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ESTUDO COMPARATIVO DE CAPEAMENTOS DE CORPOS DE PROVA DE
CONCRETO – Estudo de Caso Julho/2016 1
ISSN 2179-5568 – Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - Edição nº 11 Vol. 01/ 2016 julho/2016
ESTUDO COMPARATIVO DE CAPEAMENTOS DE CORPOS
DE PROVA DE CONCRETO – Estudo de Caso
Victor Ramón Bejarano Gavilán
MBA Projeto, Execução e Controle de Estruturas e Fundações
Instituto de Pós-Graduação - IPOG
Cuiabá, Mato Grosso, agosto de 2015
Resumo
O concreto armado é o sistema estrutural mais utilizado no nosso país, por motivos de ordem
economica, operacional, logistica, etc, razão pela qual já esteja profundamente arraigado na
nossa cultura de construção. Desta maneira, o seu preparo e utilização estão devidamente
regulamentados, através das diversas normas brasileiras (NBRs), que enfocam todos os
aspectos deste sistema, desde o projeto até a entrega e aceitação das estruturas, passando pela
caracterização dos componentes, preparo, uso de aditivos, lançamento, e cura. Uma das fases
mais importantes nesta cadeia é o controle de qualidade da RESISTÊNCIA DO CONCRETO,
realizado com ensaios de compressão axial, onde sao moldados corpos de prova padronizados
e rompidos com prensas hidráulicas, que medem a força aplicada. Desta maneira é possível
avaliar com precisão se o FCk – Resistência à Compressão especificado pelo projetista
estrutural, foi atendido. Uma das exigências deste ensaio é obter a máxima planicidade na
superficie de contato, de forma a distribuir uniformemente a pressão exercida pela prensa.
Esta planicidade é obtida por meio de diversos procedimentos, sendo a mais utilizada ate pouco
tempo atrás o capeamento com enxofre. Ultimamente é muito frequente em nosso meio a
utilização de uma pastilha de neoprene confinada em um prato metálico para esta finalidade.
Opcionalmente a face externa dos corpos de prova é desbastada, eliminando qualquer
saliência, permitindo assim a garantia da uniformidade da distribuição dos esforços. O
desbaste é obtido com uma máquina faceadora, composta por um disco de desbaste e motor
elétrico. É um método eficiente, mas representa um custo elevado do equipamento e da mão de
obra necessários para este processo. Sendo assim, este trabalho fez um estudo sobre a
diferença dos resultados obtidos no ensaio de ruptura, com corpos de prova faceados e não
faceados, sendo ambos ensaiados com o neoprene confinado. O estudo foi feito com cinquenta
corpos de prova de concreto, com cinco lotes de dez corpos de prova em cada lote, moldados
em uma obra residencial na cidade de Cuiabá, que estava sendo acompanhada pela Estrutec
Engenharia Ltda., com o objetivo de estudar as variações de resultados, de forma a diminuir
os custos do desbaste, mas sem diminuir a qualidade, precisão e confiabilidade dos ensaios.
Com os resultados obtidos neste estudo concluimos que a diferença estatística é muito pequena,
e que pode ser adotado o sistema de rompimento dos corpos de prova com neoprene confinado
sem a utilização da máquina faceadora.
Palavras chave: Concreto. Controle. Ensaio. Corpos-de-prova.Faceamento.
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1. Introdução
O ensaio de Compressão Axial em Corpos de Prova é conclusiva para a determinação da
Resistencia do Concreto à Compressão Simples e está normatizada pela NBR 5739, do ano
2007: ENSAIO DE COMPRESSÃO DE CORPOS-DE-PROVA CILÍNDRICOS.
Nesta norma brasileira estão definidos todos os parâmetros e procedimentos necessários para a
execução deste ensaio, de forma clara e precisa.
No entanto, este ensaio é precedido de uma série de procedimentos de extrema importância para
o sucesso do ensaio de compressão e que estão previstos na NBR 5738, do ano 2003:
CONCRETO – PROCEDIMENTOS PARA MOLDAGEM E CURA DE CORPOS-DE-
PROVA.
Esta norma consiste basicamente na moldagem de corpos de prova em formas cilíndricas
padronizadas, cuja dimensão básica deve ser quatro vezes maior que a dimensão nominal
máxima do agregado graúdo do concreto, adensadas em camadas de espessuras semelhantes,
com uma haste de aço de 5/8” com ponta arredondada.
A forma utilizada para o concreto com brita 1, a mais utilizada, é uma forma cilíndrica de 10
cm de diâmetro e 20 cm de altura, obedecendo à proporção 1:2.
Foto 1: Moldagem dos corpos de prova no campo (foto do autor).
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Uma vez que o concreto está endurecido, em 24 horas, é desformado e transportado até os locais
de cura, podendo ser depositados em tanques de água, onde ficarão submersos, ou em câmaras
úmidas, com temperatura e umidade estritamente controladas, até a idade de rompimento. Pela
norma, a idade determinante é de 28 dias, quando deve atingir o FCk, Resistência à Compressão
Característica especificada no projeto estrutural. Nesta idade são ensaiados pelo menos dois
exemplares, tomando-se como válido o maior valor.
Podem ser feitos ensaios em outras idades, que ajudam a definir as atividades no canteiro da
obra, como liberação da estrutura para desforma, continuidade dos trabalhos de alvenaria,
liberação de pisos para tráfego, etc. Normalmente, estas idades são de 3 e 7 dias. Em caso de
estruturas pré-moldadas esta idade pode ser até de 24 horas, quando as peças devem ser
desformadas e removidas das formas e transportadas, para dar continuidade ao processo de
fabricação.
No dia do ensaio, os corpos de prova são retirados dos tanques de água ou câmaras úmidas e
são preparados para os ensaios de compressão axial até a ruptura.
Foto 2: Cura dos Corpos de Prova em tanques de água (foto do autor).
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Para a execução do ensaio é necessário que o corpo de prova esteja seco ou sem umidade
excedente e apresente as faces com superfícies de contato lisas, de forma a que o esforço
exercido pela prensa seja uniforme em toda a área de contato. Esta uniformidade é obtida por
diversos processos, e estão definidos nos itens 9.3 e 9.4 da NBR 5738:2003.
9.3 Remate com pasta de cimento (procedimento opcional).
o Consiste na aplicação de uma fina camada de cimento, com espessura máxima
de 3 mm, decorridas entre 6 a 15 horas da moldagem. O acabamento deve ser
feito com uma lamina de vidro de 12 mm de espessura, que deve permanecer no
topo do corpo de prova até o momento da desforma.
É o procedimento que a norma apresenta, mas geralmente não é aplicado devido
à complexidade de todo o processo e à necessidade de mão de obra com
habilidades para a execução, o que tem um custo muito elevado.
9.4 Retificação ou capeamento.
o A RETIFICAÇÃO é feita com máquinas abrasivas especiais, que desgastam a
superfície da face de contato, visando obter a uniformidade necessária para a
execução do ensaio. É muito importante a estabilidade e precisão destes
equipamentos, para não comprometer a integridade estrutural das partes
próximas do desbaste. As falhas de planicidade em qualquer ponto devem ser
inferiores a 0,05 mm, ou seja, é um procedimento extremamente rigoroso e de
precisão.
As máquinas existentes no mercado são de preço elevado e precisam de
constante manutenção, além da dedicação exclusiva de um funcionário para esta
finalidade.
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Foto 3: Faceamento com a máquina de desbaste (foto do autor).
Este funcionário está exposto a riscos físicos: ruídos, poeira e fumaça e a riscos
de acidentes: choque elétrico, faíscas nos olhos e queimaduras. A utilização dos
equipamentos de proteção individuais é obrigatório, além do treinamento
adequado e utilização de medidas de proteção no equipamento, que impeçam o
contato do funcionário com as partes móveis do conjunto.
As medidas sanitárias e ambientais exigem que a poeira produzida seja
controlada e a água remanescente tenha um destino apropriado, em tanques de
filtragem e repouso, de forma a permitir a infiltração da água já pura no terreno
ou destinada à rede de águas pluviais.
o O CAPEAMENTO consiste na aplicação de uma camada muito fina de um
material adequado em ambas faces do corpo de prova, visando eliminar as
rugosidades da superfície. A espessura máxima desta camada deve ser inferior
ou igual a 3 mm em cada face.
Segundo a NBR 7538, o material aplicado deve ter as seguintes características:
“a) aderência ao corpo-de-prova;
b) compatibilidade química com o concreto;
c) fluidez, no momento de sua aplicação;
d) acabamento liso e plano após endurecimento;
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e) resistência à compressão compatível com os valores normalmente
obtidos em concreto.”
No texto da norma não existe nenhuma obrigatoriedade do uso de algum material
específico, mas o material mais utilizado para o capeamento é o enxofre em
estado sólido, que é submetido a alta temperatura até derreter e vertido em um
prato apropriado no equipamento denominado de “capeador”, que proporciona
as condições de um trabalho uniforme e com o alinhamento e verticalidade
necessários.
O enxofre solidifica rapidamente e o corpo de prova está pronto para ser
submetido ao ensaio de compressão axial na prensa hidráulica, onde, finalmente,
é determinada a RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO do concreto na idade
estabelecida.
No capeamento com enxofre o funcionário está exposto a riscos físicos: poeira
e fumaça e a riscos de acidentes: faíscas nos olhos e queimaduras no corpo. A
utilização dos equipamentos de proteção individuais é obrigatório, além do
treinamento adequado.
Finalmente, no último item da NBR 7538, encontra-se a seguinte determinação:
“9.4.2.5 Outros processos podem ser adotados, desde que estes sejam
submetidos à avaliação prévia por comparação estatística, com resultados
obtidos de corpos-de-prova capeados por processo tradicional, e os resultados
obtidos apresentem-se compatíveis.”
Como exemplo a este outro processo, podemos citar um procedimento que está sendo muito
utilizado no Brasil, e que, no entanto, não consta nas Normas Brasileiras vigentes, e que é o uso
de discos de policloroprene – neoprene confinado em pratos metálicos.
Este método está regulamentado na norma norte-americana ASTM C 1231 / C 1231M de forma
clara e precisa. As normas de outros países adotaram também este método, sendo, portanto,
aceito e utilizado amplamente em diversos países de forma efetiva. Como exemplo citamos a
norma guatemalteca COGUANOR NTG – 41067, que toma como referência a norma norte-
americana.
Os parâmetros definidos nesta norma são:
Dureza Shore A do material.
Espessura do disco de neoprene.
Os valores destes itens dependem do FCk – Resistência à Compressão do corpo de prova que
será testado, na faixa de 10 MPa até 80 MPa, não sendo permitido fora destes limites. Tampouco
está permitido o uso deste método em testemunhos de concreto, mas é esperado que em pouco
tempo já seja permitido e regulamentado para este caso.
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Foto 4: Corpo de Prova preparado para o ensaio com o disco de neoprene confinado em prato metálico (foto
do autor).
O disco de neoprene deve ficar confinado dentro do prato metálico, com uma folga de, no
máximo, 2% do diâmetro. No caso dos discos de 100 mm, esta folga é de 2 mm.
Figura 1: Requisitos para uso de pastilhas de neoprene, segundo a COGUANOR NTG - 41067
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Figura 2: Requisitos para uso de pastilhas de neoprene, segundo a COGUANOR NTG - 41067
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Figura 3: Requisitos para uso de pastilhas de neoprene, segundo a ASTM C 1231 / C 1231 M
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Foto 5: Corpo de Prova ensaiado com o disco de neoprene confinado em prato metálico (foto do autor).
Diversos autores brasileiros já apresentaram trabalhos de comparação entre os diversos métodos
e materiais para este ensaio, entre eles podemos citar a Barbosa et Al. no artigo apresentado no
congresso da IBRACON – Instituto Brasileiro do Concreto, em 2009 e Dultra et Al no
congresso da IBRACON em 2014.
Depois de tudo o que foi explanado até este ponto, é justamente sobre este item que trata este
trabalho, quando finalmente poderemos basear o nosso estudo na procura de um método
confiável, eficaz, econômico, sem a perda da qualidade, com segurança para o operador, e,
fundamentalmente, seguindo as orientações técnicas das normas em vigor.
2. Materiais e Métodos
Este estudo teve como objetivo bem definido estabelecer as diferenças estatísticas dos
resultados dos ensaios, utilizando o disco de neoprene confinado dos corpos de prova
submetidos ao ensaio de compressão axial com as faces superiores retificados e sem retificar.
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As faces inferiores dos corpos de prova não foram retificadas levando-se em conta que estas
faces ficam em contato com a superfície metálica da forma cilíndrica, o que lhes confere a
suficiente planicidade.
Os corpos de prova foram moldados em uma obra residencial em Cuiabá, Mato Grosso, onde a
empresa ESTRUTEC ENGENHARIA LTDA. fez o acompanhamento em todas as etapas da
concretagem.
Trata-se de um empreendimento residencial multifamiliar, com duas torres de 25 pavimentos
tipo, casa de máquinas e reservatórios em cada torre, com toda a estrutura de convivência dos
moradores, incluindo um lago artificial com superfície de 2 hectares.
Para este estudo foi escolhido o concreto com FCk = 35 MPa, que foi o mais utilizado na obra
na etapa da superestrutura, em vigas, lajes e pilares, sendo, portanto, o tipo de concreto com
maior importância dentro de todo o projeto, com aproximadamente 3.000 m3 de material
lançado por meio de bombas até os pontos de utilização.
Os corpos de prova foram moldados pelo mesmo laboratorista, visando evitar qualquer variação
durante este procedimento, de acordo com as recomendações da NBR 5738.
Foram moldadas cinco amostras de dez corpos de prova cada, com o mesmo FCk, em dias
diferentes, mas provenientes da mesma Concreteira, totalizando uma amostragem de cinquenta
corpos de prova, o que achamos suficiente para definir o padrão que era preciso obter
especificamente para este estudo.
Em cada amostra, cinco corpos de prova foram submetidos ao desbaste na face superior e
levados ao ensaio de compressão, e cinco foram ensaiados sem o desbaste.
Para o ensaio à compressão (NBR 5739), foi utilizada uma prensa eletro-hidráulica da marca
SOLOTEST, com leitor digital em Toneladas Força, com duas casas decimais.
Em todos os casos foram utilizados discos de neoprene de 10 mm de espessura, confinados em
pratos metálicos, em ambas faces dos corpos de prova.
Todos os corpos de prova foram ensaiados com 28 dias de idade.
Os resultados foram comparados dentro do mesmo caminhão betoneira, sabendo que cada
caminhão apresenta valores diferentes, dependendo de diversos fatores individuais, como
quantidade de água, umidade dos agregados, tempo de preparo, tempo de lançamento, etc.
Salientamos que todos os corpos de prova, exceto um, com 34,25 MPa, da primeira amostra,
ultrapassaram o valor do FCk = 35 MPa, chegando ao valor máximo de 53,86 MPa, na quinta
amostra, aos 28 dias de idade.
Os resultados apresentam-se a seguir.
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AMOSTRA 1
FCj
(MPa) Média Maior
Diferença
MPa %
Média % Maior
35,01
36,16 37,82
-0,81 -2,2% -2,9%
35,65
36,03
36,29
37,82
34,25
36,97 38,96
36,92
37,18
37,56
38,96
AMOSTRA 2
FCj
(MPa) Média Maior
Diferença
Mpa % Média % Maior
36,80
39,93 41,63
-2,29 -5,4% -5,2%
39,47
40,49
41,25
41,63
38,45
42,22 43,93
42,02
43,29
43,42
43,93
1 2 3 4 5
Sem Facear 35,01 35,65 36,03 36,29 37,82
Faceados 34,25 36,92 37,18 37,56 38,96
31,00
32,00
33,00
34,00
35,00
36,00
37,00
38,00
39,00
40,00
MP
aCorpos de Prova
AMOSTRA 1
1 2 3 4 5
Sem Facear 36,80 39,47 40,49 41,25 41,63
Faceados 38,45 42,02 43,29 43,42 43,93
32,00
34,00
36,00
38,00
40,00
42,00
44,00
46,00
MP
a
Corpos de Prova
AMOSTRA 2
FACEADOS
FACEADOS
SEM FACEAR
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AMOSTRA 3
FCj
(MPa) Média Maior
Diferença
Mpa % Média % Maior
41,38
42,50 43,42
-2,42 -5,4% -7,6%
41,89
42,65
43,16
43,42
41,25
44,92 46,98
43,80
45,71
46,86
46,98
AMOSTRA 4
FCj (MPa)
Média Maior
Diferença
Mpa % Média % Maior
41,13
45,89 48,13
-0,26 -0,6% -1,0%
45,20
47,11
47,87
48,13
44,31
46,14 48,64
45,33
45,58
46,86
48,64
1 2 3 4 5
Sem Facear 41,38 41,89 42,65 43,16 43,42
Faceados 41,25 43,80 45,71 46,86 46,98
38,00
40,00
42,00
44,00
46,00
48,00
MP
aCorpos de Prova
AMOSTRA 3
1 2 3 4 5
Sem Facear 41,13 45,20 47,11 47,87 48,13
Faceados 44,31 45,33 45,58 46,86 48,64
36,00
38,00
40,00
42,00
44,00
46,00
48,00
50,00
MP
a
Corpos de Prova
AMOSTRA 4
FACEADOS
FACEADOS
SEM FACEAR
SEM FACEAR
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AMOSTRA 5
FCj
(MPa) Média Maior
Diferença
Mpa % Média % Maior
46,35
48,79 53,86
0,00 0,0% 5,2%
46,98
47,49
49,27
53,86
47,49
48,79 51,18
47,62
48,26
49,40
51,18
3. Análise dos Resultados
Analisando os resultados obtidos na comparação entre os dois tipos de procedimento em cinco
amostras com dez corpos de prova cada, ficou demostrado que os corpos de prova desbastados
em uma face apresentam valores ligeiramente maiores que os outros corpos de prova, sem
desbaste das faces, na ordem de 2,2% na média, chegado ao máximo de 5,4% e ao mínimo de
0%, nos valores médios de cada conjunto.
Desta forma, o uso do desbaste torna-se desnecessário, além de acarretar riscos de acidentes de
trabalho, aumento de tempo e custos em todo o processo, sem acrescentar maiores benefícios
aos resultados, que justifiquem o seu uso no procedimento padrão de um laboratório de controle
tecnológico de concreto.
4. Conclusão
Este estudo serviu para demostrar estatisticamente que a diferença entre os resultados obtidos
com o desbaste da face e posterior ensaio com o disco de neoprene confinado apresenta valores
um pouco maiores sobre os resultados obtidos com corpos de prova não desbastados e ensaiados
com o mesmo processo.
Assim, sendo esta margem tão pequena, não justifica o uso diário e contínuo do método do
desbaste com o disco de neoprene, já que sem o desbaste, o ensaio apresenta resultados
coerentes e confiáveis e elimina riscos de acidentes de trabalho ao operador. Outro item muito
importante é a redução do custo, já que não é necessária a dedicação exclusiva de uma pessoa
para a execução do desbaste, além do tempo, energia e água economizados ao eliminar esta
etapa, que se torna desnecessária. O desbaste se mostra útil e indispensável quando a face do
corpo de prova apresenta superfície irregular ou desnivelado, o que distorce e motiva o descarte
dos resultados obtidos nos ensaios.
1 2 3 4 5
Sem Facear 46,35 46,98 47,49 49,27 53,86
Faceados 47,49 47,62 48,26 49,40 51,18
42,00
44,00
46,00
48,00
50,00
52,00
54,00
56,00
MP
aCorpos de Prova
AMOSTRA 5
FACEADOS
SEM FACEAR
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5. Referências
ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR-5738/2003 –
Moldagem e cura de corpos de prova – Rio de Janeiro, 2003.
ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR-5739/2007 –
Ensaio de Compressão de Corpos-de-Prova Cilíndricos – Rio de Janeiro, 2007.
ASTM – AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS – ASTM C 1231 / C
1231 M - Standard Practice for Use of Unbonded Caps in Determination of Compressive
Strength of Hardened Concrete Cylinders – Estados Unidos da América – 2000.
BARBOSA, F. R.; MOTA, J. M. F.; SILVA, A. J. C.; OLIVEIRA, R. A. – Análise da
influência do capeamento de corpos-de-prova cilíndricos na resistência à compressão do
concreto. 51º Congresso Brasileiro do Concreto – IBRACON – Curitiba, Paraná, 2009.
COGUANOR – COMISIÓN GUATEMALTECA DE NORMAS – NTG 41067 - Práctica
para el uso de tapas no adheridas en la determinación de la resistencia a la compresión de
cilindros de concreto endurecido - Guatemala
DULTRA , E. J. V.; CABALA, G. V .E.; CARVALHO, L. O. – Estudo comparativo entre o
capeamento com enxofre e a utilização de almofadas em neoprene no ensaio de resistência
à compressão de concreto estrutural, Anais do 56º Congresso Brasileiro do Concreto -
cbc2014 – 56cbc – IBRACON – Natal, Rio Grande do Norte, 2014.