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Engenharia do Concreto para Pavimentação: Tipos, Propriedades e Aplicações, Notas de estudo de Engenharia Civil

Informações sobre o engenharia do concreto para pavimentação, incluindo tipos de concreto, propriedades, história e aplicações. O documento aborda a mistura simultânea de cimento portland e água, a resistência característica à tração na flexão do concreto, diferentes tipos de cimento portland, adições minerais ativas, execução do concreto fresco e endurecido, requisitos de qualidade dos agregados, propriedades físicas do concreto e aplicação de aditivos químicos.

Tipologia: Notas de estudo

2020

Compartilhado em 31/03/2020

thiago-leite-22
thiago-leite-22 🇧🇷

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bg1
Eng. Dalter Pacheco Godinho
E
NTO DE
C
RETO
Tecnologia do Concreto
para Pavimentação
INGEA
PAVIM
E
CON
C
Eng. Dalter Pacheco Godinho, M.Sc.
CONCRETO
CONCRETO DE PAVIMENTO
CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS
CPC-M2 / 2
Eng. Dalter Pacheco Godinho
MISTURA SIMULTÂNEA DE:
CIMENTO PORTLAND
ÁGUA
AGREGADOS
ADITIVOS
O dimensionamento do pavimento
requer conhecimento da resistência
característica à tração na flexão do
concreto
(f
ctM k
)
CONCRETO SIMPLES
CPC-M2 / 3
Eng. Dalter Pacheco Godinho
(
ctM
,
k
)
Os valores variam de 3,8 MPa a 6,0 MPa
Um valor usual é 4,5 MPa
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff
pf12
pf13
pf14
pf15
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pf17
pf18
pf19
pf1a
pf1b
pf1c
pf1d
pf1e
pf1f
pf20
pf21
pf22
pf23
pf24
pf25
pf26

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ENTO DECRETO

Tecnologia do Concreto

para Pavimentação

INGEA

PAVIME

CONC

Eng. Dalter Pacheco Godinho, M.Sc.

CONCRETO

CONCRETO DE PAVIMENTO

CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 2

MISTURA SIMULTÂNEA DE:

 CIMENTO PORTLAND

 ÁGUA

 AGREGADOS

 ADITIVOS

 O dimensionamento do pavimento

requer conhecimento da resistência

característica à tração na flexão do

concreto (f ctM k

)

CONCRETO SIMPLES

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 3

( ctM,k

)

 Os valores variam de 3,8 MPa a 6,0 MPa

 Um valor usual é 4,5 MPa

CONSTITUINTES

 Cimento Portland

 Agregado graúdo

 Agregado miúdo

Á

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 4

 Água

 Aditivos químicos

 Adições minerais ativas

 Fibras

EXECUÇÃO

CONCRETO

FRESCO

CONCRETO

ENDURECIDO

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 5

PRINCIPAIS FATORES QUE DETERMINAM

AS PROPRIEDADES DO

CONCRETO FRESCO E ENDURECIDO

PROPORÇÕES

DA MISTURA

FRESCO

MATERIAIS

O CONCRETO

ESTRUTURAL

“ É DIFERENTE ”

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 6

DO CONCRETO PARA

PAVIMENTAÇÃO

(CONCRETO SIMPLES)

CIMENTO PORTLAND

Aglomerante hidráulico

constituído de uma mistura de

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 10

clínquer Portland e gesso.

CIMENTO PORTLANDCIMENTO PORTLAND

Conforme o tipo de cimento poderão ser

adicionados, durante o processo de

moagem materiais conhecidos por

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 11

moagem, materiais conhecidos por

adições: são a escória, a pozolana e o

calcário.

CIMENTO PORTLAND

Aglomerante hidráulico  calcário e argila.

COMPOSTOS PRINCIPAIS

PRODUÇÃO

Moinho

Forno

O

c

Calcário

Argila

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 12

COMPOSTOS PRINCIPAIS

C 3 S - C 2 S - C 3 A - C 4 AF

Clínquer

Moinho

Clínquer

Gesso

Adição CIMENTO

PORTLAND

PRINCIPAIS COMPOSTOS

RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO (MPa)

C3S

C2S

C3A

C4AF

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 13

C 3 S..... 18 a 66 %

C 3 S..... 11 a 53 %

C 3 A..... 5 a 20 %

C 4 AF..... 4 a 14 %

TEMPO (Dias)

C

TRÊS TIPOS DE CIMENTO PORTLANDTRÊS TIPOS DE CIMENTO PORTLAND

USADOS EM PAVIMENTAÇÃO

Ci t P tl d

C

G

M

A

Cimento Portland

Comum

C 65-30%

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 14

Cimento Portland

de Alto-forno

Cimento Portland

Pozolânico

G

E 35-70%

M

C

G

P

M

CIMENTO PORTLAND COMPOSTO

NBR 11578

CP II-E - CIMENTO PORTLAND COM ESCÓRIA

Até 34 % de escória granulada

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 15

CP II-Z - CIMENTO PORTLAND COM POZOLANA

Até 14 % de materiais pozolânicos

CP II-F - CIMENTO PORTLAND COM POZOLANA

Até 10 % de materiais pozolânicos

TEXTURA FINALTEXTURA FINAL

Hidratação CompletaHidratação Completa

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 19

H

E

E

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 20

Produto hidratado (hidróxido de

cálcio) (H). Aumento 2000x.

Etringita (E). Aumento 3500x.

E

CIMENTO PORTLAND

ESPECIFICAÇÕES BRASILEIRAS
PARA CIMENTOS PORTLAND

 CIMENTO PORTLAND COMUM:

 CP I - Cimento Portland Comum

 CP I-S - Cimento Portland Comum com Adição

 CIMENTO PORTLAND COMPOSTO:

 CP II-E - Cimento Portland Composto com Escória

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 21

 CP II-Z - Cimento Portland Composto com Pozolana

 CP II-F - Cimento Portland Composto com Fíler

 CIMENTO PORTLAND DE ALTO-FORNO:

 CP III

 CIMENTO PORTLAND POZOLÂNICO:

 CP IV

 CIMENTO PORTLAND DE ALTA RESISTÊNCIA INICIAL:

 CP - ARI

Cimento

Portland

Comum

Sigla

CP I

Classe

Clínquer

+ Gesso

Escória Pozolana

Carbonato

de cálcio

CP I-S

CARACTERÍSTICAS DOS PRINCIPAIS

TIPOS DE CIMENTOS BRASILEIROS

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 22

Composto

CP II-E

CP II-Z

CP II-F

Cimento

Portland

Alto forno

Sigla

CP III

Classe

Clínquer

+ Gesso

Escória

Pozolana

Carbonato

CARACTERÍSTICAS DOS PRINCIPAIS

TIPOS DE CIMENTOS BRASILEIROS

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 23

Pozolânico

Alta

resistência

inicial

CP IV

CP V

DESEMPENHO DOS CIMENTOS EM 2000

à compressão axial (Mpa)

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 24

CPI-S CPII-E CPII-F CPII-Z
CPIII CPIV CPV-ARI CPV-ARI RS
Idade (dias)
Resistência à

AGREGADOS GRAÚDOS

Pedregulho, brita ou mistura de ambos,

proveniente de rochas estáveis, cujas

partículas passam na peneira ABNT de

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 28

p p p

abertura nominal de 152 mm e

ficam retidas na peneira de malha igual

a 4,8 mm.

AGREGADO MIÚDO

Areia de origem natural ou resultante

da britagem de rochas estáveis, cujas

partículas passam na peneira ABNT de

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 29

p p p

malha 4,8 mm e ficam retidas na

peneira de malha 0,075 mm.

REQUISITOS DE QUALIDADE

DOS AGREGADOS

 Resistência aos esforços

mecânicos

 Ausência de substâncias nocivas

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 30

 Ausência de impurezas orgânicas

 Estabilidade mineral

 Morfologia dos grãos

 Tamanho dos grãos

SUBSTÂNCIAS NOCIVAS MAIS COMUNS

 Torrões

de argila

Pulverizados, dificultam a aderênciaPulverizados, dificultam a aderência

pastapasta--agregado. Na forma de torrões,agregado. Na forma de torrões,

são “agregados” frágeis esão “agregados” frágeis e

quebradiçosquebradiços

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 31

 Materiais

carbonosos

Produzem manchas escurasProduzem manchas escuras

no concreto. Podem provocar quedano concreto. Podem provocar queda

de resistência mecânicade resistência mecânica

SUBSTÂNCIA NOCIVAS MAIS COMUNS

 Materiais

pulverulentos

(< 0,074mm)

Dificultam a aderênciaDificultam a aderência

pasta/agregado. Provocampasta/agregado. Provocam

queda da resistênciaqueda da resistência

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 32

 Impurezas

orgânicas

Interferem na hidratação doInterferem na hidratação do

cimento, podendo até inibícimento, podendo até inibí--la.la.

Comuns em areias naturaisComuns em areias naturais

 Granulometria

 Massa unitária

Massa específica real

PROPRIEDADES FÍSICAS

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 33

 Massa específica real

 Umidade e absorção

 Inchamento da areia

SUBSTÂNCIAS EM SOLUÇÃO

SULFATOS  600 mg/l

CLORETOS  1.000 mg/l

NBR 7583

EXPANSÃO Limite

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 37

Análise de

cada caso

EXPANSÃO... Limite

CORROSÃO... Limite

PEGA E ENDURECIMENTO

 (^) pega

NBR 7583 5,0 < pH < 8,

 SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS

Matéria orgânica 3 mg/l

ácido

alcalino

  • pH

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 38

Matéria orgânica... 3 mg/l

Açúcar....... 5 mg/l

NBR 7583

ANÁLISE QUÍMICA

ENSAIOS COMPARATIVOS (fc )

Pega e endurecimento

LIMITES DE SUBSTÂNCIAS POTENCIALMENTE

DELETÉRIAS NA ÁGUA (NBR 7583)

 Matéria orgânica ..................... 3mg/l

 Resíduo sólido ........................ 5.000mg/l

C 1 000 /

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 39

 Cloretos .................................... 1.000mg/l

 Sulfatos .................................... 600mg/l

 Açúcar ...................................... 5mg/l

 Hidratar o cimento

 Proporcionar trabalhabilidade ao concreto

FUNÇÕES DA ÁGUA

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 40

Água

IMPORTANTE

A quantidade

de água de mistura do

concreto deve ser a

menor possível

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 41

p

RELAÇÃO ÁGUA/CIMENTORELAÇÃO ÁGUA/CIMENTO

A relação a/c é uma das

propriedades determinantes

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 42

da qualidade de um

concreto.

AGREGADOS

a) Artificiais

Natureza Processo Concreto

Industrial

Exemplos: Agregado Britado

Escória

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 46

Argila Expandida

b) Naturais

Natureza Concreto

Exemplos: Seixo Rolado

Cascalho

AGREGADO MIÚDO

a) Artificiais b) Natural

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 47

AGREGADO GRAÚDO

a) Artificiais b) Natural

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 48

INTERFACE AGREGADO MATRIZ CIMENTANTE

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 49

Agregado Total

Ar incorporado

Água

Cimento

VARIAÇÕES DENTRO DO TIPO DE AGREGADO (BRITADO OU ARREDONDADO)

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 50

Tamanho máximo do agregado

Agregado Total

RESISTÊNCIA DA PARTÍCULA

Resistência à compressão

Mineral

Números de amostras

Média MPa

Eliminando-

se os valores extremos

Máx. MPa


Mín. MPa

Granito 278 181 257 114

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 51

Granito

Felsito

Diabase

Calcário Arenito

Mármore

Quartzito

Gnaisse Xisto

278

12

59

241 79

34

26

36 31

181

324

283

159 131

117

252

147 170

257

526

377

241 240

244

423

235 297

114

120

201

93 44

51

124

94 91

AGREGADOS

MASSA UNITÁRIA

 ENSAIO

 Consiste em se conhecer a massa do material que

preenche um recipiente de volume conhecido.

  • 2 métodos:

M U i á i d l NBR 2 1

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 55

  • Massa Unitária - estado solto NBR 7251
  • Massa Unitária - compactada NBR 7810

 APLICAÇÃO

 Solto  transformações massa - volume

 Compactado  dosagem

AGREGADOS

COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA

NBR 7217

 ENSAIO

 Simples separação da amostra em certas frações pré

estabelecidas por meio de peneiras normalizadas.

 APLICAÇÃO

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 56

C Ç O

 No controle de qualidade:

 faixa granulométrica recomendada

 homogeneidade

 Na dosagem:

 dimensão máxima do graúdo

 módulo de finura do miúdo

AGREGADOS

COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA

AREIA

PENEIRA

ABNT

(mm)

MASSA

RETIDA

(g)

PORCENTAGEM

RETIDA

PORCENTAGEM

RETIDA

ACUMULADA

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 57

TOTAL 1000 100 275

D máx: 4,8 mm Módulo de Finura:2,

AGREGADOS

COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA - BRITA 1

P E N E IR A
A B N T

(m m )

M A S S A
R E T ID A

(g)

P O R C E N T A G E M
R E T ID A
P O R C E N T A G E M
R E T ID A
A C U M U LA D A

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 58

T O T A L 10000 100 685

D máx: 19 mm Módulo de Finura:6,

AGREGADOS

TEOR DE ARGILA EM TORRÕES

NBR 7218

 ENSAIO

 Conhece-se a composição granulométrica.

 Destorroa-se os grãos manualmente.

 Peneira-se novamente.

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 59

 Avalia-se a porcentagem, em massa, de material destorroado

 APLICAÇÃO

 Controle de qualidade

 EFEITOS

 Prejudica o aspecto do concreto aparente.

 Diminui a resistência do concreto.

ADITIVOS QUÍMICOS

 Redutores de água

 Incorporadores de ar

Eng. Dalter Pacheco Godinho CPC-M2 / 60

 Incorporadores de ar

 Retardadores de pega

 Aceleradores de pega