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ENGENHARIA CIVIL Marcelo Borba Gonçalves RELATÓRIO AULA PRÁTICA: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I Marcelo Borba Gonçalves RELATÓRIO AULA PRÁTICA: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I Trabalho de Engenharia Civil apresentado à Universidade Anhanguera como requisito parcial para a obtenção de média bimestral de aula prática em laboratório virtual na disciplina de Materiais de Construção Civil I. LISTA DE TABELAS Tabela 1 – Dados obtidos no experimento Massa unitária e volume de vazios ......... 08 Tabela 2 – Dados obtidos no experimento Composição granulométrica ................... 11 Tabela 3 – Dimensões tijolos furado ........................................................................... 15 Tabela 4 – Dimensões tijolos maciço .......................................................................... 16 Tabela 5 – Dimensões tijolos laminado ...................................................................... 16 Tabela 6 – Dados do tijolo furado ............................................................................... 17 Tabela 7 – Dados do tijolo maciço ............................................................................. 18 Tabela 8 – Dados do tijolo laminado .......................................................................... 18 Tabela 9 – Valores de Ø ............................................................................................. 19 Tabela 10 – Dados obtidos para tempo de pega ....................................................... 23 Tabela 11 – Dados obtidos para fim do tempo de pega ............................................ 23 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO........................................................................................................... 06 2 LABORATÓRIO DE ENGENHARIA - AGREGADOS: MASSA UNITÁRIA E VOLUME DE VAZIOS .................................................................................................. 07 2.1 MATERIAIS UTILIZADOS ...................................................................................... 07 2.2 REALIZANDO OS ENSAIOS ................................................................................ 07 2.2.1 Avaliação dos resultados ................................................................................ 08 3 LABORATÓRIO DE ENGENHARIA – AGREGADOS: COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA ................................................................................................... 09 3.1 MATERIAIS UTILIZADOS ...................................................................................... 09 3.2 REALIZANDO OS ENSAIOS ................................................................................. 09 3.2.1 Avaliação dos resultados ................................................................................ 11 4 LABORATÓRIO DE ENGENHARIA – MASSA ESPECÍFICA DO CIMENTO ........ 12 4.1 MATERIAIS UTILIZADOS ...................................................................................... 12 4.2 REALIZANDO OS ENSAIOS ................................................................................. 12 4.2.1 Avaliação dos resultados ................................................................................. 13 5 LABORATÓRIO DE ENGENHARIA – IDENTIFICAÇÃO DE TIPOS DE BLOCOS E TIJOLOS ...................................................................................................................... 14 5.1 MATERIAIS UTILIZADOS ...................................................................................... 14 5.2 REALIZANDO OS ENSAIOS ................................................................................. 14 5.2.1 Avaliação dos resultados ................................................................................. 15 6 LABORATÓRIO DE ENGENHARIA – ENSAIO DE TEMPO DE PEGA ................ 21 6.1 MATERIAIS UTILIZADOS ...................................................................................... 21 6.2 REALIZANDO OS ENSAIOS ................................................................................. 21 6.2.1 Avaliação dos resultados ................................................................................. 22 7 CONCLUSÃO ............................................................................................................ 25 006 1. INTRODUÇÃO Relatório de aula prática do curso de Engenharia Civil, na disciplina de Materiais de Construção Civil I. A aula ocorreu no ambiente virtual acadêmico (AVA), em uma plataforma de laboratório. Os materiais de construção são definidos como todo e qualquer material utilizado na construção de uma edificação, desde a locação e infraestrutura da obra até a fase de acabamento, passando desde um simples prego até os mais conhecidos materiais, como o cimento. E através de ensaio realizados, podemos definir qual o material mais adequado e entender um pouco mais sobre suas características. 007 2. LABORATÓRIO DE ENGENHARIA - AGREGADOS: MASSA UNITÁRIA E VOLUME DE VAZIOS 2.1 MATERIAIS UTILIZADOS - Amostra de agregado; - Recipiente de ensaio; - Balança; - Espátula; - Concha; - Haste de compactação. 2.2 REALIZANDO OS ENSAIOS Para a realização dos ensaios foi necessário abrir o laboratório, ligar a balança, posicionamos o recipiente na balança, obtendo sua massa, e pressionamos o botão de tara, movemos o recipiente para a mesa novamente e utilizando a concha adicionamos o agregado no recipiente, colocando 3 conchas de agregado no recipiente, preenchendo até a primeira marcação, então utilizamos a haste para adensar o agregado dentro do recipiente. Após o adensamento utilizamos a concha novamente, para colocar mais 3 conchas de agregado no recipiente até a segunda marcação, e utilizamos a haste para adensar novamente. Então repetimos o processo novamente colocando mais 3 conchas de agregados no recipiente chegando a borda e utilizamos novamente a haste para adensar. Para finalizar colocamos mais 1 concha de agregado e com a espátula nivelamos o nível do agregado no recipiente. Assim movemos o recipiente para a balança e encontramos sua massa. Repetimos mais 2 vezes o processo, chegando a 3 valores da massa. 008 2.2.1 Avaliação dos resultados 1. Preencha a tabela 1 com os dados obtidos durante a realização do ensaio. Testes Teste 1 Teste 2 Teste 3 Massa do recipiente (kg) 1,9 Diâmetro interno do recipiente (m) 0,022 Altura interna do recipiente (m) 0,268 Volume do recipiente (m³) 0,01m³ Massa do recipiente com agregado (kg) 16,806 16,827 16,803 Massa unitária do agregado (kg/m³) 1.490,60 1.492,70 1.490,30 Massa unitária média nos testes (kg/m³) 1.491,20 Desvio em relação à média (%) 0,04% 0,11% 0,04% Índice de volume de vazios (%) 99,48% Tabela 1 - Dados obtidos no experimento Massa unitária e volume de vazios. 2. Os critérios de repetitividade propostos pela NBR NM 45 recomendam uma variação inferior a 1% no resultado de massa unitária de cada teste em relação à média. A norma ainda cita que, entre um teste e outro, a variação de massa unitária não deve ser superior a 40 kg/m³. Os resultados obtidos durante a realização do ensaio estão de acordo com a norma? R: O resultado de massa unitária de cada teste em relação a norma ficou: 0,04%, 0,11% e 0,04%, todos ficando abaixo de 1%. A variação de massa unitária entre um teste e outro, ficou: 2,1 kg/m³, 2,4 kg/m³, 0,30 kg/m³ todos ficando abaixo de 40kg/m³ Sim, os resultados estão de acordo com a norma. 009 3. Sabendo que a massa específica relativa é de 2,88 kg/cm³, qual é o índice de volume de vazios encontrado? Qual informação sobre o agregado este índice fornece?R: Índice de volume de vazios encontrado é de 99,48%. O agregado apresenta uma massa unitária entre 1000 kg/m³ e 2000 kg/m³, sendo classificado como normal. 3 LABORATÓRIO DE ENGENHARIA – AGREGADOS: COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA 3.1 MATERIAIS UTILIZADOS - Agitador mecânico; - Amostra de agregado; - Balança; - Bandejas fundas; - Escova de cerdas macias; - Fundo de peneira; - Série de peneiras. 3.2 REALIZANDO OS ENSAIOS Para a iniciar os ensaios ligamos a balança e pesamos a bacia vazia para retirar a tara, após isso pesamos a bacia com a primeira amostra de agregados para encontrar o valor da massa, retiramos a bacia da balança e pesamos a segunda amostra de agregado para também encontrar o valor da massa. Após identificado o valor da massa das duas amostras de agregados, vamos posicionar as peneiras no agitador mecânico. Primeiro colocamos o fundo para peneiras no agitador e depois adicionamos as peneiras em ordem crescente (da menor para maior), finalizando todas as peneiras no agitador despejamos a amostra 1 do agregado no agitador 010 mecânico, ligamos o agitador e aguardamos a agitação por 10 min. Após esse tempo removemos a primeira peneira do agitador, onde a mesma é acoplada a um fundo e agitada manualmente, despejamos o material que fica na peneira em uma bandeja disposta sobre a bancada, e pesamos a bandeja vazia para retirar a tara, e assim pesar a bandeja com o resíduo e identificar sua massa, despejamos esse resíduo na bandeja que está vazia. Esse processo de retirar do agitador, acoplar ao fundo, agitar manualmente, despejar o resíduo na bandeja vazia, pesar para identificar sua massa e despejar o resíduo em outra bandeja é realizado nas outras quatro peneiras que estão no agitador. Finalizando o processo com a amostra 1, realizamos o mesmo processo para a amostra 2, assim obtivemos dados do experimento de duas amostras de agregados. 011 3.2.1 Avaliação dos resultados 1. Complete a tabela 1 a partir dos dados encontrados. a) Massa inicial seca (kg) 5,0313 b) Massa inicial seca (kg) 5,0472 Abertura das Peneiras (mm) Mrg) Massa retida (gramas) Mr%) Massa retida (Porcentagem) (Vr) Massa retida variação ± 4% (Mrm) Massa retida média (%) (Mra) Massa retida acumulada (%) Ensaio a Ensaio b Ensaio a Ensaio b 75 - - - - - - - 63 - - - - - - - 50 - - - - - - - 37,5 - - - - - - - 31,5 - - - - - - - 25 - - - - - - - 19 - - - - - - - 12,5 2607,7 2400,1 51,80% 47,50% 4,30% 50,00% 50,00% 9,5 1747,6 1908,8 34,70% 37,80% 3,10% 36,00% 86,00% 6,3 477,5 521,5 9,40% 10,30% 0,90% 10,00% 96,00% 4,75 52,7 57,6 1,00% 1,14% 0,14% 1,00% 97,00% 2,36 38,9 42,5 0,17% 0,84% 0,67% 0,00% 97,00% 1,18 - - - - - - - 0,6 - - - - - - - 0,3 - - - - - - - 0,15 - - - - - - - Fundo 106,9 116,7 2,12% 2,31% 0,19% 2,21% 99,40% Mt) Total 5031,3 5047,2 D. máx. = 6,3 Módulo de Finura = 4,2 Tabela 2 - Dados obtidos no experimento Composição granulométrica. 2. A partir dos dados encontrados, qual a DMC do agregado? R: O DMC do agregado é de 6,3mm 012 3. A partir dos dados encontrados, qual o módulo de finura do agregado? R: Módulo de finura é de 4,2 4. Quais parâmetros foram encontrados após a realização do ensaio? R: Com os resultados obtidos no ensaio, identificamos que o material é um agregado graúdo. 4 LABORATÓRIO DE ENGENHARIA – MASSA ESPECÍFICA DO CIMENTO 4.1 MATERIAIS UTILIZADOS - Frasco de Le Chatelier; - Balança analítica; - Banho termorregulador; - Placa de petri; - Frasco com amostra de cimento; - Frasco com querosena; - Funis. 4.2 REALIZANDO OS ENSAIOS Para a realização dos ensaios ligamos a balança analítica e pesamos a placa de Petri, e tiramos a tara da placa, despejamos o cimento na placa de Petri e verificamos a massa da amostra, anotamos. Removemos a tampa do frasco Le Chatelier e posicionamos o funil longo no frasco, despejamos a querosene no funil e verificamos o nível do líquido no frasco. Movemos o frasco para o banho termorregulador e aguardamos 30 minutos, retiramos o frasco e verificamos o nível do líquido. Posicionamos o funil curto no frasco Le Chatelier e despejamos lentamente o cimento 013 contido na placa de Petri no funil, removemos o finil, tampamos o frasco e agitamos de forma suave o mesmo durante 3 minutos para remover todo ar da mistura entre o querosene e o cimento. Movemos novamente o frasco Le Chatelier para o banho termorregulador e aguardamos 30 minutos, retiramos o frasco do banho e verificamos o nível do líquido no frasco. 4.2.1 Avaliação dos resultados 1. Qual a massa de cimento utilizada na relação do ensino: R: 59.96g 2. Quais foram os valores de volume verificados no frasco de Le Chatelier? R: Querosene – 0,6 cm³ Querosene após banho termorregulador – 1 cm³ Cimento após mistura com querosene e banho termorregulador – 20,9 3. Qual a massa específica do cimento encontrada com os valores obtidos durante o ensaio: R: 3,0 g/cm³ 014 5 LABORATÓRIO DE ENGENHARIA – IDENTIFICAÇÃO DE TIPOS DE BLOCOS E TIJOLOS 5.1 MATERIAIS UTILIZADOS - Paquímetro; - Balança; - Estufa; - Prensa; - Tanque com água; - Pasta de cimento; - Amostra do lote de tijolos que será analisado 5.2 REALIZANDO OS ENSAIOS Para iniciar os ensaios o primeiro passo foi realizar as medições dos tijolos, então selecionamos a primeira amostra do tijolo furado, e com o auxilio do paquímetro, medimos o comprimento, a altura e a largura do tijolo, retornamos a amostra para posição inicial, e realizamos essas mesmas medições para todas as outras amostras de tijolos, tanto para os tijolos furados, para os tijolos maciços e para os tijolos laminados, anotamos todas as medidas. Após isso fomos determinar a massa seca das amostras dos tijolos, para isso selecionamos a primeira amostra do tijolo furado, e com o auxílio da balança, conseguimos o valor da massa seca daquele tijolo, retornamos a amostra para a posição inicial, e repetimos esse procedimento para todas as demais amostras, tanto para os tijolos furados, para os tijolos maciços e para os tijolos laminados, e anotamos todos os valores encontrados. Para o próximo passo, fomos identificar a massa úmida da amostra, então colocamos a amostra no tanque, esperamos o tempo determinado e retiramos do tanque, e com o auxilio da balança conseguimos o valor da massa úmida, retornamos a amostra para a posição inicial e repetimos o processo para todas as amostras. 015 Próximo passo foi realizar o capeamento da amostra, para poder realizar o ensaio de compressão. Então selecionamos a amostra, realizamos o procedimento de capeamento, mergulhamos a amostra do tanque de água, após o tempo determinado retiramos a amostra do tanque e colocamos na máquina de ensaio, e iniciamos o mesmo, com o auxílio da prensa, determinamos a compressão suportada pela amostra, após realizado o ensaio descartamos a amostra e realizamos o mesmo procedimento para as demais amostras, tanto para os tijolos furados, tijolos maciços e tijolos laminados. 5.2.1 Avaliação dos resultados TIJOLO FURADO AMOSTRA COMPRIMENTO (MM) ALTURA (MM) LARGURA (MM) 1 289 189 119 2 290 189 120 3 290 190 120 4 291 190 120 5 290 189 119 6 290 189 119 7 290 189 120 8 290 189 121 9 290 190 119 10 290 190 119 11 290 190 119 12 289 190 120 13 289 188 119 Tabela 3 – Dimensões tijolos furado. 016 TIJOLO MACIÇO AMOSTRA COMPRIMENTO (MM) ALTURA (MM) LARGURA (MM) 1 195 53 117 2 194 53 117 3 195 53 116 4 195 53 117 5 195 53 116 6 195 53 116 7 196 53 116 8 194 54 116 9 195 54 117 10 195 52 117 11 195 53 116 12 195 53 117 13 195 53 117 Tabela 4 – Dimensões tijolosmaciço. TIJOLO LAMINADO AMOSTRA COMPRIMENTO (MM) ALTURA (MM) LARGURA (MM) 1 195 54 118 2 196 53 118 3 195 53 118 4 195 53 117 5 195 54 116 6 195 54 117 7 196 54 116 8 195 54 117 9 194 53 117 10 195 53 118 11 194 54 118 12 195 53 117 13 196 53 116 Tabela 5 – Dimensões tijolos laminado. Analise os dados obtidos no experimento e realize os cálculos da absorção (AA%) e da resistência à compressão (fb) referente a cada amostra. Crie tabelas semelhantes à Tabela abaixo para cada tipo de tijolos e anote os valores. 017 Para o cálculo da absorção de água, utilize a equação: Para converter o valor da resistência à compressão, utilize a equação: DADOS DO TIJOLO FURADO NÚMERO DA AMOSTRA MASSA SECA (Ms) MASSA ÚMIDA (Mu) AA (%) f (kN) fb (MPa) 1 3871,5 4455,9 15,09 97,53 2,83 2 3916,0 4498,9 14,88 98,25 2,82 3 3879,6 4449,2 14,68 97,99 2,81 4 3839,1 4519,9 17,73 98,73 2,82 5 3925,2 4478,5 14,09 98,06 2,84 6 3856,7 4432,7 14,93 98,94 2,86 7 3848,3 - - 98,77 - 8 3902,8 - - 98,92 - 9 3881,1 - - 98,51 - 10 3827,0 - - 98,89 - 11 3861,0 - - 97,87 - 12 3817,1 - - 99,57 - 13 3867,0 - - 99,33 - MÉDIA 3868,64 4472,51 15,23 98,56 2,83 Tabela 6 – Dados do tijolo furado. 018 DADOS DO TIJOLO MACIÇO NÚMERO DA AMOSTRA MASSA SECA (Ms) MASSA ÚMIDA (Mu) AA (%) f (kN) fb (MPa) 1 1949,3 2335,7 19,82 437,89 19,19 2 1930,7 2371,8 22,84 443,46 19,53 3 1941,8 2365,1 21,79 443,00 19,58 4 1936,0 2348,7 21,31 438,78 19,23 5 1941,3 2349,0 21,00 440,93 19,49 6 1944,6 2382,2 22,50 442,58 19,56 7 1933,2 - - 447,64 - 8 1934,5 - - 445,94 - 9 1924,8 - - 446,63 - 10 1942,7 - - 440,59 - 11 1937,0 - - 438,15 - 12 1939,1 - - 441,14 - 13 1919,5 - - 440,02 - MÉDIA 1936,5 2358,75 21,54 442,05 19,43 Tabela 7 – Dados do tijolo maciço. DADOS DO TIJOLO LAMINADO NÚMERO DA AMOSTRA MASSA SECA (Ms) MASSA ÚMIDA (Mu) AA (%) f (kN) fb (MPa) 1 1553,5 1879,5 20,98 219,12 9,52 2 1543,7 1880,7 21,83 221,33 9,56 3 1547,3 1886,2 22,70 219,96 9,55 4 1537,2 1865 21,32 220,72 9,67 5 1565,5 1876,5 19,86 222,96 9,85 6 1541,9 1881,1 21,99 222,73 9,76 7 1550,0 - - 222,48 - 8 1550,8 - - 221,85 - 9 1562,2 - - 221,35 - 10 1545,8 - - 219,06 - 11 1548,3 - - 221,19 - 12 1564,1 - - 222,09 - 13 1549,6 - - 223,50 - MÉDIA 1550,76 1878,16 21,44 221,41 9,65 Tabela 8 – Dados do tijolo laminado. 019 Após determinar a resistência à compressão média do lote, é preciso fazer algumas considerações para se encontrar o valor da resistência à compressão característica do lote. O primeiro passo é ordenar os valores de compressão em ordem crescente (fb(1) é a menor resistência encontrada, enquanto fb(13) é a maior). Após isso, utiliza- se a fórmula: Onde, fbk, est: é a resistência característica estimada da amostra, expressa em MPa; fb(1), fb(2), ..., fbi: são os valores de resistência à compressão individual dos corpos de prova da amostra, ordenados crescentemente; i = n/2: se n for par; i = (n-1)/2: se n for ímpar; n: é a quantidade de blocos da amostra. Após realizado o cálculo acima, faça a seguinte análise: • Se o valor for fbk,est ≥ fbm (média da resistência à compressão de todos os corpos de prova da amostra), adota-se fbm como a resistência característica do lote (fbk); • Se o valor for fbk,estde cimento seja menor ou igual a 0,5 mm. 6.2.1 Avaliação dos resultados 1. Qual o horário inicial do ensaio identificado no passo 2? R: 08:20 h 2. Construa uma tabela com os dados obtidos para cada medição do deslocamento da agulha com seu determinado horário para determinar o tempo de início de pega. Utilize a diferença entre o horário inicial do ensaio e o último tempo encontrado no passo 4 para determinar qual foi o tempo de início de pega encontrado? 023 TEMPO DE PEGA HORÁRIO RESULTADO 08:50 0 mm 09:07 0 mm 09:24 1 mm 09:41 2 mm 09:57 3 mm 10:12 7 mm Início 08:50 Final 10:12 TEMPO DE PEGA 01:22 Tabela 10 – Dados obtidos para tempo de pega. 3. Construa uma tabela com os dados obtidos para cada medição do deslocamento da agulha com seu determinado horário para determinar o tempo de fim de pega. Utilize a diferença entre o horário inicial do ensaio e o último tempo encontrado no passo 8 para determinar qual foi o tempo de fim de pega encontrado? FIM DO TEMPO DE PEGA HORÁRIO RESULTADO Início 2,5 mm 10:45 2,8 mm 11:18 2,8 mm 11:50 2,7 mm 12:20 2,7 mm 12:50 2,7 mm 13:22 2,6 mm 13:52 Concluído Início 10:45 Final 13:52 TEMPO DE PEGA 03:07 Tabela 11 – Dados obtidos para fim do tempo de pega. 024 4. Quais conclusões sobre a amostra podem ser tomadas ao estimar o tempo de início de pega e o tempo de fim de pega? R: A pega é mais lenta no início. O final da pega mede o material mais rígido enquanto no início o material é mais líquido. O tempo de pega final é mais longo que o inicial. 025 7 CONCLUSÃO Os materiais de construção civil são responsáveis por uma grande parte do custo da obra. Sua seleção é de grande importância para controlar o orçamento e também evitar problemas no futuro, após a entrega do projeto. Com todos os experimentos realizados no laboratório virtual, podemos definir qual o melhor material a ser utilizado, como também sua resistência, e assim conseguir manter a obra com qualidade e dentro do custo adequado. 3 LABORATÓRIO DE ENGENHARIA – AGREGADOS: COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA 09 4 LABORATÓRIO DE ENGENHARIA – MASSA ESPECÍFICA DO CIMENTO 12 5 LABORATÓRIO DE ENGENHARIA – IDENTIFICAÇÃO DE TIPOS DE BLOCOS E TIJOLOS 14 6 LABORATÓRIO DE ENGENHARIA – ENSAIO DE TEMPO DE PEGA 21 7 CONCLUSÃO 25 2. LABORATÓRIO DE ENGENHARIA - AGREGADOS: MASSA UNITÁRIA E VOLUME DE VAZIOS 3 LABORATÓRIO DE ENGENHARIA – AGREGADOS: COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA 4 LABORATÓRIO DE ENGENHARIA – MASSA ESPECÍFICA DO CIMENTO 5 LABORATÓRIO DE ENGENHARIA – IDENTIFICAÇÃO DE TIPOS DE BLOCOS E TIJOLOS 6 LABORATÓRIO DE ENGENHARIA – ENSAIO DE TEMPO DE PEGA 7 CONCLUSÃO