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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO André Luis Abitante Ederval de Souza Lisboa Gustavo Alves G. de Melo Catalogação na publicação: Poliana Sanchez de Araujo – CRB 10/2094 L769m Lisboa, Ederval de Souza. Materiais de construção : concreto e argamassa [recurso eletrônico] / Ederval de Souza Lisboa, Edir dos Santos Alves, Gustavo Henrique Alves Gomes de Melo. – 2. ed. – Porto Alegre : SAGAH, 2017. Editado como livro impresso em 2017. ISBN 978-85-9502-013-9 1. Materiais de construção. 2. Concreto. 3. Argamassa. Engenharia. I. Alves, Edir dos Santos. II. Melo, Gustavo Henrique Alves Gomes de. III. Título. CDU 691.3:62 Outras propriedades do concreto Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: � Explicar o que é fluência. � Identificar os principais tipos de resistências do concreto. � Conhecer um dos modos de ruptura do concreto. Introdução Neste texto, você vai conhecer as propriedades do concreto que vão além da resistência à tração e compressão. O concreto apresenta alguns comportamentos bem peculiares, que modificam bastante a aplicação do material. É importante ressaltar que o entendimento dessas propriedades permite o emprego consciente do concreto como material, principalmente estrutural. Propriedades do concreto As principais propriedades mecânicas do concreto são: resistência à com- pressão, resistência à tração e módulo de elasticidade. Geralmente, os ensaios são realizados para controle da qualidade e atendimento às especificações. Resistência à compressão A resistência à compressão simples, denominada fc, é a característica mecânica mais importante. Para estimá-la em um lote de concreto, são moldados e pre- parados corpos de prova para ensaio segundo a ABNT NBR 5738 (Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2015) – Moldagem e cura de corpos-de-prova cilíndricos ou prismáticos de concreto, os quais são ensaiados segundo a NBR 5739 (Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2007) – Concreto – Ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos. Figura 1. Resistência à tração Existem três tipos de ensaio à tração: � Tração direta ou axial Consiste na aplicação de carga de tração uniaxial crescente em um corpo de prova especifico até a ruptura. Figura 2. Outras propriedades do concreto 207 � Tração na compressão diametral Para a sua realização, um corpo de prova cilíndrico de 15 x 30 cm é co- locado com o eixo horizontal entre os pratos da prensa, sendo aplicada uma força até a sua ruptura por tração indireta (ruptura por fendilhamento). Figura 3. � Tração na flexão Para a realização deste ensaio, um corpo de prova de seção prismática é submetido à flexão, com carregamentos em duas seções simétricas, até a rup- tura (Figura 4). O ensaio também é conhecido por “carregamento nos terços”, pois as seções carregadas se encontram nos terços do vão. Figura 4. Materiais de construção: concreto e argamassa208 Estrutura interna do concreto Na preparação do concreto, a partir da mistura dos agregados graúdos e miúdos com cimento e água, inicia-se a reação química do cimento com a água, resul- tando em gel de cimento, que constitui a massa coesiva de cimento hidratado. A reação química de hidratação do cimento ocorre com redução de volume, dando origem a poros, cujo volume é da ordem de 28% do volume total do gel. Durante o amassamento do concreto, o gel envolve os agregados e endu- rece com o tempo, formando cristais. Ao endurecer, o gel liga os agregados, produzindo um material resistente e monolítico – o concreto. Figura 5. Tipos de deformações A qualidade do concreto dependerá primeiramente da qualidade dos mate- riais componentes, e é fundamental que seja feita uma correta e cuidadosa seleção desses materiais para que seja obtida uma uniformidade do concreto, pois suas deformações dependem essencialmente de sua estrutura interna. Retração Retração é a redução de volume que ocorre no concreto, mesmo na ausência de tensões mecânicas e de variações de temperatura. As causas da retração são: � Retração química: contração da água não evaporável, durante o endureci- mento do concreto. Outras propriedades do concreto 209 � Retração capilar: ocorre por evaporação parcial da água capilar e perda da água adsorvida. A tensão superficial e o fluxo de água nos capilares provocam retração. � Retração por carbonatação: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O (ocorre com diminuição de volume). Figura 6. Expansão Expansão é o aumento de volume do concreto, que ocorre em peças sub- mersas. Inicialmente, nessas peças, há retração química. Porém, o fluxo de água é de fora para dentro. As decorrentes tensões capilares anulam a retração química e, em seguida, provocam a expansão da peça. Figura 7. Materiais de construção: concreto e argamassa210 Deformação imediata A deformação imediata ocorre devido ao carregamento. Corresponde ao com- portamento do concreto como sólido verdadeiro, e é causada por uma acomo- dação dos cristais que formam o material. Figura 8. Fluência Fluência é uma deformação diferida, causada por uma força aplicada. Corres- ponde a um acréscimo de deformação ao longo do tempo, se a carga perma- necer. Ao ser aplicada uma força no concreto, ocorre deformação imediata, com uma acomodação dos cristais. Essa acomodação diminui o diâmetro dos capilares e aumenta a pressão na água capilar, favorecendo o fluxo em di- reção à superfície. Tanto a diminuição do diâmetro dos capilares quanto o acréscimo do fluxo aumentam a tensão superficial nos capilares, provocando a fluência. No caso de muitas estruturas reais, a fluência e a retração ocorrem ao mesmo tempo, e, do ponto de vista prático, é conveniente o tratamento con- junto das duas deformações. Outras propriedades do concreto 211 Figura 9. Figura 10. Deformações térmicas Representa a velocidade na qual a temperatura varia no interior de uma massa, sendo, portanto, um índice da facilidade com a qual o concreto pode sofrer variações de temperatura. A difusividade térmica é a propriedade que expressa a capacidade de difusão de calor em todas as direções e indica a faci- lidade com que o concreto tolera variações de temperatura. Caso as variações de temperatura não forem controladas, essas deformações podem ocorrer de acordo com a região geográfica na qual o concreto está sendo lançado, e se ele não for devidamente curado após o seu lançamento. Materiais de construção: concreto e argamassa212 Figura 11. Os principais fatores que influenciam as propriedades do concreto são: � Tipo e quantidade de cimento � Qualidade da água e relação água-cimento � Tipos de agregados, granulometria e relação agregado-cimento � Presença de aditivos e adições � Procedimento e duração da mistura � Condições e duração de transporte e de lançamento � Condições de adensamento e de cura � Forma e dimensões dos corpos de prova � Tipo e duração do carregamento � Idade do concreto, umidade, temperatura, etc. Outras propriedades do concreto 213 1. A fadiga no concreto: a) Não pode ser descartada para cargas de curta duração. b) Não acontece a longo prazo. c) Não leva à ruptura do material. d) Não pode ser chamada de fluência. e) Não ocorre com cargas cíclicas. 2. Qual dos ensaios abaixo NÃO pode ser utilizado para ensaiar a resistência à abrasão: a) Disco giratório. b) Esferas de aço. c) Coroa de desbaste. d) Ensaio de jateamento. e) Cone de Abrams. 3. A elasticidade: a) Relaciona tensão/resistência. b) É aproximadamente não elástica para o primeiro carregamento. c) Não se relaciona com carrega- mentos de longa duração. d) Pode apresentar informações sobre a deformação permanente. e) Não tem relação com o módulo de Young. 4. O módulo de elasticidade do con- creto: a) Diminui com o aumento da resistência. b) Diminui com a umidade. c) É maior no agregado que na pasta. d) Não varia de acordo com o vo- lume de agregados. e) Pode ser estudado apenas em condições estáticas. 5.A fluência do concreto: a) Diminui as deflexões nos ele- mentos. b) Pode causar sérios problemas. c) Não causa problemas em pilares esbeltos. d) Não apresenta efeito benéfico algum. e) É desprezível no concreto pro- tendido. Materiais de construção: concreto e argamassa214