AULA 03 - CONCRETO ARMADO FCK

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ESTRUTURA DE CONCRETO
Aula 03: O concreto armado
Profª Ana Laryssa
ana.saboia@estacio.br
OBJETIVOS
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RESISTÊNCIA DO 
CONCRETO À 
COMPRESSÃO.
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PRÓXIMOS 
PASSOS
AGRESSIVIDADE DO 
AMBIENTE E COBRIMENTO 
DAS ARMADURAS
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O material concreto e seus componentes
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O concreto é uma tentativa de fazer uma pedra artificial com a vantagem
enorme de ter a forma, resistência e dimensões que se queira. Usa-se
para produzir o concreto a mistura de:
• pedra, usualmente de dois tamanhos, de maneira que a pedra de menor
diâmetro ocupe o espaço da pedra de maior tamanho, gerando uma
mistura bem densa (poucos vazios);
• areia, que ocupará os espaços entre as pedras;
• cimento, que é um material industrial pulverulento, que, depois de
molhado, começa a ganhar resistência e age como cola;
O material concreto e seus componentes
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Usa-se para produzir o concreto a mistura de:
• água, que hidratará o cimento, transformando-o em uma
cola, e a água dá plasticidade à mistura;
• fôrmas, que darão forma e dimensões à mistura ainda plástica
e que serão removidas depois. Normalmente, as fôrmas são de
madeira ou aço;
• escoramento, que dá estabilidade às fôrmas, enquanto essas
protegerem o concreto, ainda plástico.
O material concreto e seus componentes
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Usa-se para produzir o concreto a mistura de:
• Desmoldante: trata-se de uma solução que conserva o estado do
material utilizado para moldar o concreto – seja ele metálico ou de
madeira, e ainda facilita a desforma.
• O desmoldante é utilizado para impedir que restos de concreto fiquem
colados na forma. Isso é possível porque o desmoldante, aplicado no
estado líquido, cria uma camada fina e oleosa, impedindo o contato
entre os materiais. Por consequência, permite maior reaproveitamento
do molde em uma construção.
O material concreto e seus componentes
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Preparação do concreto :
• Depois de lançado o concreto nas fôrmas, ele ainda ficará plástico
por minutos. Depois de algumas horas, ele ganhará uma resistência
que irá aumentando com o passar dos dias.
O material concreto e seus componentes
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Preparação do concreto :
• Tão logo o concreto seja lançado nas fôrmas,
devemos fazer sua acomodação, usando
vibradores mecânicos ou até manuais.
É para expulsar o ar que ficou preso e que, se não
for expulso, com o tempo gerará vazios, que
diminuirão significativamente a resistência à
compressão do concreto.
O material concreto e seus componentes
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Preparação do concreto :
• Depois de horas de lançamento do concreto nas
fôrmas e quando ele ganhou alguma resistência,
devemos manter sua superfície exposta bastante
úmida, operação essa chamada de cura.
• A cura prolongada do concreto melhora bastante
a resistência do concreto à compressão, que é
sempre o grande parâmetro de análise da
qualidade do concreto. Devemos fazer cura pelo
menos por sete dias.
O material concreto e seus componentes
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O material concreto e seus componentes
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O material concreto e seus componentes
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O material concreto e seus componentes
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O material concreto e seus componentes
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O material concreto e seus componentes
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O material concreto e seus componentes
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Uma das mais importantes características do concreto é sua resistência à
compressão. Normalmente o concreto costuma ter as seguintes resistências
à compressão (classes (fck) do concreto):
• 100 kgf/cm2 (10 MPa) muito usada no passado;
• 150 kgf/cm2 (15 MPa) mínima resistência aceitável para um concreto
estrutural, e hoje só pode ser usada em obras provisórias;
• 200 kgf/cm2 (20 MPa) resistência mínima estrutural do concreto a partir
da nova norma de concreto NBR 6118;
• 500 kgf/cm2 (50 Mpa) concretos especiais chamados de CAD, concreto de
alto desempenho ou mais.
O material concreto e seus componentes
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A melhor prova de que o concreto é uma pedra artificial, de fraca
resistência, se comparada com as pedras mais comumente
encontradas, é que estas têm resistência à compressão variando de
800 kgf/cm2 a mais de 2.000 kgf/cm2.
O material concreto e seus componentes
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Recomendam-se os seguintes cuidados mínimos na
produção do concreto:
• produzido o concreto, este deve até em uma hora ser
colocado nas fôrmas;
• No caso de concreto usina, o tempo para o início da
concretagem deve seguir as prescrições da NBR
7212:2012 – Execução de concreto dosado em central –
Procedimento.
O material concreto e seus componentes
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Recomendam-se os seguintes cuidados mínimos na produção do concreto:
• Um caminhão betoneira precisa, independentemente das condições de
tráfego e da distância entre a central e o local da obra que contratou o
serviço, entregar o material que carrega no tempo máximo de 150
minutos. São 90 minutos para o transporte até a obra 30 minutos para o
inicio da descarga do concreto e mais 30 minutos para aplicar (lançar e
adensar) o concreto.
• Alternativa: modificar o concreto com aditivos, para que ele permaneça
com a trabalhabilidade adequada e tenha retardado o tempo de início de
pega.
O material concreto e seus componentes
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Recomendam-se os seguintes cuidados mínimos na
produção do concreto:
• retirada de fôrmas das faces laterais, só depois de 3
dias do lançamento do concreto nas fôrmas;
• retirada de fôrmas de faces inferiores e tomando
cuidado com os apoios (pontaletes), só depois de 14
dias;
O material concreto e seus componentes
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Recomendam-se os seguintes cuidados mínimos na produção do concreto:
• retirada total de fôrmas e de proteção dos apoios (retirada de apoios), só
depois de 21 dias;
• fazer vibração para expulsar o ar retido;
• fazer cura por, no mínimo, 7 dias.
Com 28 dias se analisam os resultados da resistência do concreto à
compressão pelos resultados das análises dos corpos de prova que foram
para laboratório para serem rompidos em prensa.
Resistência do concreto à compressão
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Cada resistência do concreto exige uma determinada mistura dos
componentes e depende das características dos componentes. Para se
alcançar a resistência desejada há que se descobrir a mistura (dosagem)
correta.
Uma dosagem muito usada é a relação volumétrica:
C : A : P, ou seja, 1 : 2 : 2,5
, ou seja, para um volume de cimento misturam-se dois volumes de areia
e dois e meio volumes de pedra. Há vários tipos de cimento no mercado e
o mais comum é o CP 32. Outros podem ser usados.
Resistência do concreto à compressão
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Resistência
• O cálculo estrutural relativo ao concreto armado é feito de acordo com as
características arquitetônicas da construção;
• Sob esta visão, quanto maior a necessidade por vãos, mais resistente deve
ser a estrutura;
• O mesmo deve ser observado caso haja a necessidade de suportar mais
carga;
• Para isto, deve haver uma atenção especial sobre a resistência do concreto.
• Como é possível ganhar resistência em estrutura de concreto armado?
Resistência do concreto à compressão
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Traço
• Em uma construção, a argamassa é utilizada em funções diferentes,
objetivando resistências distintas;
• Dentre estas, destacam-se o contrapiso, a argamassa do assentamento dos
revestimentos, as fundações e o reboco;
• Para cada elemento construtivo, deve ser realizada uma mistura diferente na
argamassa, especial para cada função;
• A fórmula para as diferentes misturas é denominada traço;
• Alguns exemplos de traços em volume podem ser vistos na tabela a seguir:
Resistência do concreto à compressão
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Resistência do concreto à compressão
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Resistência do concreto à compressão
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Resistência do concreto à compressão
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Exemplo de aplicação
a) 3 kg de cimento; 7,56 kg de areia; 8,94 kg de brita; 1,5 kg de água
b) 50 kg de cimento; 126 kg de areia; 149 kg de brita; 25 kg de água
c) 150 kg de cimento; 378 kg de areia; 447 kg de brita; 75 kg de água
d) 50 kg de cimento; 149 kg de areia; 126 kg de brita; 25 kg de água
e) 150 kg de cimento; 447 kg de areia; 378 kg de brita; 75 kg de água
Resistênciado concreto à compressão
• Em função da resistência característica do concreto à compressão (fck), a NBR 8953
(Concreto para fins estruturais) divide os concretos nas classes I e II.
• Os concretos são designados pela letra C seguida do valor da resistência
característica, expressa em MPa, como:
Os concretos com classe de resistência inferior a C20 não são estruturais.
Resistência do concreto à compressão
Efeito Rüsch e o Coeficiente de Segurança
• Segundo a NBR 6118, que trata sobre Projeto de Estruturas de Concreto, o Efeito
Rüsch é representado por um coeficiente de segurança equivalente a 0,85 que está
diretamente relacionado à redução da resistência do concreto devido ao efeito
nocivo das cargas de longa duração;
• O Efeito Rüsch depende diretamente da maturidade do concreto onde a carga de
longa duração é aplicada, sendo assim, quanto maior o tempo da cura do concreto,
maior será o coeficiente e, consequentemente, maior a resistência deste material à
compressão;
• Sendo assim, para que haja segurança no projeto e cálculo da estrutura de concreto,
este coeficiente de segurança deve ser acrescido na concepção estrutural.
Resistência do concreto à compressão
Efeito Rüsch e o Coeficiente de Segurança
• A redução da resistência é contrariada pelo aumento de resistência
decorrente do envelhecimento.
• Devido a esses efeitos contrários, a resistência do concreto passa por um
mínimo, cujo valor depende da idade de aplicação da carga.
Resistência do concreto à compressão
FISSURAÇÃO NO CONCRETO ARMADO
• Segundo SILVA (2003), “A fissuração nos elementos estruturais de
concreto armado é causada pela baixa resistência à tração do concreto.
• Apesar de indesejável, o fenômeno da fissuração é natural (dentro de
certos limites) no concreto armado.
• O controle da fissuração é importante para a segurança estrutural em
serviço, condições de funcionalidade e estética (aparência), desempenho
(durabilidade, impermeabilidade, etc.).
Resistência do concreto à compressão
Tensão no Dimensionamento.
• Quando não há um dimensionamento correto, na concepção estrutural, há um
aumento das tensões principais (ou tensões máximas) devido ao carregamento
elevado;
• Sendo assim, no exato momento em que a tensão de tração supera a resistência do
concreto à tração, são encontradas as primeiras fissuras no trecho de flexão,
chamadas de “fissuras de flexão”;
• Essas fissuras incidem sobre as fibras mais tracionadas e são prolongadas em
direção à linha neutra na mesma proporção em que o carregamento é aumentado;
• As tensões no dimensionamento apenas são reduzidas quando há um correto
dimensionamento da resistência característica do concreto à compressão.
Resistência do concreto à compressão
Tensão no Dimensionamento.
• As fissuras e trincas de flexão em vigas são recorrentes nas estruturas de
concreto armado. Essas fissuras geralmente apresentam aberturas
bastante reduzidas e se desenvolvem geralmente no meio da viga,
conforme a figura abaixo.
Resistência do concreto à compressão
Tensão no Dimensionamento.
• As trincas de flexão são verticais no meio do vão
e apresentam aberturas maiores em direção à
face inferior da viga onde estão as fibras mais
tracionadas. Já nos apoios, as fissuras formam
um ângulo de 45º com a horizontal devido ao
esforço cortante.
• Em vigas mais altas, essa inclinação com a
horizontal tende a ser de 60º. A figura ao lado
ilustra bem a configuração desse tipo de trinca.
Resistência do concreto à compressão
Tensão no Dimensionamento.
• Eliminar completamente as fissuras seria antieconômico, pois teria-se que
aplicar tensões de tração muito baixas na peça e na armadura.
• Isso leva a que o concreto armado deve conviver com as fissuras, que não serão
eliminadas e sim diminuídas a valores de abertura aceitáveis (geralmente até
0,3 mm) em função do ambiente em que a peça estiver, e que não prejudiquem
a estética e a durabilidade.
• As fissuras surgem no concreto armado também devido à retração do concreto,
que pode ser significativamente diminuída por uma cura cuidadosa nos primeiros
dez dias de idade do concreto.
Resistência do concreto à compressão
FcK
• O concreto tem grande variabilidade na sua resistência à
compressão.
• Assim, criou-se o conceito de fck, que é uma medida
estatística da resistência à compressão do concreto.
• Preparado um lote de concreto, tiram-se dele amostras
(corpos de prova) que são moldadas em cilindros e deixadas à
sombra e depois em laboratório, durante 28 dias. Depois
disso, os corpos de prova são rompidos em prensa
(compressão) e anotados os resultados.
Resistência do concreto à compressão
FcK
Resistência do concreto à compressão
FcK
• Define-se como fck do lote do concreto o valor tal que no máximo cinco
por cento dos corpos de prova tenham valor inferior.
• Na prática, não se tiram centenas de corpos de prova, mas com apenas
alguns exemplares e baseado nessas regras estatísticas, é possível se ter o
valor do fck.
• Um alerta: o fck é sempre bem inferior à média aritmética dos resultados
do teste de compressão dos corpos de prova.
Resistência do concreto à compressão
Resistência do concreto à compressão
FcK
• A resistência característica do concreto à compressão, FcK, é um dos dados utilizados
no cálculo estrutural, onde sua unidade de medida é o MPa (Mega Pascal);
• Pascal é a pressão exercida por uma força de 1 Newton, distribuída uniformemente
sobre uma superfície plana de 1 metro quadrado de área, estando perpendicular à
direção da força;
• Sendo assim, 1 Mega Pascal equivale a 1 milhão de Pascal
• Assim, um FcK de 30 Mpa possui uma resistência à compressão de 3 kN/cm².
1 Pa = 1 N/m²
1 kPa = 1.000 N/m² = 1 kN/m² 
1 MPa = 1.000.000 N/m² = 1.000 kN/m² = 0,1 kN/cm²
1 Gpa = 1.000.000.000 N/m² = 1.000.000 kN/m² = 100 kN/cm²
Resistência do concreto à compressão
FcK
Vários fatores influenciam o fck de um lote de concreto, mas os mais
importantes são:
• teor de cimento por m3 do concreto;
• relação água-cimento da mistura.
O cimento é o componente mais caro do concreto e há sempre o interesse
econômico de usar o mínimo desse componente. O uso de água na mistura
auxilia a produção de um concreto mais plástico e mais trabalhável, e,
portanto, é muito tentador colocar muita água no concreto; mas isso tem um
enorme problema, pois reduz significativamente a sua resistência.
Resistência do concreto à compressão
FcK
Um adequado estudo da mistura produz:
• um concreto econômico
• um concreto razoavelmente plástico e adequado para ser colocado nas
fôrmas, evitando a ocorrência de bicheiras (vazios);
• um concreto resistente (alto fck).
Resistência do concreto à compressão
FcK
• Além de quantificar a resistência à compressão do concreto, o FcK também é
importante para cotar os preços do concreto junto ao mercado;
• O valor do metro cúbico de concreto varia conforme a resistência (FcK);
• Outra informação importante sobre as propriedades de um concreto é
conhecer a sua trabalhabilidade;
• Para a determinação da trabalhabilidade, um dos métodos mais utilizados é
o ensaio de abatimento do concreto, também conhecido como slump test;
Resistência do concreto à compressão
SLUMP TEST
• Neste ensaio, coloca-se uma massa de concreto em uma forma
cônica, em três camadas adensadas igualmente, com 25 golpes
para cada uma;
• Após o teste, o molde é retirado, havendo a comparação entre a
diferença da altura do molde e a altura da massa de concreto
depois de assentada.
Resistência do concreto à compressão
SLUMP TEST
Resistência do concreto à compressão
SLUMP TEST – ENSAIO DE ABATIMENTO
Resistência do concreto à compressão
SLUMP TEST – ENSAIO DE ABATIMENTO
Resistência do concreto à compressão
SLUMP TEST – ENSAIO DE ABATIMENTO
Resistência do concreto à compressão
SLUMP TEST – ENSAIO DE ABATIMENTO
Resistência do concreto à compressão
SLUMP TEST – ENSAIO DE ABATIMENTO
Resistência do concreto à compressão
SLUMPTEST – ENSAIO DE ABATIMENTO
Resistência do concreto à compressão
SLUMP TEST – ENSAIO DE ABATIMENTO
Resistência do concreto à compressão
Uso adequado do material
• Com a evolução dos testes e da metodologia dos cálculos, o concreto
evoluiu bastante nos últimos anos;
• Antes as construções eram dimensionadas a receber um concreto
com FcK equivalente a aproximadamente 18 Mpa, mas hoje, já é
possível alcançar resistências superiores a 100 Mpa;
• Com isto, torna-se mais fácil alcançar vãos cada vez maiores e prédios
ainda maiores.
Resistência do concreto à compressão
• Quando não são construídos com
pilares e vigas em aço, os arranha-
céus precisam ser erguidos com
concreto de alto rendimento que
suporte grandes cargas e permitam
grandes vãos.
Centro de Frankfurt (Alemanha)
Fonte: Roberto Lucas Junior (2012)
Resistência do concreto à compressão
• O subsolo do Louvre (Museu - Paris),
construído com lajes de concreto,
possui uma alta resistência para
garantir os grandes vãos, sem
pilares.
Subsolo do Louvre
Fonte: Roberto Lucas Junior (2012)
QUALIDADE DA ESTRUTURA DE CONCRETO
As estruturas de concreto, delineadas pelo projeto estrutural, devem
obrigatoriamente apresentar qualidade no que se refere aos três quesitos
seguintes:
a) Capacidade Resistente: significa que a estrutura deve ter a
capacidade de suportar as ações previstas que ocorrerem na
construção, com conveniente margem de segurança contra a ruína ou
a ruptura;
QUALIDADE DA ESTRUTURA DE CONCRETO
b) Desempenho em Serviço: consiste na capacidade da estrutura
manter-se em condições plenas de utilização durante toda a sua vida útil,
não devendo apresentar danos que comprometam em parte ou
totalmente o uso para o qual foi projetada;
c) Durabilidade: consiste na capacidade da estrutura resistir às
influências ambientais previstas e definidas entre o engenheiro estrutural
e o contratante.
QUALIDADE DA ESTRUTURA DE CONCRETO
AGRESSIVIDADE DO AMBIENTE
• A agressividade do meio ambiente está relacionada às ações físicas e
químicas que atuam sobre as estruturas de concreto, independentemente
das ações mecânicas, das variações volumétricas de origem térmica, da
retração hidráulica e outras previstas no dimensionamento das estruturas
de concreto.
• Nos projetos das estruturas correntes, a agressividade ambiental deve ser
classificada de acordo com o apresentado na Tabela a seguir e pode ser
avaliada, simplificadamente, segundo as condições de exposição da
estrutura ou de suas partes.
QUALIDADE DA ESTRUTURA DE CONCRETO
AGRESSIVIDADE DO
AMBIENTE
Tabela 6.1
QUALIDADE DA ESTRUTURA DE CONCRETO
QUALIDADE DO CONCRETO DE COBRIMENTO
• Segundo a NBR 6118/03, a “durabilidade das estruturas é altamente
dependente das características do concreto e da espessura e qualidade do
concreto do cobrimento da armadura.”
• Na falta de ensaios comprobatórios de desempenho da durabilidade da
estrutura frente ao tipo e nível de agressividade previsto em projeto, e
devido à existência de uma forte correspondência entre a relação
água/cimento, a resistência à compressão do concreto e sua durabilidade,
permite-se adotar os requisitos mínimos expressos na Tabela:
QUALIDADE DA ESTRUTURA DE CONCRETO
QUALIDADE DO CONCRETO DE COBRIMENTO
QUALIDADE DA ESTRUTURA DE CONCRETO
ESPESSURA DO COBRIMENTO DA ARMADURA
Define-se como cobrimento de armadura (item 7.4 da
NBR 6118/03) a espessura da camada de concreto
responsável pela proteção da armadura ao longo da
estrutura.
Essa camada inicia-se a partir da face externa das barras
da armadura transversal (estribos) ou da armadura mais
externa e se estende até a face externa da estrutura em
contato com o meio ambiente.
QUALIDADE DA ESTRUTURA DE CONCRETO
ESPESSURA DO COBRIMENTO DA ARMADURA
Para garantir o cobrimento mínimo (cmín) o projeto e a execução devem
considerar o cobrimento nominal (cnom), que é o cobrimento mínimo
acrescido da tolerância de execução (∆c).
Nas obras correntes o valor de ∆c deve ser maior ou igual a 10 mm. Esse valor pode ser
reduzido para 5 mm quando houver um adequado controle de qualidade e rígidos limites
de tolerância da variabilidade das medidas durante a execução das estruturas de
concreto.
QUALIDADE DA ESTRUTURA DE CONCRETO
ESPESSURA DO COBRIMENTO DA ARMADURA
Para determinar a espessura do cobrimento é necessário antes definir a
classe de agressividade ambiental a qual a estrutura está inserida.
QUALIDADE DA ESTRUTURA DE CONCRETO
ESPESSURA DO COBRIMENTO DA ARMADURA
A Tabela 7.2 da NBR 6118 mostra os valores para o cobrimento
nominal de lajes, vigas e pilares, para a tolerância de execução (∆c)
de 10 mm, em função da classe de agressividade ambiental, conforme
mostrada na Tabela 6.1.
QUALIDADE DA ESTRUTURA DE CONCRETO
ESPESSURA DO COBRIMENTO DA ARMADURA
Tabela 7.2
QUALIDADE DA ESTRUTURA DE CONCRETO
COBRIMENTO DA ARMADURA - ESPASSADORES
Exercícios
• Como é possível ganhar resistência em estrutura de concreto armado?
• Estruturas de concreto simples resistem a qualquer tipo de esforço? E estruturas em concreto 
armado?
• O que é o “traço” de concreto?
• Na elaboração de um traço, é feita uma mistura objetivando encontrar determinados 
resultados, tanto relacionados a trabalhabilidade, como relacionado a resistência. Que 
resistência é essa?
• Como transformamos um traço em volume em um traço em massa?
• O que é o efeito Rüsch? Como ele é representado na resistência do concreto?
• Qual a relação entre o efeito Rüsch e o tempo de cura do concreto?
• O que são fissuras de flexão? E por que elas podem ocorrer mesmo em elementos estruturais 
que foram pensados para estarem sujeitos somente a compressão?
Exercícios
• O que é Fck? Por que ele é importante?
• O que é MPa?
• Quantos MPa tem 50 kN/cm²?
• Um Fck de 500 Mpa possui uma resistência à compressão de quantos kN/cm²?
• Por que valor do metro cúbico de concreto varia conforme a resistência (FcK)?
• O que é a trabalhabilidade do concreto? Como podemos medir essa propriedade em campo?
• Explique como é realizado um slump test.
• Qual a resistência média a compressão utilizada atualmente em estruturas de concretos
armado? Até que resistência é possível se chegar hoje em dia? Esse valor de resistência para
elementos estruturais foi aumentando ou diminuindo com o tempo? Explique.
• O que é um concreto de alto desempenho (ou concreto de alto rendimento)? Aonde essa
solução deve ser aplicada?
Saiba mais
• Documentário: Obras Incríveis - Dubai Palácio dos 
Sonhos (Burj Al Arab)
Disponível em: 
<https://www.youtube.com/watch?v=tuQiJukuv8o>. 
Acesso em 05 jun. 2018.
https://www.youtube.com/watch?v=tuQiJukuv8o
Obrigada pela atenção!