aula 03 - controle tecnológico do concreto - para impressão

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AssociaAssociaçção Tão Téécnicocnico--CientCientíífica Eng. Paulo de fica Eng. Paulo de FrontinFrontin(ASTEF)(ASTEF)

Universidade Federal do CearUniversidade Federal do Cearáá (UFC)(UFC)

Grupo de Pesquisa em Materiais de ConstruGrupo de Pesquisa em Materiais de Construçção e ão e Estruturas (GPMATE)Estruturas (GPMATE)

Curso de FormaCurso de Formaçção de Tecnologista para ão de Tecnologista para Dosagem e Controle TecnolDosagem e Controle Tecnolóógico do Concretogico do Concreto

Prof. Antonio Eduardo B. CabralProf. Antonio Eduardo B. Cabral

Maio de 2014

GPMATEGPMATEGrupo de Pesquisa em Materiais de Grupo de Pesquisa em Materiais de

ConstruConstruçção e Estruturasão e Estruturas

Curso de Formação de Tecnologista para Dosagem e Controle Tecnológico do Concreto – Prof. Eduardo Cabral (DEECC/UFC) Maio de 2014

Parte 1: Propriedades do concreto no estado endurecido

Parte 2: Fundamentação teórica sobre controle tecnológico

Parte 3: Itens necessários nos relatórios

Parte 4: Exercícios

Sumário

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Propriedades do concreto no estado endurecido

Parte 1:


Propriedades no estado endurecido

• Massa específica

• Resistência à compressão

• Resistência à tração

• Módulo de elasticidade e módulo de deformação

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Massa específica

NBR 9833:2008 - Concreto fresco – Determinação da massa específica, do rendimento e do teor de ar pelo método gravimétrico

NBR 9778:2005 - Argamassa e concreto endurecidos - Determinação da absorção de água, índice de vazios e massa específica


Propriedade mais importante do concreto no estado endurecido. Mede o quanto o concreto resiste a um esforço de compressão.

Resistência à compressão

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• CPs cilíndricos 10x20cm ou 15x30cm

• Adensamento manual

• 10x20cm: 2 camadas de 12 golpes

• 15x30cm: 3 camadas de 25 golpes

• Adensamento mecânico

• 10x20cm: 1 camada

• 15x30cm: 2 camadas



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• Resistência à compressão– Técnicas de nivelamento das superfícies

• Capeamento– Consiste no revestimento dos topos dos corpos-de-prova com uma fina camada de material apropriado (enxofre, enxofre com areia fina, cimento com areia fina, entre outros) com características de aderência ao corpo-de-prova, compatibilidade química com o concreto, fluidez no momento de sua aplicação, acabamento liso e plano após endurecimento e reistência à compressão compatível com os valores apresentados nos concretos.

– A superfície resultante deve ser lisa, isenta de riscos ou vazios e não ter falhas de planicidade superiores a 0,05 mm em qualquer ponto.

– A espessura da camada de capeamento não deve exceder 3 mm em cada topo.– Deve ser utilizado um dispositivo auxiliar, denominado capeador, que garanta a perpendicularidade da superfície obtida com a geratriz do corpo-de-prova.




• Capeamento– Consiste no revestimento dos topos dos corpos-de-prova com uma fina camada de material apropriado (enxofre, enxofre com areia fina, cimento com areia fina, entre outros) com características de aderência ao corpo-de-prova, compatibilidade química com o concreto, fluidez no momento de sua aplicação, acabamento liso e plano após endurecimento e reistência à compressão compatível com os valores apresentados nos concretos.

– A superfície resultante deve ser lisa, isenta de riscos ou vazios e não ter falhas de planicidade superiores a 0,05 mm em qualquer ponto.

– A espessura da camada de capeamento não deve exceder 3 mm em cada topo.– Deve ser utilizado um dispositivo auxiliar, denominado capeador, que garanta a perpendicularidade da superfície obtida com a geratriz do corpo-de-prova.


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• Neoprene




• Retificação


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Resistência à tração

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Tração pelo método da compressão diametral (NBR 7222:11)fct, sp



Tração na flexão (NBR 12142:10)fct, f

• Se romper no terço médio

• Se romper fora do terço médio

2, .

.

db

Ff fct

2, .

..3

db

aFf fct


9



Tração na flexão (NBR 12142:10)fct, f



≥

10


Módulo de elasticidade e de deformação



11


• Módulo de elasticidade




ab

abciE


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• Tipos– Módulo elasticidade

Também chamado de módulo de deformação tangente inicial (Eci), é o módulo de deformação secante entre 0,5MPa e 30% fc.

– Módulo de deformação tangente

Propriedade do concreto cujo valor numérico é o coeficiente angular dareta secante ao diagrama tensão-deformação específica, passando pelatensão 0,5MPa e a tensão considerada no ensaio.



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• Tipos

ε

u

εu

=0,5MPa

εA

C

εC

D

εD

=30%u

εB




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• NBR 14931:04


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• NBR 14931:04

– Item 10.2.2 - Tempo de permanência de escoramentos e fôrmasA retirada das fôrmas e do escoramento só pode ser feita quando o concreto estiver suficientemente endurecido para resistir às ações que sobre ele atuarem e não conduzir a deformações inaceitáveis, tendo em vista o baixo valor do módulo de elasticidade do concreto (Eci) e a maior probabilidade de grande deformação diferida no tempo quando o concreto é solicitado com pouca idade.



• NBR 14931:04

– Item 10.2.2 - Tempo de permanência de escoramentos e fôrmasPara o atendimento dessas condições, o responsável pelo projeto da estrutura deve informar ao responsável pela execução da obra os valores mínimos de resistência à compressão e módulo de elasticidade que devem ser obedecidos concomitantemente para a retirada das fôrmas e do escoramento, bem como a necessidade de um plano particular (seqüência de operações) de retirada do escoramento.


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• NBR 14931:04




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Fundamentação teórica sobre controle tecnológico

Parte 2:


Fundamentação teórica

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• Considerações iniciais– Definições

• Família de concretoCompreende de concretos preparados em uma mesma central, que apresentem consistência dentro de um mesmo intervalo, elaborados com cimento de um mesmo tipo e classe de resistência e contendo agregados de uma mesma origem geológica, tipo e dimensões.

• Lote de concretoVolume definido de concreto elaborado e aplicado sob condições uniformes (mesma classe, mesma família, mesmos procedimentos e mesmos equipamento.

• Amostra de concretoVolume de concreto retirado do lote com o objetivo de fornecer informações, mediante realização de ensaios, sobre a conformidade deste lote, para fins de aceitação.

• ExemplarElemento da amostra constituído por 2 corpos-de-prova da mesma betonada, moldados no mesmo ato, para cada idade de rompimento.



• Atribuições de responsabilidades– Profissional responsável pelo projeto estrutural

• registrar obrigatoriamente o fck em todos os desenhos e memórias que descrevem o projeto tecnicamente;

• especificação do fcj para as etapas construtivas, como retirada de cimbramento, aplicação de protensão ou manuseio de pré-moldados;

• especificação da classe de agressividade adotada em projeto (tabelas de agressividade da NBR 6118:07);

• especificação dos requisitos correspondentes às propriedades especiais do concreto, tais como o módulo de deformação mínimo na idade da desforma, movimentação de pré-moldados ou aplicação da protensão.


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• Atribuições de responsabilidades– Profissional responsável pela execução da obra

• escolha da modalidade de preparo do concreto;– Concreto preparado pelo executante da obra

– Concreto preparado por empresa de serviços de concretagem

– Outras modalidades (mistura e transporte realizada por empresa de concretagem e o estudo da dosagem realizada por pessoa qualificada)

• escolha do tipo de concreto a ser empregado e sua consistência, dimensão máxima do agregado e demais propriedades, de acordo com o projeto e com as condições de aplicação;

• aceitação do concreto;



• Requisitos para o concreto e métodos de verificação– Requisitos para os materiais e componentes do concreto

• Cimento Portland (NBR 5732, NBR 5733, NBR 5735, NBR 5736, NBR 5737, NBR 11578, NBR 12989 ou NBR 13116)

• Agregados (NBR 7211)

• Aditivos (NBR 11768)


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• Requisitos para o concreto e métodos de verificação– Requisitos e condições de durabilidade da construção

• Correspondência entre a classe de agressividade (NBR 6118:07) e a qualidade do concreto




• Condições especiais de exposição


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• Concretos expostos a solos ou soluções contendo sulfatos




• Concretos expostos a cloretos


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• Ensaios de controle de aceitaçãoCONTROLE TECNOLÓGICO DO

CONCRETO

Estado Fresco

Recebimento

Trabalhabilidade

Estado Endurecido


Controle estatístico




CONCRETO

Estado Fresco

Recebimento

Trabalhabilidade

Estado Endurecido




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• Ensaios de controle de aceitação– Verificação da Nota Fiscal





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• Ensaios de controle de aceitação– Ensaio de consistência

• slump test – NM 67


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• slump test – NM 67– Tolerâncias para concreto dosado em central – NBR 7212:12




Devem ser realizados ensaios de consistência:

• Em concreto virado na obra:– sempre que ocorrerem alterações na umidade dos agregados;

– na primeira amassada do dia;

– ao reiniciar o preparo após uma interrupção da jornada de concretagem de pelo menos 2h;

– na troca de operadores;

– cada vez que forem moldados corpos-de-prova.

• Em concreto dosado em central:– a cada caminhão betoneira;

– 5 minutos após o término da homogeneização;

– após descarga de 0,5 m3.


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CONCRETO

Estado Fresco

Recebimento

Trabalhabilidade

Estado Endurecido





• Ensaios de controle de aceitação– Controle estatístico da resistência à compressão

Formação de lotes

Amostragem

Definição dos exemplares

Determinação do fck

Aceitação ou rejeição dos lotes de concreto


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• Formação dos lotesA estrutura deve ser subdividida em lotes que atendam a todos os limites da Tabela

7 da NBR 12655:06 para a realização de ensaios de resistência à compressão.

O lote é formado por concreto de uma mesma família, mesma classe, mesmos procedimentos, mesmo equipamento.




• AmostragemAs amostras devem ser coletadas aleatoriamente durante a operação de concretagem, conforme NM 33:98.

• O tempo de coleta das amostras não deverá ser superior a 15 min;

• O volume da amostra deverá ser de no mínimo 30 litros;

• A coleta de amostras deve ser realizada durante a opera-ção de descarga, após a retirada dos primeiros 15% e antes de completar a descarga de 85% do volume total da betonada;


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123




• Definição do número de exemplaresCada exemplar deve ser constituído por 2 corpos-de-prova da mesma amassada, para cada idade de rompimento, moldados no mesmo ato.

A resistência do exemplar é o maior dos dois valores obtidos no ensaio do exemplar.


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• Definição do número de exemplaresPara o cálculo do fckest dos lotes de concreto consideram-se 2 tipos de controle de resistência:

• Por amostragem parcial:

- Retiram-se exemplares de algumas betonadas de concreto.

- Número mínimo de exemplares: 6 para concretos do GrupoI (classes até C50, inclusive) e 12 para concretos do Grupo II (classes superiores a C50).

• Por amostragem total:

- Retiram-se exemplares de cada amassada de concreto.

- Não há limitações do número de exemplares.




• Determinação do fck

– Por amostragem parcial:

• Para lotes com número de exemplares 6 n < 20

mm

ckest fm

ffff

1

....2 121

Onde:

m=n/2. Despreza-se o valor mais alto de n, se for ímpar.

f1, f2, ..., fm valores de resistência dos exemplares, em ordem crescente.

Obs:. Não se pode tomar fckest valor menor que 6.f1


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– Por amostragem parcial:

• Para lotes com número de exemplares n ≥20

Onde:

fcm é a resistência média dos exemplares do lote, em MPa;

Sd é o desvio-padrão da amostra de n elementos, calculado com um grau de liberdade a menos, em MPa.

dcmckest Sff .65,1

2n

ii 1

x xsd

n 1





– Por amostragem total:

• Para lotes com número de exemplares n 20

• Para lotes com número de exemplares n > 20

Onde:

i=0,05.n. Quando valor de i for fracionário, adota-se o número inteiro imediatamente superior.

1ffckest

ickest ff


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– Casos especiais:

Pode-se dividir a estrutura em lotes correspondentes a no máximo 10 m3 e amostrá-los com números de exemplares entre 2 e 5. Nesses casos, o valor estimado da resistência característica é dado por:

Onde:

6 é dado pela tabela abaixo para os números de exemplares de 2 a 5.

16. ffckest




• Aceitação ou rejeição dos lotes de concreto

aceita-se!

rejeita-se!

ckckest ff

ckckest ff


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• Exemplo

– Plano de concretagem• Pilares P1, P2, P3, P4 e P5

– 7m3 de concreto (rodado em obra) 2ª feira

• Pilares P6, P7, P8, P9 e P10– 7,5m3 de concreto (rodado em obra) 3ª feira

• Pilares P11, P12, P13, P14 e P15 – 7m3 de concreto (rodado em obra) 4ª feira

• Vigas e Lajes– 73m3 de concreto (central) 6ª feira da

outra semana

Lote 1

Lote 2



• Exemplo

– Plano de concretagem• Pilares P1, P2, P3, P4 e P5

– 7m3 de concreto (rodado em obra) 2ª feira

• Pilares P6, P7, P8, P9 e P10– 7,5m3 de concreto (rodado em obra) 3ª feira

• Pilares P11, P12, P13, P14 e P15 – 7m3 de concreto (rodado em obra) 4ª feira

• Vigas e Lajes– 73m3 de concreto (central) 6ª feira da

outra semana

Lote 1

Lote 2


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• Exemplo– Definição do número de exemplares

• Lote 1 (Pilares) – 21,5m3

– Por amostragem total 60 betonadas 60 exemplares

– Por amostragem parcial fck=30MPa (G1) n ≥ 6

– Por amostragem especial não pode!

• Lote 2 (Vigas e Lajes) – 73m3

– Por amostragem total 11 caminhões-betoneira 11 exemplares

– Por amostragem parcial fck=30MPa (G1) n ≥ 6




• Exemplo– Definição do número de exemplares


– Por amostragem total 80 betonadas 80 exemplares

– Por amostragem parcial fck=30MPa (G1) 11 exemplares



– Por amostragem total 11 caminhões-betoneira 11 exemplares

– Por amostragem parcial fck=30MPa (G1) 6 exemplares



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• Exemplo– Resistência dos exemplares


f1=28,9MPa f5=32,9MPa f9=33,9MPa

f2=32,3MPa f6=33,0MPa f10=34,2MPa

f3=32,3MPa f7=33,5MPa f11=34,5MPa

f4=32,5MPa f8=33,9MPa


f1=28,9MPa f5=32,9MPa f9=33,9MPa

f2=32,3MPa f6=33,0MPa f10=34,2MPa

f3=32,3MPa f7=33,5MPa f11=34,5MPa

f4=32,5MPa f8=33,9MPa



• Exemplo– Cálculo do fckest

• Lote 1 (Pilares) – Por amostragem parcial (11 exemplares)

9,324

5,323,323,329,28.2

ckestf

fckest=30,1MPa ACEITA-SE!!

54321

4.2 f

fffffckest


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• Exemplo– Cálculo do fckest

• Lote 2 (Vigas e Lajes)– Por amostragem total

fckest=f1 fckest=28,9MPa REJEITA-SE!!



• Ensaios de controle de aceitação

O que fazer quando o fckest estiver abaixo da

especificação do projeto?


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• Ensaios de controle de aceitação– Resultados abaixo dos critérios de aceitação

• Assegurar que a capacidade de carga da estrutura não seja prejudicada;

• Extrair testemunhos da região afetada conforme NBR 6118 e NBR 7680;







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• Extrair testemunhos da região afetada conforme NBR 6118 e NBR 7680– Testemunhos com armadura

• Podem conter barras de aço em direção ortogonal (variando de 70° a 110°) ao seu eixo

• A área de aço não pode ultrapassar 4% da área do testemunho

– Dimensão do testemunho

• do testemunho deve ser 3 vezes maior que o da brita

• 1 ≥ h/ ≥ 2





• Extrair testemunhos da região afetada conforme NBR 6118 e NBR 7680

- Montagem de corpos-de-prova para o ensaio à compressão, a partir de testemunhos extraídos de dimensões reduzidas


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• Extrair testemunhos da região afetada conforme NBR 6118 e NBR 7680






• Para os corpos-de-prova extraídos valem os mesmos critérios de amostragem do concreto

• Realizar ensaios de avaliação estrutural– Responsável pelo projeto estrutural


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Itens necessários nos relatórios

Parte 3:


Exemplos de relatórios

• Resistência à compressão– número de identificação do corpo-de-prova

– data de moldagem

– idade do corpo-de-prova

– data do ensaio

– dimensões do corpo-de-prova

– tipo de capeamento empregado

– classe da máquina

– resultado individual dos corpos-de-prova e do exemplar

– tipo de ruptura do corpo-de-prova (opcional)

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• Módulo de elasticidade– número de identificação do corpo-de-prova

– data de moldagem

– condições de curo ou armazenamento

– idade do corpo-de-prova ou data do ensaio

– condições do CP no recebimento para o ensaio e seu tratamento superficial

– tipo e dimensões do corpo-de-prova

– resistência à compressão do concreto

– resistência à compressão dos CPs utilizados no ensaio do Ec

– valor do módulo de cada CP

– valor do módulo do concreto


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• Controle tecnológico– Todos os dados solicitados na NBR 5739:07

• número de identificação do corpo-de-prova

• data de moldagem

• idade do corpo-de-prova

• data do ensaio

• dimensões do corpo-de-prova

• tipo de capeamento empregado

• classe da máquina

• resultado individual dos corpos-de-prova e do exemplar

– aceitação ou rejeição do lote

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Exercícios

Parte 4:

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Exercícios

• Resistência à compressão• A carga de ruptura à compressão do corpo-de-prova cilíndrico 10cm x 20cm foi 33,75 toneladas. Qual o valor da resistência à compressão deste

concreto?

• Após 28 dias de cura, um corpo-de-prova foi rompido e o maior valor apresentado no visor da máquina de compressão foi 549 KN. Calcule a resistência à compressão deste concreto sabendo que o CP é 15cm x 30cm.


Exercícios

• Módulo de elasticidade• O diagrama tensão x deformação obtido é o abaixo representado onde, na tensão de 0,5 MPa, a deformação específica é 0,5x10-6. A carga de ruptura àcompressão do corpo-de-prova cilíndrico foi 33,75 toneladas em CPs 10cm x 20cm. Calcule o módulo de elasticidade deste concreto.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 200 400 600 800 1000 1200

Deformação específica (10-6)

Ten

são

(M

Pa)

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Exercícios

• Resistência à tração• A carga de ruptura à tração na compressão diametral do corpo-de-prova cilíndrico foi 12,5 toneladas. Qual a resistência à tração do concreto?


Exercícios• Controle tecnológicoVocê é o engenheiro(a) responsável pelo controle tecnológico do concreto de uma obra de 3 pavimentos. Supondo que o plano de concretagem da construtora é o abaixo indicado, responda:- concretagem dos pilares 1 a 7 do térreo, sendo 21m³ na 2ª feira, 22m³ na 3ª feira e 21m³ na 4ªfeira da semana 1;-concretagem dos pilares 8 a 14 do térreo, sendo 38m³ na 4ª feira, 37m³ na 5ª feira, 38m³ na 6ªfeira e 30m³ no sábado da semana 1;- concretagem das vigas e lajes do térreo, totalizando 168m³, na 2ª feira da semana 3;- concretagem dos pilares 1 a 7 do 1° pavimento, sendo 21m³ na 2ª feira, 22m³ na 3ª feira e 21m³ na 4ª feira da semana 5;- concretagem dos pilares 8 a 14 do 1° pavimento, sendo 38m³ na 4ª feira, 37m³ na 5ª feira, 38m³ na 6ª feira e 30m³ no sábado da semana 5;- concretagem das vigas e lajes do 1° pavimento, totalizando 168m³, na 2ª feira da semana 7;- concretagem dos pilares 1 a 7 do 2° pavimento, sendo 21m³ na 2ª feira, 22m³ na 3ª feira e 21m³ na 4ª feira da semana 9;- concretagem dos pilares 8 a 14 do 2° pavimento, sendo 38m³ na 4ª feira, 37m³ na 5ª feira, 38m³ na 6ª feira e 30m³ no sábado da semana 9;- concretagem das vigas e lajes do 2° pavimento, totalizando 168m³, na 2ª feira da semana 11.

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Exercícios

• Controle tecnológicoa) Qual o número mínimo de lotes que este controle tecnológico deverá ter?

b) Considere que em um dos lotes fez-se uma amostragem parcial com 6 exemplares, cujos valores de cada corpo-de-prova (em MPa) encontram-se abaixo. Considerando que o fck deste concreto é 30MPa, aceite ou rejeite este lote.

Exemplar 1 Exemplar 2 Exemplar 3 Exemplar 4 Exemplar 5 Exemplar 6 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 25,1 31,0 32,1 28,9 12,0 31,0 33,2 33,0 28,9 29,0 30,5 34,5


Exercícios

• Controle tecnológicoVocê é o responsável pelo controle tecnológico do concreto de fck=30MPa de uma obra. Considere que em um dos lotes a concretagem foi feita exclusivamente por caminhão betoneira e fez-se o controle por amostragem total, cujos valores de cada corpo-de-prova (em MPa) encontram-se abaixo. Aceite ou rejeite este lote.

Caminhão 1 Caminhão 2 Caminhão 3 Caminhão 4 Caminhão 5 Caminhão 6 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 27,0 33,1 31,2 29,0 15,0 30,0 29,0 29,9 33,0 37,1 34,3 32,6 Caminhão 7 Caminhão 8 Caminhão 9 Caminhão 10 Caminhão 11 Caminhão 12 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 29,0 32,4 33,4 30,5 28,6 32,1 35,2 34,6 38,2 35,1 26,2 30,6 Caminhão 13 Caminhão 14 Caminhão 15 Caminhão 16 Caminhão 17 Caminhão 18 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 34,0 35,6 33,2 33,1 30,0 31,5 34,7 33,9 35,1 35,9 32,0 25,0 Caminhão 19 Caminhão 20 Caminhão 21 Caminhão 22 Caminhão 23 Caminhão 24 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 28,6 33,3 37,4 33,2 32,8 34,9 36,0 32,0 34,8 36,1 30,8 34,0

aula 03 - controle tecnológico do concreto - para impressão

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