas de concreto, compactando cada camada para que a haste penetre levemente na camada anterior. Corte o excesso de concreto para que o cone fique completamente cheio, mas não transborde.

Levante imediatamente o cone com cuidado e verticalmente para separá-lo do concreto e, em seguida, determine a queda medindo a diferença entre a altura do molde e a altura do concreto. A queda desta mistura deve ser entre três e quatro polegadas. Se estiver muito baixo ou a mistura parecer áspera e não fluir adequadamente, adicione gradualmente pequenas quantidades medidas de agregado fino ou grosso conforme apropriado e, em seguida, misture novamente e teste novamente o concreto até que a queda e a consistência desejadas sejam alcançadas.

Agora que a mistura está correta, pesar os agregados restantes e registrar esses valores na folha de dados. Calcule as quantidades reais de agregados graúdos e miúdos usados na mistura de concreto a partir dos pesos iniciais.

Finalmente, determine o peso unitário desta mistura de concreto. Registre o peso de um recipiente vazio de 1 pé cúbico e, em seguida, encha o recipiente com concreto seguindo o mesmo procedimento usado para preencher o cone de abatimento. Pese o recipiente cheio e calcule o peso unitário para esta mistura subtraindo o peso do recipiente vazio.

Prepare quatro moldes cilíndricos para fundir as amostras de teste. Meça e registre o peso vazio de cada molde na folha de dados. Preencha cada molde seguindo o mesmo procedimento usado para preencher o cone de queda na seção anterior. Após o preenchimento de cada molde, meça e registre o peso preenchido na folha de dados.

Cubra o concreto moldado com um saco plástico para evitar a evaporação da água da mistura. Deixe os cilindros de teste endurecerem por 16 a 32 horas e, em seguida, retire os moldes de plástico descartáveis das amostras de concreto.

Por fim, coloque os cilindros no ambiente de cura. Neste caso, os cilindros são deixados para curar em condições ambientais.

Agora que você entende como determinar as características do concreto fresco, vamos revisar os resultados.

As quantidades e materiais usados neste experimento para preparar a mistura de concreto são mostrados nesta tabela. Nossa mistura de concreto fresco teve uma queda de 3,5 polegadas. Em geral, misturas como a descrita neste experimento têm quedas de três a quatro polegadas. Tais valores são comuns para trabalhos pequenos com pouco congestionamento de aço nas formas.

O peso unitário do nosso concreto era de 147 libras por pé cúbico. O peso unitário dos concretos de peso normal é de cerca de 145 a 150 libras por pé cúbico, mas o concreto feito com agregados leves, xistos expandidos, por exemplo, pode ser tão leve quanto 100 a 120 libras por pé cúbico.

A proporção água-cimento para o nosso lote de concreto é de 0,45. Essa proporção indica que a resistência à compressão de nossos cilindros de teste em 28 dias será de cerca de 5.000 psi. Essa proporção também indica que a durabilidade do nosso concreto o torna adequado para exposição ao congelamento e descongelamento em condições úmidas ou degeladores.

O método de lote de teste é usado em muitos canteiros de obras em todo o mundo para testar lotes de concreto. Este teste simples garante controle de qualidade consistente e garantia no local de trabalho.

Os superplastificantes são aditivos químicos que reduzem consideravelmente a viscosidade de uma mistura de concreto fresco por um curto período de tempo, a fim de facilitar a colocação nas formas. Na construção moderna, o uso generalizado de superplastificantes significa que é econômico obter abatimentos muito maiores, na faixa de 6 a 10 polegadas, correspondendo ao concreto autonivelante.

Os agentes de entrada de ar são produtos químicos que criam muitas bolhas de ar pequenas e bem dispersas e fornecem os espaços necessários para que a água livre dentro da mistura de concreto se expanda durante o congelamento sem rachar o concreto. O teste de entrada de ar de concreto fresco é específico do dispositivo. Por exemplo, a pressão é aplicada à amostra para comprimir o ar arrastado nos poros. O dispositivo usa a mudança no volume de ar para determinar o conteúdo de ar da mistura. As misturas não arrastadas a ar apresentarão teores de ar abaixo de 2%, enquanto as misturas arrastadas a ar, dependendo da dosagem do aditivo, apresentarão 5 a 8% de teor de ar.

Você acabou de assistir à introdução de JoVE aos testes em concreto fresco. Agora você deve entender como o método de lote de teste é usado para determinar as proporções ideais de agregados, cimentos e água para preparar o concreto que atenda aos requisitos de abatimento.

Obrigado por assistir!