Testando a Resistência Compressiva do Concreto – O quê, por que, & como?

Informação da Associação Nacional de Concreto Misto Pronto

QUANTO é a Resistência Compressiva do Concreto?

Misturas de concreto podem ser projetadas para fornecer uma ampla gama de propriedades mecânicas e de durabilidade para atender aos requisitos de projeto de uma estrutura. A resistência compressiva do concreto é a medida de desempenho mais comumente utilizada pelo engenheiro para projetar edifícios e outras estruturas. A resistência à compressão é medida através da quebra de amostras cilíndricas de concreto em uma máquina de teste de compressão. A resistência compressiva é calculada a partir da carga de ruptura dividida pela área da seção transversal que resiste à carga e relatada em unidades de libra-força por polegada quadrada (psi) em unidades US Habituais ou megapascals (MPa) em unidades SI. Os requisitos de resistência à compressão do concreto podem variar de 2500 psi (17 MPa) para concreto residencial a 4000 psi (28 MPa) e superiores em estruturas comerciais. As resistências mais altas até e acima de 10.000 psi (70 MPa) são especificadas para certas aplicações.

WHY é Determinada a Resistência à Compressão?

Resultados de testes de resistência à compressão são usados principalmente para determinar se a mistura de concreto conforme entregue atende aos requisitos da resistência especificada, ƒ′c, na especificação da obra.Os resultados dos testes de resistência dos cilindros fundidos podem ser utilizados para controle de qualidade, aceitação do concreto ou para estimar a resistência do concreto em uma estrutura, com a finalidade de programar operações de construção como remoção de formas ou para avaliar a adequação da cura e da proteção oferecida à estrutura. Os cilindros testados para aceitação e controle de qualidade são feitos e curados de acordo com os procedimentos descritos para amostras de cura padrão na ASTM C 31 Standard Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens in the Field (Prática Padrão para Fazer e Curar Espécimes de Teste de Concreto no Campo). Para estimar a resistência do concreto no local, a ASTM C 31 fornece procedimentos para espécimes curados no campo. Os corpos de prova cilíndricos são testados de acordo com a ASTM C 39, Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens.

Um resultado de teste é a média de pelo menos dois corpos de prova de força padronizados curados feitos a partir da mesma amostra de concreto e testados na mesma idade. Na maioria dos casos os requisitos de resistência para concreto são de 28 dias de idade.

Projetejam-nos a resistência especificada ƒ´c’c para projetar elementos estruturais. Esta resistência especificada é incorporada nos documentos do contrato de trabalho. A mistura de concreto é projetada para produzir uma resistência média, ƒ′cr, superior à resistência especificada, de modo que o risco de não cumprir com a especificação de resistência seja minimizado. Para cumprir os requisitos de resistência de uma especificação de trabalho aplicam-se os seguintes critérios de aceitação:

• A média de 3 testes consecutivos deve ser igual ou superior à resistência especificada, ƒ´cby’c
• Nenhum teste de resistência individual deve ser inferior a ƒ´c’c por mais de 500 psi (3.45 MPa); ou por mais de 0,10 ƒ´c’c quando ƒ´c’c for superior a 5000 psi (35 MPa)

É importante compreender que um teste individual abaixo de ƒ´c’c não constitui necessariamente uma falha no cumprimento dos requisitos de especificação. Quando a média dos testes de resistência em um trabalho está na resistência média requerida, ƒ′cr, a probabilidade de que os testes de resistência individuais sejam inferiores à resistência especificada é de cerca de 10% e isso é contabilizado nos critérios de aceitação.

Quando os resultados dos testes de resistência indicam que o concreto entregue não atende aos requisitos da especificação, é importante reconhecer que a falha pode estar no teste, e não no concreto. Isto é especialmente verdade se a fabricação, manuseio, cura e teste dos cilindros não forem conduzidos de acordo com os procedimentos padrão. Ver CIP 9, Low Concrete Cylinder Strength.

Historical strength test records are used by the concrete producer to establish the target average strength of concrete mixtures for future work.

HOW to Test the Strength of Concrete

• Cylindrical specimens for acceptance testing should be 6 x 12 inch (150 x 300 mm) size or 4 x 8 inch (100 x 200 mm) when specified. As amostras menores tendem a ser mais fáceis de fazer e manusear no campo e no laboratório. O diâmetro do cilindro utilizado deve ser pelo menos 3 vezes o tamanho nominal máximo do agregado grosso utilizado no concreto.
• O registro da massa da amostra antes do nivelamento fornece informações úteis em caso de disputas.
• Para proporcionar uma distribuição uniforme da carga durante os testes, os cilindros são nivelados geralmente com argamassa de enxofre (ASTM C 617) ou tampas de almofada de neoprene (ASTM C 1231). As tampas de enxofre devem ser aplicadas pelo menos duas horas e de preferência um dia antes dos testes. As tampas de almofada de neoprene podem ser usadas para medir forças de concreto entre 1500 e 7000 psi (10 a 50 MPa). Para resistências superiores até 12.000 psi, as tampas de almofada de neoprene podem ser usadas se forem qualificadas por teste de companhia com tampas de enxofre. Os requisitos de dureza dourometro para as almofadas de neoprene variam de 50 a 70, dependendo do nível de resistência testado. As almofadas devem ser substituídas se houver desgaste excessivo.
• Os cilindros não devem secar antes do teste.
• O diâmetro do cilindro deve ser medido em dois locais em ângulo reto um com o outro a meia altura do espécime e calculado como média para calcular a área da seção transversal. Se os dois diâmetros medidos diferirem em mais de 2%, o cilindro não deve ser testado.
• As extremidades dos corpos de prova não devem afastar-se da perpendicularidade com o eixo do cilindro em mais de 0,5º e as extremidades devem ser planas até 0,002 polegadas (0,05 mm).
• Os cilindros devem ser centralizados na máquina de ensaio de compressão e carregados até à falha completa. A taxa de carga em uma máquina hidráulica deve ser mantida na faixa de 20 a 50 psi/s (0,15 a 0,35 MPa/s) durante a última metade da fase de carga. O tipo de ruptura deve ser registrado. Um padrão comum de ruptura é uma fratura cônica (ver figura).
• A resistência do concreto é calculada dividindo a carga máxima na falha pela área da seção transversal média. C 39 tem factores de correcção se a relação comprimento/diâmetro do cilindro estiver entre 1,75 e 1,00, o que é raro. Pelo menos dois cilindros são testados com a mesma idade e a resistência média é relatada como o resultado do teste mais próximo de 10 psi (0,1 MPa)
• O técnico que realiza o teste deve registrar a data em que foram recebidos no laboratório, a data do teste, a identificação da amostra, o diâmetro do cilindro, a idade do teste, a carga máxima aplicada, a resistência à compressão, o tipo de fratura e quaisquer defeitos nos cilindros ou tampas. Se medida, a massa dos cilindros também deve ser notada.
• Muitos desvios dos procedimentos padrão para fazer, curar e testar amostras de teste de concreto resultará em uma resistência medida menor.
• A variação entre cilindros companheiros do mesmo conjunto e testados na mesma idade deve ser, em média, cerca de 2 a 3% da resistência média. Se a diferença entre dois cilindros companheiros exceder 8% demasiadas vezes, ou 9,5% para três cilindros companheiros, os procedimentos de ensaio no laboratório devem ser avaliados e corrigidos.
• Os resultados dos ensaios realizados por laboratórios diferentes na mesma amostra de betão não devem diferir em mais de cerca de 13% da média dos dois resultados dos ensaios.
• Se um ou ambos os cilindros se partirem com uma resistência inferior a ƒ´c’c, avalie os cilindros para problemas óbvios e mantenha os cilindros testados para exame posterior. Frequentemente, a causa de um teste falhado pode ser facilmente identificada no cilindro, seja imediatamente ou por exame petrográfico. Se for jogado fora, uma oportunidade fácil de corrigir o problema pode ser perdida. Em alguns casos são feitos cilindros de reserva adicionais e podem ser testados se um cilindro de um conjunto se partir com uma resistência inferior.
• Teste de 3 ou 7 dias pode ajudar a detectar potenciais problemas com a qualidade do concreto ou procedimentos de teste no laboratório, mas não é uma base para rejeição de concreto, com uma exigência de resistência de 28 dias ou outra resistência à idade.
• ASTM C 1077 exige que os técnicos de laboratório envolvidos no teste de concreto sejam certificados.
• Relatórios de testes de resistência à compressão fornecem informações valiosas para a equipe do projeto para os projetos atuais e futuros. Os relatórios devem ser enviados ao produtor de concreto, contratante e representante do proprietário o mais rapidamente possível.

1. ASTM C 31, C 39, C 617, C 1077, C 1231, Annual Book of ASTM Standards, Volume 04.02, ASTM, West Conshohocken, PA, www.astm.org
2. Concrete in Practice Series, NRMCA, Silver Spring, MD, www.nrmca.org
3. In-Place Strength Evaluation – A Recommended Practice, NRMCA Publication 133, NRMCA RES Committee, NRMCA, Silver Spring, MD
4. How producers can correct improper test-cylinder curing, Ward R. Malisch, Concrete Producer Magazine, Novembro 1997, www.worldofconcrete.com
5. NRMCA/ASCC Checklist for Concrete Pre-Construction Conference, NRMCA, Silver Spring, MD
6. Tips on Control Tests for Quality Concrete, PA015, Portland Cement Association, Skokie, IL, www.cement.org
7. ACI 214, Recommended Practice for Evaluation of Strength Tests Results of Concrete, American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, www.concrete.org

Dicas de Volta ao Concreto

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