Massa Específica, Do Rendimento e do Teor de Ar Pelo Método Gravimétrico (NBR 9833:2008/9)

1. INTRODUÇÃO

A massa específica é determinada pela relação entre a massa de concreto e o seu volume após adensamento, incluindo neste volume o ar eventualmente retido ou propositadamente incorporado a ele. O teor de ar é calculado pela diferença entre o volume real de concreto (volume considerando ar) e o volume teórico (sem considerar o ar e calculado com base nas massas específicas dos componentes), expresso em porcentagem do volume real. A precisão do valor obtido irá depender da precisão dos valores de massa específica dos componentes.

2. DEFINIÇÃO

a. O teor de ar é menor: se a granulometria dos agregados for homogênea, grãos não lamelares, não alongados, cimento na temperatura ambiente, não hidratado, ordem de colocação dos materiais no misturador, processo de homogeneização adequado, transporte eficiente, tipo de lançamento, altura de queda e distribuição do concreto na forma, escolha correta da freqüência do vibrador de adensamento, tempo e técnica de adensamento, materiais não contaminados, temperatura da forma no momento do lançamento e tipo de aditivo;

b. O teor de ar aprisionado é o somatório do ar que não foi eliminado durante o processo de mistura, homogeneização, transporte, lançamento e adensamento;

c. O teor de ar incorporado é aquele que foi introduzido por meio de aditivo.

3. EQUIPAMENTOS E ACESSÓRIOS

a. Recipiente metálico conforme estabelecido na (Tabela 1).

b. Balança (resolução 1 g).

c. Balança (resolução 100 g).

d. Haste de adensamento diâmetro de 16 mm e comprimento entre (600 mm e 800 mm).

e. Vibrador de imersão > 100 Hz (6000 vibrações por minuto).

f. Martelo de Borracha de 300 g (Para recipiente até 15 dm³)

g. Martelo de Borracha de 1000 g (Para recipiente superior a 15 dm³)

h. Régua metálica. Concha.

i. Placas de vidro plano, para cobrir o recipiente.

4. AFERIÇÃO DO RECIPIENTE

a. Pesar o recipiente limpo e seco, denominado tara (T),

b. Pesar a placa de vidro limpa e seca, as pesagens devem ter aproximação de + 0,2% das massas a determinar;

c. Encher o recipiente com água à temperatura ambiente e cobri-lo com a placa de vidro plana, de modo que não fiquem bolhas de ar;

d. A capacidade do recipiente, expressa em dm3, é dada pelo quociente das diferenças das massas determinadas, expressas em kg, pelo valor da massa específica da água, considerando igual a 1 kg/dm3, na faixa de variação de temperatura de (22 + 10)°C.

e. Dividindo a massa de água que encheu o recipiente por sua massa específica em função da temperatura na tabela 2. Obtém o volume do recipiente (V)

5. PROCEDIMENTO

a. Determinar a consistência do concreto pelo abatimento do tronco de cone e adensá-lo adotando o processo de acordo com a consistência obtida na Tabela 3.

b. Adensamento mecânico: de acordo com a especificação pelo número de camadas e volume do recipiente na tabela 4.

c. Adensamento manual: a energia será aplicada de acordo com a especificação pelo número de golpes e de camadas na Tabela 5.

d. Adensamento manual: deve ser realizado com a haste em três camadas de altura iguais aplicando energia contínua, aproximadamente um golpe por segundo distribuídos uniformemente sobre toda a superfície de cada camada de modo a penetrar no máximo 25 mm na camada anterior.

e. Ao final do adensamento manual de cada camada, golpear suavemente com o martelo de borracha nas paredes externas do recipiente até o fechamento das marcas deixadas pela haste de adensamento.

Nota: Martelo de 300g em recipiente até 15 dm³, martelo de 1000 g para vol. entre 15 e 30 dm³;

f. Adensamento mecânico será realizado em duas camadas de alturas iguais, antes de iniciar a vibração de cada camada, o recipiente deve conter a quantidade total de concreto correspondente a cada camada, portanto a primeira camada até o meio a segunda completa o volume total do recipiente.

g. Adensamento mecânico, adensar cada camada inserindo o vibrador em três pontos uniformemente distribuídos sobre a superfície do concreto, penetrando aproximadamente 20 mm na camada anterior, evitando tocar nas paredes e no fundo da forma.

h. O vibrador deve ser inserido no concreto penetrando verticalmente na camada descendo e subindo (vai-e-vem). A vibração deverá ser interrompida ou passar o vibrador para outro lugar quando a superfície do concreto se torna lisa, nivelada e com aparência vítrea; deve evitar a formação de espuma, presença de espuma indica excesso de  vibração. O excesso provoca segregação e acumulo de ar aprisionado.

i. Finalizando o adensamento, completar o recipiente, rasar a superfície do concreto com a régua, assentar a placa de vidro exercendo pressão sobre a superfície procurando arrastar a placa com movimentos de vai-e-vem até que desapareçam todas as bolhas de ar.

j. Concluído o rasamento, limpar a superfície externa do recipiente e determinar a massa recipiente mais concreto. (Mrc)

k. Tabela 2 – Massa específica da água

L. Calcular a massa específica aparente do concreto fresco (Pap) em quilograma por

metro cúbico kg/dm3.

Pap= (Mrc - T)/V ´ 1000

Onde:

Pap = Massa Específica aparente do concreto fresco, expressa em kg/m³

Mrc = Massa do concreto, determinada em quilogramas (kg) no item 5.j

T = Tara do recipiente (peso do recipiente seco e vazio) realizado no item 4.a

V = Volume do recipiente em decímetros cúbicos (dm³) calculado em 4.e

Nota: o resultado deverá ser a média de, pelo menos, duas determinações.

6. RENDIMENTO

Calcular o rendimento utilizando a equação seguinte:

R = (Mc +Mt+ Mg+ Ma)/Pap

Onde:

R – Rendimento, expresso em metros cúbicos (m³);

Mc – Massa de cimento utilizado na dosagem por betonada, expressa em quilogramas (kg);

Mt – Massa total de agregado miúdo utilizado na dosagem por betonada, na condição de umidade em que foi utilizado para o preparo do concreto, expressa em quilogramas (kg);

Mg – Massa total de agregado graúdo utilizado na dosagem por betonada, na condição de umidade em que foi utilizado para o preparo do concreto, expressa em quilogramas (kg);

Ma – Massa total de água adicionada na dosagem por betonada, expressa em quilogramas por metro cúbico (kg/m³);

Pap – Massa especifica aparente do concreto, determinada no item 5. L expressa em quilogramas por metro cúbico (kg/m³).

7. CONSUMO DE CIMENTO

Calcular o consumo de cimento utilizando a equação seguinte:

C =Mc/R

Onde:

C – Consumo de cimento, expresso em quilogramas por metro cúbico de concreto (kg/m³)

Mc – Massa do cimento utilizado na dosagem por betonada, expressa em quilogramas (kg)

R – Rendimento do concreto, determinado no item 6 expresso em metros cúbicos (m³)

8. VOLUME TOTAL DOS COMPONENTES DA BETONADA

Calcular utilizando a equação seguinte:

Vt =Mc/Pc+Mf/Pf+Mg/Pg+Mg/Pa

Onde:

Vt – Volume total dos componentes da betonada, expresso em metros cúbicos (m³);

Pc – Massa especifica do cimento, que deve ser determinada de acordo com a ABNT NBR

NM 23, expressa em quilogramas por metro cúbico (kg/m³);

Pf - Massa especifica do agregado miúdo, determinada de acordo com a ABNT NBR

NM 52, expressa em quilogramas por metro cúbico (kg/m³);

Pg - Massa especifica do agregado graúdo, determinada de acordo com a ABNT NBR

NM 53, expressa em quilogramas por metro cúbico (kg/m³);

Pa - Massa especifica da água, que deve ser adotada como sendo igual a 1000, expressa Em quilogramas por metro cúbico (kg/m³);

Nota: Mc, Mf, Mg e Ma São as mesmas dos componentes do concreto, indicadas no item 6, expressas em quilograma por metro cúbico (kg/m³).

Nota: Quando no preparo do concreto forem utilizados aditivos ou outros materiais, estes devem ser incluídos no cálculo, assim como as demais frações dos agregados.

9. ÍNDIDE DE AR

Calcular utilizando a equação abaixo:

Ia =R/Vt

Onde:

Ia – Índice de ar presente na mistura;

R – Rendimento, de acordo com o item 6, expresso em metros cúbicos (m³);

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Vt – Volume total dos componentes da betonada, de acordo com o item 8. Expresso em metros cúbicos (m³)

10. TEOR DE AR

Calcular com aproximação de 0,1%, utilizando a equação abaixo:

A=(1-1/Ia)X100

Onde:

A – Teor de ar do concreto, expresso em porcentagem (%)

Ia – Índice de ar presente na mistura conforme o item 10 acima.