Materiais concreto IV

Prévia do material em texto

Estruturas de 
Concreto IV 
Prof. Ma. Tayla Castilho Criado 
“ 
▪ Aços para Armaduras Ativas 
 
▪ Cunhas, Bainhas e Macacos 
 
▪ Concretos para Protensão 
2 
Aplicação da Força de Protensão 
▪ Estiramento/tracionamento da armadura ativa, por meio do 
macaco hidráulico. 
3 
Transferência da Força de Protensão 
▪ A protensão é transmitida da armadura para o concreto, 
introduzindo um estado prévio de tensões de compressão na 
estrutura de concreto. 
4 
“ 
COMO É FEITA ESSA 
TRANSFERÊNCIA? 
5 
Transferência da Força de Protensão 
Ancoragem 
▪ A protensão é transmitida da armadura para o concreto, 
introduzindo um estado prévio de tensões de compressão na 
estrutura de concreto 
6 
Armadura ativa 
tracionada 
Objetivo da Protensão 
Eliminar ou reduzir a tensão de 
tração na estrutura de concreto, 
por meio do estado prévio de 
tensões de compressão, o que 
impedirá ou limitará a fissuração 
do concreto. 
7 
Concreto Armado x Concreto Protendido 
 
▪ Concreto armado e concreto protendido são materiais da mesma 
“família”: compostos essencialmente por concreto e aço. 
 
▪ A grande diferença está na existência da força de protensão e 
demais fatores consequentes, como utilização de aço de alta 
resistência, equipamentos adicionais e trabalho especializado. 
 
8 
Concreto armado x concreto protendido 
▪ O concreto protendido é mais indicado para vencer grandes 
vãos e suportar carregamentos elevados, do contrário ele 
torna-se antieconômico. 
 
▪ Em serviço, os elementos protendidos apresentam menor nível 
de fissuração e de flechas. 
 
▪ No concreto protendido: na fase de projeto, o cálculo deve ser 
mais rigoroso e na fase de execução, difícil execução e mão de 
obra especializada. 
 
9 
Aços para Armaduras de 
Protensão 
11 
 
 
 
Os aços para a armadura de protensão caracterizam-se pela sua 
elevada resistência. 
 
A elevada resistência do aço é necessária para poder aplicar a força 
de protensão (estiramento da armadura). 
 
Os aços para armadura de protensão podem ser fornecidos em: 
• Fios 
• Barras 
• Cordoalhas 
Fios 
▪ Elementos de diâmetro não maior que 12 mm (entre 3 e 8 mm), 
fornecidos em rolos ou bobinas, com grande comprimento. 
12 
Barras 
▪ Elementos de diâmetro superior a 12 mm, fornecidos em 
segmentos retos, com comprimento entre 10 e 12 m. 
13 
Barra lisa Barra entalhada 
Cordoalhas 
▪ Grupamentos de fios enrolados na forma de hélice (2, 3 e 7 fios). 
14 
Cordoalhas engraxadas e plastificadas 
▪ São cordoalhas que recebem um banho de graxa e são revestidas 
com uma capa plástica, para protensão sem aderência. 
15 
Nomenclatura 
 
▪ A designação genérica dos 
aços de protensão é feita como 
mostra a tabela seguinte. 
 
▪ A relaxação do aço está 
relacionada com a perda de 
protensão. 
16 
17 
CP Propriedade mecânica do aço 
Classe de 
relaxação do 
aço 
Superfície 
Concreto 
protendido 
fptk: resistência 
característica à 
ruptura por 
tração do aço 
(kgf/mm²) 
RB: relaxação 
baixa L: lisa 
RN: relaxação 
normal E: entalhada 
Exemplos para Fios 
▪ CP 170 RB E 
▪ CP 150 RN 5 
▪ Fio para concreto 
protendido 
▪ Tensão de ruptura 
▪ Relaxação 
▪ Entalhado/liso/diâmetro 
18 
Exemplos para 
Cordoalhas 
▪ CORD CP 180 RN 3x2,5 
▪ CORD CP 190 RB 12,7 
▪ Cordoalha para concreto 
protendido 
▪ Tensão de ruptura 
▪ Relaxação 
▪ Nº de fios/diâmetro 
19 
Corrosão do Aço 
É a perda de massa causada pelo 
ambiente circundante. 
▪ Corrosão química: em meio 
seco (gases) 
▪ Corrosão eletroquímica ou 
aquosa: na presença de água 
20 
Corrosão sob Tensão 
▪ Processo destrutivo do metal resultante da ação simultânea do 
meio e de tensões de tração residuais ou aplicadas sobre o metal 
▪ Aço para CP é suscetível. 
▪ A corrosão ocorre na forma de trincas, o que favorece a ruptura 
do material sem aviso prévio. 
▪ Só ocorre quando a tensão de serviço ultrapassa o valor crítico 
(condições altamente específicas). 
21 
Cunhas de Ancoragem, 
Bainhas e Macaco 
Cunhas de Ancoragem 
 
▪ A maioria dos sistemas de protensão, os fios, as barras e as 
cordoalhas são ancorados por meio de cunhas de aço. 
 
▪ a cunha envolve a armadura e durante a penetração da cunha 
ocorre uma pressão lateral que impede o deslizamento da 
armadura, realizando assim a ancoragem da armadura. 
23 
24 
Bainhas de Protensão 
▪ São dutos flexíveis de metal, nos quais são alojadas as armaduras 
de protensão. 
▪ A função da bainha metálica é permitir o estiramento da 
armadura de protensão (caso de pós-tração) sem danificar o 
concreto ao seu redor. 
▪ Para obter a aderência entre a armadura de protensão e a 
bainha, e consequentemente com o concreto, é necessário 
injetar uma calda de cimento no interior da bainha. 
25 
26 
Macaco de Protensão/Hidráulico 
▪ Equipamento usado para estirar/tracionar a armadura de 
protensão. 
27 
Concreto 
 
A resistência dos concretos 
empregados em concreto 
protendido situam-se em 30 e 40 
MPa, enquanto que no concreto 
armado são utilizados concretos 
com resistência em torno de 20 a 
30 MPa. 
28 
29 
 
 
 A introdução da força de protensão pode gerar solicitações 
prévias muito elevadas. 
 
 O emprego de concretos e aços de alta resistência permite a 
redução, em geral, da seção transversal, diminuindo o peso 
próprio, o que geralmente é utilizado para elementos pré-
moldados. 
 
 Esses concretos possuem módulo de deformação mais elevado, 
diminuindo as deformações imediatas e as que ocorrem ao longo 
do tempo, provocadas pela fluência. Proporcionando redução na 
perda da força de protensão causada pela retração e fluência do 
concreto. 
30 
 
 
 
 Além da necessidade de boa resistência e de controle específico 
da retração e da fluência, são necessárias boas características de 
compacidade e baixa permeabilidade, para que dessa forma, se 
obtenha uma proteção eficiente da armadura contra a corrosão. 
 
 Como dito anteriormente, para concreto protendido, o aço da 
armadura ativa, solicitado por tensões elevadas, torna-se mais 
susceptível à corrosão, sobretudo a corrosão sob tensão. 
Exercícios 
32 
Sobre as peculiaridades do concreto protendido em relação ao concreto armado, 
assinale a alternativa correta. 
 
a) A estrutura protendida normalmente possui menor resistência à fadiga, pois a 
variação de tensão no aço, proveniente de cargas móveis, é muito maior se 
comparada com o valor da sua resistência característica. 
b) No concreto armado, praticamente toda a seção de concreto trabalha, enquanto 
que no concreto protendido, apenas cerca de um terço da seção trabalha com 
tensões normais, resistindo ao momento fletor. 
c) A protensão das armaduras permite projetar seções mais esbeltas que no concreto 
armado convencional, sobretudo se o comportamento em serviço é um fator 
predominante, uma vez que toda a seção de concreto pode trabalhar à compressão. 
d) O concreto tem boa resistência à tração e pequena resistência à compressão. A 
resistência à compressão, cerca de 10% da resistência à tração, além de pequena é 
imprecisa, pois o material se comporta de maneira aleatória quando comprimido. 
e) Os aços usados no concreto protendido caracterizam-se por elevada resistência e 
largo patamar de escoamento. São sensivelmente mais econômicos que os aços 
normalmente empregados na construção com concreto armado, já que sua 
resistência pode ser, aproximadamente, até duas vezes maior. 
33 
 
 
 
Sob o ponto de vista da engenharia, pontes são estruturas complexas que têm como 
função primordial transpor vãos. Por sua responsabilidade na integração com outras 
obras de infraestrutura, a concepção, o projeto e a execução dessas construções 
devem atender a padrões técnicos rigorosos. Com relação a esse tema , julgue os 
itens seguintes. 
 
A cordoalha para concreto protendido nas classes CA 25 e CA 50 deve ser de aço 
galvanizado. 
( ) Verdadeiro 
( ) Falso 
34 
 
 
 
Em uma estrutura deconcreto protendido, o elemento construtivo 
que envolve e protege a armadura ativa é denominado: 
a)ancoragem. 
b) bainha. 
c)cordoalha. 
d)estribo. 
e) fôrma. 
35 
Dentre as variações da estrutura de concreto tem-se o concreto 
armado e o concreto protendido, de forma geral é INCORRETO 
afirmar: 
 
(a) Em geral, independente da classe de agressividade do meio, a 
relação água/cimento, em massa, é maior para a produção de 
concreto protendido do que do concreto armado com armadura 
passiva. 
(b) Na estrutura em concreto armado, a armadura só começa a 
trabalhar após a retirada do escoramento, quando as cargas 
permanente e sobrecargas começam a atuar. 
(c) Na estrutura em concreto protendido, são utilizadas 
armaduras ativas, já em função de compressão, antes da retirada 
do escoramento, juntamente como armadura complementar 
passiva. 
36 
 
(d) O concreto protendido pode ter uso de armadura ativa pré e 
pós tensionada; no caso da armadura pré-tracionada, há uma 
aderência inicial na protensão e o pré-alongamento da armadura 
ativa é feito utilizando-se apoios independentes do elemento 
estrutural, antes do lançamento do concreto, sendo a ligação da 
armadura de protensão com os referidos apoios desfeita após o 
endurecimento do concreto; a ancoragem no concreto realiza-se 
somente por aderência. 
(e) A armadura ativa pós-tracionada resulta em uma protensão 
com ou sem aderência posterior, quando o pré-alongamento da 
armadura ativa é realizado após o endurecimento do concreto, 
utilizando partes do próprio elemento estrutural, como apoio, 
considera-se aderida. 
 
37 
 
 
 
Em uma estrutura de concreto protendido, o elemento construtivo 
que é formado pelo grupamentos de fios enrolados: 
a)ancoragem. 
b) bainha. 
c)cordoalha. 
d)estribo. 
e) fôrma.