Este texto do Engenharia 360 aborda a resistência à compressão do concreto, que é uma propriedade fundamental que indica sua capacidade de suportar cargas sem deformações excessivas ou falhas. Controlar essa resistência é importante na engenharia, pois afeta a segurança e durabilidade das estruturas. Garantir isso evita colapsos, influencia a escolha dos materiais e o dimensionamento das estruturas, permitindo otimização e economia de recursos. Enfim, o controle dessa resistência é essencial para a qualidade e segurança das construções.

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Os procedimentos de controle da resistência à compressão do concreto no Brasil

O procedimento atual de controle da resistência à compressão do concreto no Brasil, conforme a norma ABNT NBR 12655:2015, envolve os seguintes aspectos:

Controle Estatístico por Amostragem Parcial

Para fábricas de pré-moldados de concreto que usam betoneiras de pequeno volume (<1m³), o controle é realizado por amostragem parcial. Amostras são coletadas aleatoriamente de diferentes betonadas, respeitando a quantidade mínima de exemplares, dependendo dos grupos e classes de resistência do concreto. São utilizadas expressões matemáticas estatísticas chamadas estimadores para determinar a resistência média (fcm) e o desvio padrão de produção e ensaio efetivo (sd).

Controle por Amostragem Total

Em obras de arte ou edificações que utilizam caminhões betoneira de 8 m³, a amostragem é predominantemente total, ou seja, todas as betonadas são amostradas. A resistência característica à compressão do concreto (fck,est) é estimada com base na resistência à compressão do exemplar de cada betonada, uma vez que a amostra confunde-se com a população.

Moldagem de Corpos de Prova

Para o controle da resistência à compressão, são moldados 4 corpos de prova cilíndricos para cada caminhão betoneira. São moldados 1 corpo de prova para ensaio aos 7 dias, 2 corpos de prova para ensaio aos 28 dias e 1 corpo de prova para ensaio aos 63 dias de idade.

Ensaios de Resistência à Compressão

Os corpos de prova são armazenados em câmara úmida e, após o período de cura adequado, são ensaiados em prensas calibradas periodicamente, conforme as normas ABNT NBR 5738 e ABNT NBR 5739. A resistência à compressão de cada exemplar é determinada após a ruptura dos corpos de prova.

Portanto, de acordo com a norma ABNT NBR 12655:2015, o controle da resistência à compressão do concreto no Brasil envolve a realização de amostragem parcial ou total, dependendo do tipo de produção, moldagem de corpos de prova e ensaios de resistência à compressão de acordo com as normas específicas.

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A amostragem parcial em fábricas de pré-moldados

O controle por amostragem parcial é amplamente utilizado em fábricas de pré-moldados de concreto, onde são produzidos componentes como lajes alveolares, vigas, pilares e dormentes. Nesse tipo de controle, são coletadas amostras aleatórias de diferentes lotes de concreto, respeitando uma quantidade mínima determinada para cada grupo e classe de resistência. Essas amostras são utilizadas para estimar a resistência à compressão do concreto por meio de expressões estatísticas.

Esse sistema é preferido nessas fábricas devido ao uso de betoneiras de pequeno volume. Por outro lado, em obras de arte ou edificações com concretagem in loco e o uso de caminhões betoneira de maior capacidade, é mais comum realizar o controle por amostragem total, onde todas as betonadas são amostradas. Tal tipo de controle é utilizado em obras de edifícios comerciais e residenciais de múltiplos pavimentos.

Controle por amostragem

O controle por amostragem total é usado principalmente para monitorar a resistência à compressão do concreto em construções e estruturas, especialmente quando caminhões betoneira de 8 m³ ou mais são utilizados. Nesse método, todas as betonadas - quantidades de concreto misturadas - são amostradas, e a resistência característica à compressão do concreto é estimada com base nos valores obtidos em cada exemplar de betonada, já que a amostra representa a população.

Por exemplo, digamos que o controle por amostragem total foi aplicado ao concreto de uma torre comercial e duas torres corporativas em um empreendimento em São Paulo. Ao longo de 2 anos e 9 meses, aproximadamente 1.600 caminhões betoneira foram utilizados, todos com a mesma composição de concreto. Para cada caminhão betoneira, foram produzidos 4 corpos de prova cilíndricos: um para teste aos 7 dias, dois para teste aos 28 dias e um para teste aos 63 dias de idade. Esses corpos de prova foram enviados a um laboratório credenciado pelo INMETRO e ensaiados de acordo com a norma ABNT NBR 5739.

Os resultados do controle de resistência à compressão mostraram uma variação entre 36,6 MPa e 80,1 MPa, com uma média de 58,6 MPa. Foram identificados 11 resultados abaixo da resistência especificada em projeto (fck = 40 MPa), o que corresponde a cerca de 0,7% do total de caminhões betoneira. Nesse caso, a variabilidade na resistência à compressão do concreto pode ser atribuída a diferentes lotes de cimento e agregados utilizados ao longo do processo de produção.

A determinação da resistência característica à compressão do concreto no controle por amostragem total

De acordo com a norma ABNT NBR 12655:2015, o controle por amostragem total da resistência à compressão do concreto envolve a determinação da resistência característica à compressão (fck,est) por meio da análise dos exemplares de cada betonada. Esse método consiste na amostragem de todas as betonadas, em que cada exemplar é composto por dois corpos de prova cilíndricos de 10 cm de diâmetro e 20 cm de altura, moldados simultaneamente.

Após a ruptura dos corpos de prova, registram-se e analisam-se os valores individuais das resistências à compressão. A resistência característica à compressão do concreto estimada (fck,est) é, então, calculada a partir desses valores.

Já para determinar o valor da resistência característica (fck,est), utiliza-se o conceito de valor característico descrito na norma ABNT NBR 6118:2014. Além disso, considera-se o desvio padrão das operações de produção e ensaio (sc) e o coeficiente de variação (Vc). Essas informações permitem o cálculo do valor da resistência característica do concreto.

É importante destacar que, no controle por amostragem total, a amostra é considerada equivalente à população, e cada betonada é tratada como um exemplar único. Esse método de controle é amplamente empregado no Brasil em obras de edifícios comerciais e residenciais de vários andares.

Normas relacionadas ao controle controle da resistência à compressão do concreto além da ABNT NBR 12655

Além da ABNT NBR 12655, podemos mencionar outras normas relacionadas ao controle da resistência à compressão do concreto, como a ACI 318 e a EN 206. Essas normas diferem da ABNT NBR 12655 em relação aos critérios de controle e amostragem utilizados.

A norma ACI 318, intitulada "Building Code Requirements for Structural Concrete", e a norma europeia EN 206, intitulada "Concrete – Specification, performance, production and conformity", adotam o método da média dos valores de resistência à compressão obtidos em corpos de prova da mesma amassada/betonada. Elas estabelecem uma tolerância máxima de diferença entre dois ou mais resultados de corpos de prova da mesma amassada/betonada.

Por outro lado, a ABNT NBR 12655 utiliza o controle por amostragem total e por amostragem parcial. No controle por amostragem total, todas as betonadas são amostradas e a resistência característica à compressão do concreto estimada é dada pelo valor da resistência à compressão do exemplar de cada betonada. Já no controle por amostragem parcial, as amostras são coletadas aleatoriamente de betonadas distintas, respeitando a quantidade mínima de exemplares. A norma estabelece expressões matemáticas (estimadores) para a determinação da resistência característica, levando em conta a resistência média (fcm) e o desvio padrão de produção e ensaio efetivo (sd).

Portanto, enquanto a ABNT NBR 12655 utiliza o controle por amostragem total e parcial, a ACI 318 e a EN 206 adotam o método da média dos valores de resistência à compressão. Cada norma possui critérios específicos para a determinação da resistência característica e os procedimentos de amostragem podem variar.

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Fontes: PHD Engenharia.

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Eduardo Mikail

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