Investigação experimental do módulo de elasticidade nos concretos produzidos em Brasília

Abstract

O conhecimento das propriedades do concreto é de suma importância para o projeto de estruturas. Enquanto a resistência à compressão é uma propriedade bem conhecida, é usual a determinação do módulo de elasticidade por meio de formulações empíricas que não levam em consideração as peculiaridades dos materiais e da produção de uma determinada região. De modo que se tenha um conhecimento mais efetivo das propriedades do concreto da região de Brasília, o presente estudo teve como objetivo a investigação experimental do módulo de elasticidade longitudinal em alguns concretos produzidos na região a partir das características de produção dos principais produtores da região. Foram pesquisados concretos das classes C20, C30 e C40, fornecidos por três centrais de concreto distintas, com coletas feitas direto nas concreteiras e num canteiro de obras. Também foram estudadas a resistência à compressão, a resistência à tração e o índice de absorção de água destes concretos. De modo complementar, para efeito de comparação dos resultados entre ensaios, foram realizados ensaios de propagação de ondas ultrassônicas. Além disso, foi identificada a origem e levantadas a curva e composição granulométricas dos agregados utilizados. Com o objetivo de se verificar possíveis alterações na produção do concreto na usina ou ao longo do tempo, foi investigado também o concreto com o mesmo traço replicado em laboratório e de uma segunda coleta em data posterior, superior a três meses à da primeira coleta. Como resultado desta pesquisa observou-se a ocorrência de diferença nas propriedades módulo de elasticidade e resistência à compressão entre concretos de mesma classe produzidos por diferentes concreteiras. Constatou-se que, aos 28 dias, para o concreto CA20, o módulo de elasticidade variou de 30,622 a 33,595 GPa e a resistência à compressão variou de 22,5 a 25,8 MPa; que para o concreto C30 a variação do módulo de elasticidade foi de 33,706 a 41,892 GPa e a resistência à compressão de 38,0 a 41,5 MPa; e que para o concreto C40 o módulo de elasticidade variou de 37,597 a 41,987 GPa e a resistência à compressão variou de 43,7 a 51,2 MPa. O coeficiente de variação dos ensaios foi de 4,9% para o módulo de elasticidade e de 5,2% para a resistência à compressão. Foi observado também, que a pasta de cimento se apresentou como fator fundamental e comum tanto na variabilidade do módulo de elasticidade quanto na resistência à compressão e foi comparada a correlação entre a resistência à compressão e o módulo de elasticidade medidos com a proposta pela formulação empírica das normas. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

he knowledge about concrete properties has its vital importance for structural projects. Meanwhile concrete´s compression strength is a well-known property, it is usual determining its modulus of elasticity empirically, without taking into consideration materials specificities or some specific region production factors.In order to have a more effective knowledge of concrete properties in Brasilia´s region, the present study was aimed at experimental investigation of the longitudinal modulus of elasticity of some concretes produced in Brasilia region from production characteristics of the main manufacturers of the region. Three classes of concrete were researched, class C20, C30 and C40, provided by three separate concrete plants, with collections made directly on the concrete producers and construction site. It was also studied the compressive strength, tensile strength and water absorption ratio of those concretes. In addition, for comparison matters between the results of the tests, ultrasonic waves propagating tests were made. Furthermore, we identified the raised source and the curve and granulometric composition of the aggregates used. In order to verify possible changes in the concrete production at the plant or over time, the concrete was also investigated with the same feature replicated in the laboratory and a second collection at a later date, more than three months after the first collection. As a result of this research, it was observed the existence of differences in the modulus of elasticity and compressive strength between the same class concretes from different producers. It was found that, at 28 days, for the C20 concrete, its modulus of elasticity varied between 30.622 and 33.595 GPa and its compressive strength varied between 22.5 and 25.8 MPa; for the C30 concrete, the variation on its modulus of elasticity was between 33,706 and 41.892 GPa and the variation on its compressive strength was between 38,0 and 41,5 MPa; and for the C40 concrete, its modulus of elasticity varied between 37.597 and 41.987 GPa and its compressive strength varied between 43.7 and 51.2 MPa. The variation ratio for the tests was 4.9% for the modulus of elasticity and 5.2% for the compressive strength. It was also observed that the cement paste is introduced as a factor common to both fundamental and the variability of the elastic modulus and the compressive strength and compared the correlation between the compressive strength and modulus of elasticity measured by the proposed empirical formula of standards.