analise de uma viga bi apoiada de concreto armado

87 Pages·2016·4.58 MB·Portuguese

UNIVERSIDADE TUITI DO PARANÁ

ANDRÉ LUIZ OLIVEIRA DE SOUSA
THYAGO ARAÚJO PETERS

ANÁLISE DE UMA VIGA BI-APOIADA DE CONCRETO ARMADO
COM A SUBSTITUIÇÃO DO AGREGADO BRITA POR ARGILA
EXPANDIDA

CURITIBA
2016
1
UNIVERSIDADE TUITI DO PARANÁ

ANDRÉ LUIZ OLIVEIRA DE SOUSA
THYAGO ARAÚJO PETERS

ANÁLISE DE UMA VIGA BI APOIADA DE CONCRETO ARMADO
COM A SUBSTITUIÇÃO DO AGREGADO BRITA POR ARGILA
EXPANDIDA

Trabalho final de conclusão apresentado ao Curso
de Engenharia Civil, da Faculdade de Ciências
Exatas da Universidade Tuiuti do Paraná, como
requisito para a obtenção do título de Bacharel em
Engenharia Civil.
Orientador: Ricardo Augusto Voss
Coorientadora: Daniela Evaniki Pedroso

CURITIBA
2016
2
DEDICATÓRIA

Dedico mais esta conquista à minha família, por estar sempre ao meu
lado nesta jornada, fazendo desse sonho realidade.
À minha esposa, pelo companheirismo, paciência e compressão.
À minha mãe, por acreditar em mim, me orientar, me inspirar, me dar
força e me fazer querer vencer.

André Luiz Oliveira De Sousa

Dedico este trabalho a toda minha família e amigos pelo apoio e
compreensão durante todo este percurso, onde por diversas vezes estive
ausente fisicamente, mas sempre presente em pensamento, em especial a
minha esposa por estar do meu lado durante todo este período de trabalho e
estudos.

Thyago Araujo Peters

3
AGRADECIMENTOS

Primeiramente agradecemos a DEUS pela oportunidade, pela saúde e
pela força. Assim sendo possível acreditar, realizar sonhos e alcançar nossos
objetivos.
Agradecemos aos professores pela contribuição aos conhecimentos
adquiridos no decorrer deste curso, em especial aos orientadores deste
trabalho de conclusão Ricardo Augusto Voss e Daniela Evaniki Pedroso, pela
orientação para a realização do projeto, assim como ao técnico de laboratório
José Vitor Furtado, pelo auxilio e disponibilidade apresentada.

4
RESUMO

O concreto leve é atualmente uma alternativa na execução de obras
modernas onde se buscam versatilidade e economia, com isso o uso da argila
expandida vem sendo a cada dia mais aprimorado, buscando o
aperfeiçoamento do concreto leve estrutural.
Este trabalho faz um breve levantamento histórico do uso dos concretos
leves no mundo, apresenta as principais características e propriedades da
argila expandida que é classificada como um agregado leve. A fim de
aprofundar o estudo, este trabalho apresenta a determinação de três traços
distintos de concreto, verificando e analisando a utilização da argila expandida
como agregado graúdo em substituição do agregado natural. Para tal analise
foram moldados em laboratório corpos de prova dos traços encontrados e
posteriormente foram realizados ensaios de compressão axial com o intuído de
verificar as devidas resistências para as idades de 7, 14 e 28 dias.
Outro ponto abordado no trabalho faz o comparativo de custos entre os
três traços determinados, com o intuito de obter parâmetros financeiros de
viabilidade na utilização dos concretos analisados. Por fim é feita a analise de
uma viga bi apoiada de um projeto fictício, utilizando os parâmetros
encontrados do concreto convencional frente aos parâmetros do concreto leve
com argila expandida, onde a intenção foi verificar as quantidades de carga
suportadas pela estrutura assim como a influência da substituição dos
concretos na determinação da quantidade de aço necessária nas armaduras.

Palavras-chave: concreto leve, resistência a compressão, argila expandida.

5
ABSTRACT

Lightweight concrete is currently an alternative in the execution of
modern works where versatility and economy are sought, with which the use of
expanded clay has been increasingly improved, aiming at the improvement of
light structural concrete.
This work gives a brief historical survey of the use of lightweight
concretes in the world, presents the main characteristics and properties of the
expanded clay that is classified as a light aggregate. In order to deepen the
study, this work presents the determination of three distinct concrete traces,
verifying and analyzing the use of expanded clay as a large aggregate to
replace the natural aggregate. For this analysis, test specimens of the traces
found were molded in the laboratory and axial compression tests were carried
out with the aim of checking the resistance at the ages of 7, 14 and 28 days.
Another point discussed in the paper is the comparison of costs
between the three determined traits, with the purpose of obtaining financial
parameters of feasibility in the use of the analyzed concrete. Finally, the
analysis of a bi-supported beam of a specific project is done, using the
parameters of conventional concrete against the parameters of light concrete
with expanded clay, where the intention was to verify the amount of load
supported by the structure as well as the influence of the Replacing the
concrete in determining the amount of steel needed in the reinforcement.

Key-words: lightweight concrete, compressive strength, expanded clay.

6
LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 – Porto de Costa, Itália.....................................................................18
FIGURA 2 - Coliseu de Roma ...........................................................................18
FIGURA 3 - Cúpula do Panteão de Roma.........................................................18
FIGURA 4 - Lançamento da embarcação USS Selma 1919.............................19
FIGURA 5 - Edifício da Southwestern Bell TelephoneCompany.......................21
FIGURA 6 - Hotel Chase-Park Plaza.................................................................21
FIGURA 7 -Instalações da Cinasa em Jundiaí SP............................................22
FIGURA 8 - Micrografia (MEV) dos agregados produzidos pelos processos de
sinterização (a) e forno rotativo (b)....................................................................25
FIGURA 9 - Micrografia (MEV) ilustrando o acúmulo de bolhas de ar ao redor
dos Agregados leve decorrente da alta absorção de água após a mistura dos
minerais.............................................................................................................29
FIGURA 10 - Concreto leve...............................................................................32
FIGURA 11 - Plataforma Troll............................................................................36
FIGURA 12 - Aspecto da estrutura interna dos agregados leves(MEV.
Micrografia no modo elétrons secundários com aplicação de 300x). ..........38
FIGURA 13 - Aspecto da estrutura interna dos agregados leves (Microscopia
ótica de transmissão com aplicação de 200x)...................................................38
FIGURA14 - Aspecto de argila expandida brasileira produzido pela empresa
CINEXPAN.........................................................................................................39
FIGURA 15 - Argila expandida 1506 ................................................................47
FIGURA 16 - Amostras dos agregados areia e argila para ensaio de massa
unitária...............................................................................................................50
FIGURA 17 - Ensaio de peso específico da areia com frasco de Chapman.....51
FIGURA 18 - Mistura do concreto......................................................................56
FIGURA 19 - Amostra de argila expandida saturada........................................56
FIGURA 20 - Tronco de cone............................................................................57
FIGURA 21 - Corpos de prova de concreto.......................................................58
FIGURA 22 - Guaria de subestação de energia................................................59
FIGURA 23 -Projeto de forma da guarita ..........................................................60
FIGURA 24 – Comparativo de resistência das amostras..................................65
FIGURA 25 - Áreas de influência da laje sobre as vigas...................................69

7
LISTA DE TABELAS

TABELA 1 - Características de alguns agregados leves comerciais.................29
TABELA 2 - Lista de alguns documentos normativos sobre agregados leves e
concretos com agregados leves........................................................................31
TABELA 3 - Valores de referencia da massa especificados concretos leves
estruturais..........................................................................................................33
TABELA 4 - Valores correspondentes de resistência à compressão e massa
específica para concreto leve estrutural............................................................33
TABELA 5 - Absorção de água da argila expandida.........................................39
TABELA 6 - Características e propriedades da argila expandida......................39
TABELA 7 - Série de peneiras estabelecidas pela NBR NM 248 (ABNT,
2003)..................................................................................................................43
TABELA 8 - Análise granulométrica da areia natural........................................44
TABELA 9 - Análisegranulométrica da brita......................................................45
TABELA 10 - Análise granulométrica da argila expandida................................48
TABELA 11 - Resultados dos ensaios para determinação do traço de
concreto.............................................................................................................51
TABELA 12 - Traços de concretos executados do trabalho..............................55
TABELA 13 - Resistência a compressão e massa específica para concretos
leves...................................................................................................................62
TABELA 14 - Resultados das amostras para ensaio de compressão aos 7
dias....................................................................................................................62
TABELA 15 - Resultados das amostras para ensaio de compressão aos 14
dias....................................................................................................................63
TABELA 16 - Evolução de resistência a compressão com base na NBR 6118
(ABNT, 2014) item 12.3.3..................................................................................64
TABELA 17 - Resultados das amostras para ensaio de compressão aos 28 dias
...........................................................................................................................64
TABELA 18 - Custos do concreto convencional ...............................................66
TABELA 19 - Custos do concreto leve..............................................................67
TABELA 20 - Custo do concreto leve com aditivo.............................................68
TABELA 21 - Envoltória de cargas....................................................................71
8
TABELA 22 -Peso especifico médio das amostras aos 28 dias.......................71
TABELA 23 - Planilha de armaduras para (C.C)...............................................72
TABELA 24 - Planilha de armaduras para (C.L.A)............................................73
TABELA 25 - Quantidade de barras de aço para (C.C).....................................74
TABELA 26 - Quantidade de barras de aço para (C.L.A)..................................74
TABELA 27 - Planilha de dimensionamento para sobrecarga (C.C).................75
TABELA 28 - Planilha de dimensionamento para sobrecarga (C.L.A)..............76

9
LISTA DE GRÁFICOS

GRÁFICO 1 - Curva granulométrica da areia natural........................................44
GRÁFICO 2 - Curva granulométrica da brita ....................................................46
GRÁFICO 3 - Curva granulométrica da argila expandida..................................48
GRÁFICO 4 - Evolução media de resistência a compressão dos distintos tipos
de cimento Portland...........................................................................................52
GRÁFICO 5 - Curva de ABRAMS dos cimentos...............................................54
GRÁFICO 6 - Comparativo de resistência final das amostras...........................64

10