Aço e Concretagem

Prévia do material em texto

Aço e Concretagem
Construção de Civil I
Prof: Ana Cristina 
Aço para Concreto Armado
O  aço  é  uma  liga  metálica  de  ferro  e  carbono,  com   um percentual de 0,03% a 2,00% de participação do carbono, que lhe confere maior ductilidade, permitindo que não se quebre quando é dobrado para a execução das armaduras. 
Os fios e barras de aço utilizados nas estruturas de concreto são classificados em categorias, conforme o valor característico da resistência de escoamento (fyk). Nesta classificação, a unidade de medida está em kgf/mm², sendo os aços classificados como: CA 25; CA 40; CA 50 ou CA 60.
No caso do CA 50, por exemplo, sua resistência (fyk) é equivalente a 500 MPa.
Aço para Concreto Armado
Os aços podem também ser divididos conforme o processo de fabricação, ou seja:
Aços Tipo A
  Fabricados pelo processo de laminação a quente sem posterior deformação a frio, ou por laminação a quente com encruamento a frio.
Apresentam em seu gráfico de tensão x deformação um patamar de escoamento.
São fabricados com bitolas (diâmetros) iguais ou maiores do que 5mm.
  São denominados barras de aço. 
Aço para Concreto Armado
Aços Tipo B
Fabricados pelo processo de laminação a quente com posterior deformação a frio (trefilação, estiramento ou processo equivalente).
Não apresentam em seu gráfico tensão x deformação um patamar de escoamento.
São fabricados com bitolas de 5,0mm; 6,3mm; 8,0mm; 10,0mm e 12,5mm.
 São denominados fios de aço.
Outras informações básicas:
As barras de bitola igual ou superior a 10 mm deverão apresentar marcas de laminação, identificando o produto e a categoria do material. 
As de bitola inferior a 10 mm e os fios serão identificados por cores, (pintura do topo).
Para projeto, devem ser usados os diâmetros e seções transversais nominais indicadas na NBR 7480 (Barras e fios de aço destinados à armadura para concreto armado).
Outras informações básicas:
O módulo de elasticidade do aço pode ser admitido como sendo 210 GPa, na falta de valores fornecidos pelo fabricante, ou de ensaios específicos. 
Pode-se assumir o valor de 7850 kg/m³, para a massa específica do aço de armadura passiva. 
Mais informações podem ser encontradas na página sobre concreto armado e nas normas NBR 7480 e NBR 6118 da ABNT.
GENERALIDADES SOBRE A ARMAÇÃO
Para armar corretamente, é necessário Ter uma ideia clara do desenvolvimento dos esforços no interior das estruturas, mas é preciso também examinar detalhadamente os aspectos práticos do processo construtivo. Só se consegue solucionar bem os problemas de armaduras complicadas com trabalho exaustivo, até o detalhe, e amor pela atividade de projetar. O engenheiro deve conscientizar-se de que o “grau de importância da arte de armar” é o mesmo que o de suas demais tarefas, no quadro de atividades de uma obra.
Objetivos da Armação
A armadura do concreto com barras de aço, malhas de aço, telas ou malhas de arame tem por finalidades vários objetivos, dentro eles podemos citar:
Absorver os esforços de tração em peças estruturais solicitadas à flexão e à tração. As armaduras, portanto têm por função contribuir para a capacidade resistente ou para a estabilidade da estrutura;
Objetivos da Armação
Reduzir as fissuras do concreto ou permanece-lás na ordem de grandeza de capilares. Valores máximos para aberturas de fissuras: em ambientes seco 0,3mm e em ambiente úmido 0,2mm;
Limitar a abertura das fissuras devido a estados de tensão produzidos por efeitos de coação, tais como o impedimento à deformação, no caso de variação de temperatura, de retração de estruturas hiperestáticas, etc;
Objetivos da Armação
Aumentar a capacidade resistente do concreto à compressão ( por exemplo, no caso de pilares) ou a segurança de peças comprimidas esbeltas contra a flambagem, evitando ainda o aparecimento de grandes fissuras ou o colapso devido à ação simultânea de momentos fletores;
Evitar que o cobrimento de concreto das armaduras principais se rompa devido à tensões de aderência ou em caso de incêndio.
 Disposições mais favorável da Armadura
A disposição da armadura é limitada a duas ou três direções e zonas de bordo, ficando, assim, muito simplificada. Ou seja, as armaduras são dispostas segundo as trajetórias das tensões principais de tração e distribuídas, em barras finas, na seção tracionada, proporcionalmente ao valor das tensões de tração.
A direção da armadura principal deve coincidir, o mais possível, com a das tensões principais de tração. Em lajes e chapas, essas direções não devem divergir de 20 graus
Disposições mais favorável da Armadura
Ligação das barras da armadura para a formação de conjuntos rígidos.
Atualmente as barras das armaduras, são na sua grande maioria soldadas, ou seja, as devem ser ligadas entre si para formar “gaiolas ou esqueletos” rígidos, indeslocáveis. 
Escolha dos diâmetros e espaçamentos das barras
Os diâmetros são escolhidos de tal modo que:
Não surjam tensões de fendilhamento muito elevadas, pela ação da aderência;
As aberturas das fissuras permaneçam abaixo dos valores admissíveis. 
A Norma limita o diâmetro máximo das barras a 28mm ou maior que isso para certos casos. 
Já para o espaçamento mínimo entre as barras paralelas fora dos locais de emenda, deve ser e maior ou igual ao diâmetro ou maior ou igual a 2cm.
Acúmulo De Barras Da Armadura
Quando as percentagens de armadura são elevadas, é necessário desenhar a distribuição das barras na seção transversal na escala 1:10 ou 1:5; em casos complicados, até mesmo na escala 1:2 ou 1:1. Essa recomendação é especialmente importante nos casos de cruzamento de armaduras muito densas.
 
Racionalização da Armadura
A execução e a colocação da armadura podem ser favoravelmente influenciadas por meio das seguintes medidas:
limitação do número de diâmetros diferentes das barras (menores perdas, menor estoque, melhor rendimento por ocasião do corte);
uso do maior número possível de barras retas sem ganchos (só é necessário cortar no comprimento, o que é favorável para o transporte e estocagem);
limitação dos tipos de dobramento e do número de posições de barras (menor custo de mão-de-obra; eventualmente, utilização de linhas de corte ou dobramento operadas automaticamente;
escolha de tipos de emenda adequados;
Racionalização da Armadura
escolha de malhas, malhas dobradas, conjuntos de barras soldadas e outros sistemas de antecipação da montagem de partes componentes na fábrica.
A racionalização da armadura, no sentido de mecanizar a fabricação, pode ser obtida por meio de métodos industriais. Sob condições favoráveis de trabalho, as armaduras podem ser mais ou menos automaticamente pré-fabricadas, na maioria das vezes com solda por pontos, total ou parcialmente, em usina ou em área de fabricação no local da obra, e podem ser, então, colocadas nas fôrmas, em pouco tempo, com poucos auxílios não-qualificados, como se fossem barras isoladas.
Armaduras
Consumo: 80 Kg por m3 de concreto (media). Este numero serve apenas para calculo aproximado de quantidades para orçamento.
Sequencia dos trabalhos:
 Retificação ou alinhamento - consiste em tornar as barras retas, antes do corte;
Corte - feito de acordo com as plantas de projeto estrutural, com o auxilio de serra
manual, tesoura ou maquina de corte;
Armaduras
 Dobra - feita manualmente com o auxilio de pinos fixados em bancada de madeira ou
maquina automática;
Emendas - por trespasse (mais comum), por solda ou por luvas;
Montagem – consiste na colocação da armadura nas formas, de modo a permanecerem
na posição correta durante a concretagem, garantindo o cobrimento mínimo prescrito
(são usadas "pastilhas" de argamassa ou espaçadores de plástico para essa finalidade).
Armaduras
Emendas Das Barras Da Armadura
Há dois tipos de emendas: diretas e indiretas.
As diretas podem ser: 
A solda de topo autógena por pressão, à resistência elétrica ou pressão à gás;
A solda de topo a arco elétrico metálico, com chanfro em X;
A emenda por traspasse;
 A emenda com cobre-juntas;
Emendas com Luvas rosqueadas;
Emendas com Luvas depressão para barras nervuradas;
Emendas com Luvas Termite;
Emendas de Contato para Barras Comprimidas; 
Armaduras
As indiretas indiretas solicitadas à tração podem ser:
Por traspasse;
Com extremidades retas;
Com ganchos fechados;
Com ganchos abertos;
Concretagem
Sequencia dos trabalhos:
Nivelamento das formas da laje, 
 Fechamento das "bocas" na base das formas dos pilares apos a limpeza;
 Vedação das juntas das formas, se necessario;
Umedecimento das formas (jato de mangueira);
Concretagem
Preparação dos caminhos (tabuas) sobre a laje para transporte de concreto por
carrinho ou caçamba, para não haver deslocamento de armaduras e dano na tubulação
de eletricidade;
 Montagem de tubulação para bombeamento do concreto, quando for o caso;
Posicionamento das "mestras" ou "galgas" de controle da espessura das lajes;
Dosagem
E o estudo e indicação das proporções relativas dos materiais constituintes do concreto, para obtenção de propriedades pré-determinadas em projeto.
Quantificação dos Materiais:
Existem duas maneiras de se quantificar ou medir os materiais constituintes do concreto para, em seguida, mistura-los no canteiro de obras ou numa usina: em volume ou em massa.
Mistura
É a operação que visa dar homogeneidade ao concreto.
Mistura Manual:
Pouco eficiente;
Pequenos volumes;
Serviços com pouca normatização;
Concreto preparado manualmente
Devemos evitar este tipo de preparo, pois a mistura das diversas massadas, não ficam com a mesma homogeneidade.
Etapas do processo:
Deve-se dosar os materiais através de caixas com dimensões pré determinadas, ou com latas de 18 litros, e excesso de areia ou pedra no enchimento das mesmas deve ser retirado com uma régua;
A mistura dos materiais deve ser realizada sobre uma plataforma, de madeira ou cimento, limpa e impermeável (preferencialmente em "caixotes") (Figura abaixo);
Mistura da areia e do cimento sobre superfície impermeável
Concreto preparado manualmente
Espalha-se a areia formando uma camada de 10 à 15cm, sobre essa camada esvazia-se o saco de cimento, espalhando-o de modo a cobrir a areia e depois realiza-se a primeira mistura, com pá ou enxada até que a mistura fique homogênia ;
 Depois de bem misturados, junta-se a quantidade estabelecida de pedra britada, misturando os três materiais (Figura abaixo);
Adição das britas
Concreto preparado manualmente
A seguir faz-se um buraco no meio da mistura e adiciona-se a água, pouco a pouco, tomando-se o cuidado para que não escorra para fora da mistura, caso a misturas for realizada sobre superfície impermeável sem proteção lateral "caixotes" (Figura abaixo).
Para regular a quantidade de água e evitar excesso, que é prejudicial, é conveniente observar a consistência da massa, da seguinte maneira:
Se a plainada com a pá, a superfície deve ficar úmida, sem perder água.
Se espremido com a mão um punhado de massa, a forma da espremedura deve permanecer.
Colocação da água
Mistura
Mistura e a Mecânica: Com uso de betoneiras;
As betoneiras mais comuns são as de queda livre, de eixo inclinado, que através de pás internas levam o material ate a parte superior do seu tambor, deixando-o cair repetidas vezes com o giro.
Relações aproximadas entre Vp (volume de produção), Vt (volume do tambor), e Vm (volume de mistura, que e a soma dos volumes soltos dos materiais secos) para betoneiras de eixo inclinado: Vp/Vt = 0,70 e Vp/Vm = 0,65.
Concreto preparado em betoneira
Os materiais devem ser colocados no misturador na seguinte ordem:
É boa a prática de colocação, em primeiro lugar, parte da água, e em seguida do agregado graúdo, pois a betoneira ficará limpa; 
É boa a regra de colocar em seguida o cimento, pois havendo água e pedra, haverá uma boa distribuição de água para cada partícula de cimento, haverá ainda uma moagem dos grãos de cimento;
Finalmente, coloca-se o agregado miúdo, que faz um tamponamento nos materiais já colocados, não deixando sair o graúdo em primeiro lugar;
Colocar o restante da água gradativamente até atingir a consistência ideal.
Concreto preparado em betoneira
Concreto preparado em betoneira
TRANSPORTE
A principal preocupação no transporte interno do concreto na obra e evitar a segregação dos materiais, ou seja, a tendência de assentamento dos agregados graúdos e a subida dos miúdos e da agua (exsudação).
Obras pequenas são usados carrinhos de pneu com câmara de ar;
Transporte vertical são usados os guinchos, que transportam os carrinhos, ou as gruas, que transportam caçambas com descarga por comporta de fundo (capacidade ate 2,0 m³);
TRANSPORTE
Outra maneira de se transportar o concreto nas obras e por bombeamento, através de tubulações montadas pelas usinas que fornecem o concreto pronto.
Para este tipo de transporte, o concreto deve ter características adequadas como:
 Abatimento ("slump") de 10 cm -
 Teor de argamassa maior que o dos concretos comuns;
Maior porcentagem de agregado brita "zero";
 Uso de aditivo plastificante.
TRANSPORTE
LANÇAMENTO
Operação de colocação do concreto no local definitivo.
Recomendações gerais:
Umedecer sempre as formas antes do lançamento;
Evitar lançamento de alturas maiores que 2,0 m (nbr 6118, abnt);
Para maiores alturas de queda, usar tubos ou calhas para evitar a segregação;
Para remover pequenas porções de concreto, apanha-las com a pa e não arrasta-las;
Em superfícies inclinadas, lançar o concreto da parte mais baixa para a mais alta;
Evitar que o concreto seja "coado" pelas armaduras, principalmente em pilares. Como prevenção usa-se lançar pequena quantidade de argamassa de cimento e areia para "lubrificação", minutos antes do lançamento do concreto.
ADENSAMENTO
Importante operação que objetiva eliminar os vazios do interior do concreto fresco. 
O meio mais eficiente e comum e por vibração mecânica (energia elétrica), com equipamento de agulha de imersão. 
O adensamento com agulha de imersão tem efeito ate um certo raio de ação. Deve-se, portanto, trabalhar sempre com o vibrador na posição vertical e nunca com a agulha deitada, como e comum acontecer em concretagem de lajes, onde costuma-se ate mesmo arrastar a agulha pelo concreto lançado.
CURA
Operação para evitar a perda de água do concreto necessária a reação com o cimento nos primeiros dias de idade e também evitar uma excessiva retração por secagem. 
Consiste em manter o concreto úmido por molhagem direta (meio mais comum) ou por proteção com tecidos umedecidos ou por aplicação de emulsões que formam uma película impermeável sobre a superfície do concreto, evitando a evaporação da agua do interior de sua massa.
Deve-se promover a cura durante, no minimo, sete dias (NBR 6118, ABNT).
Concretagem
Lançamento do concreto, com adensamento e "desempeno" (regularização da superficie, com o concreto ainda fresco, tornando-a bem acabada e plana)
Possibilidades de plano de concretagem:
Concretagem
Concentração de armadura: dificuldade de lançamento de concreto no pilar.
Cuidados especiais durante a concretagem:
Atenção para o posicionamento de aberturas nas lajes para alçapões e passagem de tubos e para o posicionamento de pecas para elevadores;
Observação do cobrimento das barras;
Posicionamento de gabaritos (tacos de madeira) para os pilares que seguem;
Recolhimento de corpos-de-prova para controle tecnológico do concreto;
Cuidados especiais durante a concretagem:
Redução da seção de pilares e "esperas" (pontas de emenda da armadura dos pilares);
 Cura: manter o concreto endurecido úmido por 7 dias, no mínimo (abnt), para hidratação do cimento e obtenção da resistência de projeto;
Os serviços devem ser acompanhados por engenheiro, mestre-de-obras, bombeiro, eletricista, armador e carpinteiro.
Retirada e limpeza das formas:
Respeitar prazos da ABNT (Figura abaixo):
Prazos necessários para a retirada das faces da forma de uma viga.
Retirada e limpeza das formas:
 Limpeza: remoção completa de pregos e restos de argamassa.
Reparo de falhas de concretagem ("brocas" ou "bicheiras");
 Analisar a gravidade do caso;
Proceder a limpeza do local,retirando partes soltas;
 Executar o reparo, com novo concreto.