materiais de construção ii -...
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Materiais de Construção IIPropriedades Mecânicas do Concreto
em seu estado ENDURECIDO
Pontifícia Universidade Católica de Goiás
Engenharia Civil
Professora: Mayara Moraes
Propriedades no estado endurecido
• Resistência mecânica– A compressão– A tração– A tração na flexão
• Módulo de elasticidade
• Coeficiente de Poisson
• Porosidade
• Permeabilidade
• Absorção
Resistência Mecânica do Concreto
• Fatores importantes: Relação água/cimento
Dosagem
IdadeCarregamento
Materiais utilizados
ProduçãoMistura
Transporte
Cura
Lançamento / Adensamento
3 7 28 90 365
Portland comum 38 58 81 90 100
Alta resistência inicial 50 65 83 93 100
Compostos (em geral) 35 51 77 93 100
Baixo calor de hidratação 16 28 58 92 100
Tipo de cimento% da resistência em 365 dias,
para as idades de:
Resistência Mecânica do Concreto
• Corpos de prova cilíndricos
– Moldagem e cura: NBR 5738
– Ensaio: NBR 5739
Resistência a Compressão
Resistência a Compressão
• Preparação das bases dos corpos-de-prova:
– Nivelamento das faces superior e inferior, para uniformização da carga aplicada.
Tensão = Força / Área
• Remate
• Retificação
• Capeamento
Resistência a Compressão
• Preparação das bases dos corpos-de-prova:
– Remate com pasta de cimento:
• Decorridas 6 a 15h da moldagem, passar uma escova de aço sobre o topo do corpo-de-prova e rematá-lo com uma fina camada de pasta de cimento consistente, com espessura menor ou igual a 3 mm.
• Melhorar o acabamento dos topos dos corpos-de-prova com o auxílio de uma placa de vidro plana, com no mínimo 12 mm de espessura e dimensões que ultrapassem em pelo menos 25 mm a dimensão transversal do molde.
Resistência a Compressão
• Preparação das bases dos corpos-de-prova:
– Remate com pasta de cimento:
• Decorridas 6 a 15h da moldagem, passar uma escova de aço sobre o topo do corpo-de-prova e rematá-lo com uma fina camada de pasta de cimento consistente, com espessura menor ou igual a 3 mm.
• Melhorar o acabamento dos topos dos corpos-de-prova com o auxílio de uma placa de vidro plana, com no mínimo 12 mm de espessura e dimensões que ultrapassem em pelo menos 25 mm a dimensão transversal do molde.
Resistência a Compressão
• Preparação das bases dos corpos-de-prova:
– Retificação:
• Remoção, por meios mecânicos, de uma fina camada de material do topo a ser preparado.
• Operação é executada em máquinas especialmente adaptadas para essa finalidade, com a utilização de ferramentas abrasivas.
• É essencial que se garanta a integridade estrutural das camadas adjacentes à camada removida, e que se proporcione uma superfície lisa e livre de ondulações e abaulamentos.
Resistência a Compressão
• Preparação das bases dos corpos-de-prova:
– Retificação:
• Remoção, por meios mecânicos, de uma fina camada de material do topo a ser preparado.
• Operação é executada em máquinas especialmente adaptadas para essa finalidade, com a utilização de ferramentas abrasivas.
• É essencial que se garanta a integridade estrutural das camadas adjacentes à camada removida, e que se proporcione uma superfície lisa e livre de ondulações e abaulamentos.
Resistência a Compressão
• Preparação das bases dos corpos-de-prova:
• Capeamento:
– Revestimento dos topos dos corpos-de-prova com uma fina camada de um material apropriado.
– Superfície lisa, isenta de riscos ou vazios, sem falhas, e completamente perpendicular à geratriz do corpo-de-prova.
• Capeamento com pasta de enxofre (resistências baixas)
• Capeamento elastométrico confinado (resistências médias)
Resistência a Compressão
• Preparação das bases dos corpos-de-prova:
• Capeamento:
– Revestimento dos topos dos corpos-de-prova com uma fina camada de um material apropriado.
– Superfície lisa, isenta de riscos ou vazios, sem falhas, e completamente perpendicular à geratriz do corpo-de-prova.
• Capeamento com pasta de enxofre (resistências baixas)
• Capeamento elastométrico confinado (resistências médias)Capeamento com pasta de enxofre
Capeamento com disco de neoprene
Capeamento – pasta de enxofre
Capeamento – Pasta de enxofre
Capeamento – Disco de neoprene
s
ee1
s1
q
Módulo de Elasticidade
Lei de Hooke
Módulo de deformação tangente à compressão:
)(5600 MPafE ckcj Quando não há dados.
Relação entre tensão e aplicada e deformação
STRAIN GAGES – Extensômetros
elétricos muito sensíveis a
deformações – são colados no
material e sua resistência elétrica
varia com a deformação do material.
Durante o ensaio de tração, podem ser utilizados alguns dispositivos
para medir deformações.
CLIPAGE – Extensômetros
dinâmicos (menor precisão)
Módulo de Elasticidade
Coeficiente de Poisson
Força uniaxial aplicada sobre uma peça de concreto: Deformação longitudinal na direção da carga.
Deformação transversal com sinal contrário.
n Relação entre a deformação
transversal e a longitudinal.
Concreto: n = 0,2
Para tensões de compressão
menores do que 0,5fc.
Testes de tração são utilizados em componentes metálicos ou fibrosos
projetados para trabalhar sob tensões de tração.
São também, ocasionalmente, utilizados em materiais que trabalham
principalmente comprimidos, como o concreto, quando alguma
performance à tração é requerida.
RESISTÊNCIA À TRAÇÃO DIRETA
O principal problema é a obtenção de
um sistema de garras eficiente.
As garras não devem ser lisas e
devem segurar mais firmemente o CP
à medida que aumenta a carga.
Resistência a Tração Direta
• Tração axial, até a ruptura
• Corpo de prova:
– Seção central retangular, com 9 cm por 15 cm.
– Extremidades quadradas, com 15 cm de lado.
• NBR 7222(Tração por compressão diametral)
DxL
pxftk
s
2
10
fckftk =
²/0,706,0 cmkgffckftk
• NBR 6118 (Projetos de estruturas de concreto)
Para fck < 180 kgf/cm²
Para fck > 180 kgf/cm²
Resistência a tração por compressão diametral
BRAZILIAN TEST
Resistência a tração por compressão diametral
• Resistência à tração na flexão– Ensaio: NBR 12142
– Corpo de prova prismático
Resistência à Tração na Flexão
Resistência a Tração na Flexão• Carregamentos em duas seções simétricas, até à ruptura.
• “Carregamento nos terços”.
Resultados, em geral, maiores que os dos demais ensaios de
resistência à tração.
Pode ser definida como a relação entre o volume de poros no material
(vazios) e o volume total do material (incluindo o volume de poros).
A porosidade pode ser relacionada com as densidades aparente e
real pela seguinte expressão:
POROSIDADE
A permeabilidade de um material poroso pode ser definida pela expressão:
O termo gradiente hidráulico define a taxa de redução da pressão com
a espessura do material. O gradiente de pressão que direciona o fluido.
Se a pressão é medida como a altura de coluna d’água, e o
gradiente hidráulico não tem unidade, portanto a unidade
da permeabilidade é : m³/m²s = m/s.
PERMEABILIDADE
Capacidade de circulação de um fluido (gás ou líquido) através dos poros
de um sólido, sem alterar a sua estrutura interna.
Está relacionada à interconexão entre poros.
Todos os materiais permeáveis são porosos, mas não todos os materiais
porosos são permeáveis, em virtude de os poros não se comunicarem
entre si ou serem de tamanho tão pequeno que não permitam a
passagem de determinado fluido.
A permeabilidade depende também do estado físico do fluido e de suas
propriedades moleculares. Grandes moléculas, por exemplo, têm acesso
mais limitado aos vazios menores.
PERMEABILIDADEA permeabilidade do material tem
influência na sua durabilidade. Porém,
outros fatores estão envolvidos.
• Relaciona-se com os vazios que têm comunicação com o exterior.
• É o processo físico pelo qual o concreto retém água nos poros e condutos capilares.
• Indica diferenças de pressão ou de concentração de substâncias em diferentes meios.
shAbsOH MMM .,2
100xM
MMA
s
sh
Absorção
• Porosidade:
– Totalidade de vazios em um sólido.
• Permeabilidade:
– Capacidade de um fluido circular através dos vazios.• Porosidade
• Interconexão dos poros através de canais;
• Continuidade dos canais entre duas superfícies opostas;
• Absorção:
– Processo de retenção de um fluido nos vazios• Permeabilidade;
• Gradiente de pressão ou de concentração.
PERMEABILIDADE x POROSIDADE x ABSORÇÃO
• Materiais constituintes
– Água: quantidade, pureza;
– Cimento: composição, finura;
– Agregados miúdos e graúdos;
• Quantidade, tipo, dimensões, graduação, impurezas;
– Adições: quimicamente ativas e quimicamente inertes;
• Métodos de preparação
– Mistura, lançamento, adensamento e acabamento
• Condições posteriores
– Idade, cura, condições dos ensaios.
Fatores que influenciam a porosidade, a permeabilidade e absorção dos concretos
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