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Materiais de Construção 2

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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL:MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL:
CONCRETOS E ARGAMASSASCONCRETOS E ARGAMASSAS
CONCRETO: PROPRIEDADES ECONCRETO: PROPRIEDADES E
APLICAÇÕESAPLICAÇÕES
Autor: Me. Ítalo Vale Monte Júnior
Revisor : Paula de L ima Sa lum
IN IC IAR
introdução
Introdução
Nesta unidade, você estudará as características e aplicações do concreto, que
pode ser de�nido como uma argamassa com agregado graúdo. Embora
contemos com essa simplória de�nição, são complexas as reações resultantes
da combinação dos materiais que compõem o concreto, sendo a interação
entre eles in�uenciada por propriedades físico-químicas desse material e
também fatores ambientais, como o clima da região.
O concreto é um material de construção largamente utilizado pela
humanidade, o que torna o conhecimento das suas propriedades um aspecto
importante para melhor aplicação, resultando em construções mais duráveis.
Mesmo em aplicações convencionais, o concreto precisa de atenção no
preparo, transporte, lançamento, adensamento e acabamento. Essas etapas
in�uenciarão as propriedades atingidas pelo material nos estados fresco e
endurecido.
Na visão de Helene e Andrade ( apud ISAIA, 2010), a descoberta no século XIX
e seu uso intensivo no século XX tornaram o concreto o material mais
consumido pelo homem depois da água, revolucionando a arte de projetar e
construir estruturas cuja evolução sempre esteve associada ao
desenvolvimento da humanidade.
Na Antiguidade, os concretos eram produzidos com aglomerantes naturais,
principalmente a cal e as pozolonas. É relatado por Isaia (2011) que,
possivelmente entre os séculos IX e VII a.C., a cal já era conhecida como
material de revestimento e era misturada com pedra para construir pisos de
concreto.
Embora não mencione a cronologia, Neville (2016) a�rma que o primeiro
concreto da história foi produzido por gregos e romanos a partir de calcário
calcinado; mais tarde, as duas civilizações aprenderam a adicionar areia e
pedra fragmentada ou fragmentos de tijolos ao calcário e à água.
A tecnologia do concreto foi trazida para o Brasil pelo engenheiro alemão
Lambert Riedlinger, fundando em 1912 a Cia. Construtora de Cimento
Breve HistóricoBreve Histórico
Armado. Riedlinger foi responsável pela formação de técnicos brasileiros,
destacando-se Emilio Baumgart, que �cou conhecido como o “Pai do Concreto
Armado do Brasil” (ISAIA, 2011, p. 21).
Helene e Andrade ( apud ISAIA, 2010) destacam a estátua do Cristo Redentor
no Rio de Janeiro como importante estrutura em concreto armado no Brasil. A
estátua, inaugurada em 1931 (considerada patrimônio histórico da
humanidade desde 1937), foi construída in loco no alto da encosta, sendo os
materiais transportados pelos trilhos do trenzinho do Corcovado.
praticar
Vamos Praticar
A argamassa de cal não endurece sob a água; para construções submersas, os
romanos moíam a cal em conjunto com cinza vulcânica ou telhas de barro cozido
�namente moídas. A (______) e a alumina contidas na cinza e os fragmentos de telha
reagiam com a cal e produziam o que se tornou conhecido como “cimento
pozolânico” (NEVILLE, 2016, p. 1).
Fonte: NEVILLE, A. M. Propriedades do concreto . 5. ed. Porto Alegre: Bookman,
2016.
Com base na transcrição do texto, marque a alternativa que indica o componente
reativo com a cal para a produção do cimento pozolânico romano.
a) Argila crua
b) Dolomita
c) Calcita
d) Sílica
e) Escória granulada de alto-forno
O concreto é um compósito formado pela mistura de agregados miúdos e
graúdos, convenientemente graduados e envolvidos por uma pasta formada
por cimento Portland e água, com eventuais aditivos e adições, conforme
ilustrado na Figura 2.1.
Composição do ConcretoComposição do Concreto
Figura 2.1 – Componentes da preparação do concreto
Fonte: Mohammed Anwarul Kabir Choudhury; kaidevil; Anton Starikov; Dmytro
Synelnychenko; ILYA AKINSHIN; Hanna Kuprevich; photovs / 123RF.
Por ser um material multifásico, os constituintes do concreto in�uenciam suas
propriedades, bem como relacionam-se formando indicadores importantes
para o estudo da dosagem das misturas. Nesse sentido, exempli�ca-se o
consumo do material por metro cúbico de concreto, a relação água/cimento e
o teor de argamassa.
Ao �nal da seção 2 (Composição do concreto), o aluno deverá:
reconhecer a in�uência dos materiais sobre as propriedades do
concreto;
transformar traços em massa para volume, e vice-versa.
In�uência dos Materiais
A evolução na tecnologia do concreto esteve sempre acompanhada das
mudanças na tecnologia da produção dos cimentos.
A partir de 1880, foi usado o gesso moído junto ao clínquer para
retardamento da pega do cimento, o que conferiu mais comodidade e tempo
para a produção de argamassas e concretos. Ainda nesse período, iniciaram-
se os estudos para introduzir fornos rotativos na queima do clínquer e
moinhos de bolas para fornecer maior e�ciência de moagem, propiciando ao
produto maior homogeneidade e �nura (ISAIA, 2011).
Nesse sentido, Neville e Brooks (2013) relatam que a velocidade de hidratação
do cimento é dependente da �nura das partículas, visto que a hidratação se
inicia na superfície das partículas do cimento. Desse modo, o rápido
desenvolvimento da resistência ocorre em cimentos com elevada �nura.
Outro grande avanço na produção dos cimentos foi a utilização de adições
minerais, criando os cimentos compostos, sendo utilizada a escória granulada
de alto-forno, materiais pozolânicos e o fíler calcário.
Segundo Battagin ( apud ISAIA, 2011), quando adicionadas ao cimento, as
pozolanas e escórias combinam-se e/ou são ativadas pelo hidróxido de cálcio
liberado nas reações de hidratação do clínquer, originando compostos com
propriedades ligantes, ao passo que o fíleres calcários melhoram a
compacidade e trabalhabilidade dos concretos e argamassas, fazendo o papel
de ponte entre os produtos de hidratação e, em menor escala, também
formando produtos hidratados.
Embora o cimento Portland seja o principal constituinte responsável por
conferir resistência mecânica ao concreto, sabe-se que os outros materiais
também in�uenciam em suas propriedades. Esse entendimento possibilitou a
produção de misturas mais econômicas, por reduzir o consumo de cimento, e
mais resistentes às intempéries, tornando os concretos mais duráveis.
As adições minerais incorporadas ao concreto como substituto parcial do
cimento Portland produzem efeitos químicos caracterizados pela formação
adicional do silicato de cálcio hidratado (C-S-H), além de efeitos físicos na
microestrutura do material, como o re�namento da estrutura de poros, a
alteração da zona de transição e a densi�cação da mistura, contribuindo para
a produção de concretos menos permeáveis, de maior massa especí�ca e
mais resistentes.
Sbrighi Neto ( apud ISAIA, 2011) enaltece a importância da proporção dos
agregados nas misturas de concreto, observando que, nos últimos anos, a
permanente evolução dos traços na direção de porcentagens cada vez
maiores do teor de argamassa, em detrimento da presença de agregado
graúdo no concreto, produz traços mais trabalháveis e bombeáveis.
De todo modo, os concretos com elevados teores de argamassa são mais
suscetíveis à deformação, pois o agregado graúdo com maior módulo de
elasticidade confere maior rigidez ao concreto. Segundo Diniz, Fernandes e
Kuperman ( apud ISAIA, 2011), a deformação do concreto é afetada pela
combinação de quantidade de água requerida, resistência mecânica, módulo
de elasticidade, volume de agregados e interação pasta-agregados.
Traço do Concreto
Assim como as argamassas, a combinação dos materiais (traço) no concreto é
realizada em proporção ao cimento, que é o aglomerante principal da
mistura. Portanto, a representação básica de um traço de concreto pode ser
expressa assim: 1 (cimento): a (agregado miúdo): p (agregado graúdo): a/c
(relação água/cimento).
Observa-se na representação que os materiais são indicados em ordem
crescente no quese refere à dimensão dos grãos do material, ou seja, do
mais �no (cimento) para o mais grosso (agregado graúdo), acompanhados ao
�nal da relação água/cimento.
Tutukian e Helene (apud ISAIA, 2011), referindo-se ao método teórico-
experimental da Epusp/IPT para dosagem do concreto, relatam que o teor de
argamassa e o consumo de cimento são modelos para o comportamento do
concreto, sendo o teor de argamassa seca calculado pela Equação 1:
saiba mais
Saiba mais
Estudos com o intuito de encontrar novos
materiais que possam ser utilizados como
adições minerais já foram e estão sendo
realizados. Entre esses materiais estudados,
destaca-se o resíduo de cerâmica vermelha.
Leia o artigo e saiba mais sobre o uso de
novos materiais como adições minerais no
concreto.
Fonte: Brekailo et al . (2019).
ACESSAR
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0366-69132019000300351&lang=pt
(Eq. 1)
Onde:
a é a relação agregado miúdo seco/cimento em massa, em kg/kg;
m = a + p é a relação agregados secos/cimento em massa, em kg/kg;
α é o teor de argamassa seca na mistura, em kg/kg.
Para calcular o consumo de cimento teórico em uma mistura de concreto, é
conveniente recordar as equivalências de volumes. Exempli�ca-se: 1m³ = 1000
dm³ = 1000 litros.
O consumo de cimento teórico na mistura de concreto pode ser calculado
pela Equação 2:
(Eq. 2)
Onde:
C é o consumo de cimento, em kg/m³;
a e p são os traços da areia e brita em massa, respectivamente;
a/c é a relação água/cimento;
 é a massa especí�ca do cimento, em ;
  é a massa especí�ca da areia, em ;
  é a massa especí�ca da brita, em ;
Uma vez de�nido o consumo de cimento na mistura, para calcular os
consumos da areia, brita e água basta multiplicar o consumo do cimento pelo
α = 1 + a
1+m
C = 1000
+  +  + 1 γc 
a
γa
p
γp
a
c
γc kg/dm
3
γa kg/dm
3
γp kg/dm
3
respectivo traço do material.
Imaginemos o traço unitário em massa de 1: 2,5: 4,0: 0,50, sendo o consumo
de cimento igual a 300 ; assim, os consumos de areia, brita e água são:
750 ; 1200 e 150 , respectivamente.
Transformações do Traço em Massa para
Volume
Os traços de concreto podem ser medidos de três formas distintas (LISBOA;
ALVES; MELO, 2017), sempre relacionando a quantidade dos outros materiais
(areia, brita e água) à quantidade de cimento utilizada na mistura:
kg/m3
kg/m3 kg/m3 kg/m3
É importante que o engenheiro civil tenha habilidade com os cálculos de
transformação dos traços em massa para volume, e vice-versa, a partir das
massas especí�cas e unitárias dos materiais.
Para entender melhor, imaginemos a seguinte situação: deseja-se reproduzir
o traço em massa 1:2,5 :4,0 :0,50 (estudado experimentalmente no
laboratório) no equivalente traço combinado que será reproduzido em uma
obra. A proporção dos materiais será para 50 kg de cimento, sendo a areia
com inchamento e umidade de 28% e 4%, respectivamente. Deve-se
representar o traço dos agregados em padiolas cujas bases têm dimensões de
35 x 35 cm.
Adotaremos as massas especí�cas e unitárias, de acordo com a Tabela 2.1:
Tabela 2.1 – Propriedades físicas dos materiais componentes do concreto
Fonte: Elaborada pelo autor.
Inicialmente, calcula-se a massa dos materiais para um traço com 50 kg de
cimento. Basta multiplicar a massa de cimento pelo respectivo traço do
material, resultando em 50 kg (1 x 50 kg) de cimento; 125 kg (2,5 x 50 kg) de
areia seca; 200 kg (4,0 x 50 kg) de brita e 25 kg (0,5 x 50 kg) de água.
Em seguida, converte-se a massa dos agregados para volume, dividindo-se a
massa do material pela sua respectiva massa unitária. Os volumes dos
agregados resultam em 84,46 dm³ (125 kg / 1,48 kg/dm³) para a areia e 132,45
Massa especí�ca: A massa especí�ca relaciona a
quantidade de material em massa contida por
unidade de volume real (volume dos seus grãos
excluindo os espaços vazios).  Nos cimentos
Portland, a massa especí�ca é comumente utilizada
para calcular o consumo de materiais na dosagem
de argamassas e concretos, para controlar o teor
de adições minerais durante o processo de
fabricação e como valor de referência no cálculo de
outras propriedades do concreto. A massa
especí�ca do cimento Portland é usualmente
considerada como 3,15 g/cm³, embora possa variar
entre 2,90 e 3,20 g/cm³ (Bauer, 2000). A massa
especí�ca do cimento pode ser determinada em
laboratório empregando-se o frasco de Le
Chatelier, seguindo as especi�cações da norma da
ABNT NBR NM 23:2001.
freepik.com
Material
Massa especí�ca (
)
Massa unitária (
)
Cimento Portland 2,99 1,20
Areia 2,66 1,48
Brita 2,68 1,51
Água 1,00 -
kg/dm3 kg/dm3
 (200 kg / 1,51 kg/ ) para a brita. Como a massa especí�ca da água é
igual a 1,00 kg/ , a massa de 25 kg de água resultará em 25 .
Contudo, os agregados ainda estão secos. Assim, é necessário ajustar os
volumes de areia e água devido ao inchamento (28%) e à umidade (4%) da
areia. Primeiramente, calcula-se o volume da areia com o inchamento,
multiplicando o índice de inchamento pelo volume seco da areia, resultando
em 108,11 (1,28 x 84,46 ). A partir desse volume, calcula-se a massa
seca da areia, multiplicando a massa unitária pelo volume inchado, resultando
em 160,0 kg (1,48 kg/  x 108,11 ). Na sequência, calcula-se a massa
úmida da areia, multiplicando o índice de umidade pela massa seca,
resultando em 166,40 kg (1,04 x 160,0 kg).
Para calcular a quantidade de água existente na areia úmida, basta subtrair as
massas úmida e seca, resultando em 6,30 kg (166,40 kg – 160,0 kg). Desconta-
se a quantidade de água existente na areia do total de água de amassamento,
resultando em 18,7 kg (25,0 kg – 6,3 kg).
Em resumo, o traço combinado para reprodução na obra será: 50 kg de
cimento; 108,11   de areia úmida; 132,45   de brita; 18,7   de
água.
Ocorre que, na obra, os volumes dos agregados são medidos em padiolas,
conforme ilustrado na Figura 2.2.
Figura 2.2 – Padiola para medição de agregados em obra
Fonte: Elaborada pelo autor.
dm3 dm3
dm3 dm3
dm3 dm3
dm3 dm3
dm3 dm3 dm3
Divide-se o volume total do agregado pela área da seção da padiola,
resultando em 88,25 cm (108.110 / 1.225 ) para a areia e 108,16 cm
(132.500 / 1.225 ) para a brita. Observe que essas alturas são bem
superiores às dimensões da base da padiola; além disso, uma carga única do
volume total �caria bastante pesada, di�cultando a operação de colocação
dos agregados na betoneira. Assim, divide-se a altura calculada, de modo que
o volume de agregados em cada padiola �que com peso próximo a 50 kg.
Então, as alturas das padiolas resultam em 29,4 cm (88,25 cm / 3) para a areia
e 27,0 cm (108,16 cm / 4) para a brita. As quantidades dos materiais do traço
combinado para produção na obra são resumidas no Quadro 2.1.
Quadro 2.1 – Consumo dos materiais para operação do preparo do concreto
na obra
Fonte: Elaborado pelo autor.
praticar
Vamos Praticar
cm3 cm2
cm3 cm2
O teor de argamassa é um parâmetro utilizado na dosagem do concreto,
relacionando-se com o abatimento da mistura para encontrar a mínima quantidade
de água necessária para obter uma trabalhabilidade especi�cada (TUTUKIAN;
HELENE apud ISAIA, 2010, p. 430).
Fonte: TUTIKIAN, B. F.; HELENE, P. Dosagem dos concretos de cimento Portland.
Capítulo 12. In: ISAIA, G. C. (org). Concreto : ciência e tecnologia. 1. ed. São Paulo:
Ibracon, 2011. p. 415-451.
Indique a alternativa correta sobre o teor de argamassa do traço de concreto 1:2:3:
0,60, em massa:
a) O teor de argamassa equivale a 0,50.
b) O teor de argamassa equivale a 0,40.
c) O teor de argamassa no traço 1:2:3 (em massa) é maior do que o teor do
traço 1:3:3 (em massa).
d) O teor de argamassa no traço 1:2:3 (em massa) é a metade do teor do
traço 1:4:6 (em massa).
e) O teor de argamassa equivale a 0,60.
Os materiais que formam o concreto contribuem individual e conjuntamente
para as propriedades da mistura. Quanto mais materiais utilizados, mais
complexos serão os efeitos sobre a mistura.
Ao �nal desta seção 3 (Propriedades),o aluno deverá:
reconhecer as principais propriedades do concreto nos estados
fresco e endurecido;
discutir a in�uência das propriedades no estado fresco sobre o
estado endurecido.
Estado Fresco
A avaliação do concreto no estado fresco é importante para de�nir
parâmetros essenciais no manuseio do concreto. Além disso, as
características do concreto fresco in�uenciam as propriedades do concreto no
estado endurecido.
PropriedadesPropriedades
Trabalhabilidade
A trabalhabilidade, muitas vezes de�nida como a propriedade que determina
o esforço necessário para manusear uma quantidade de concreto, é, na visão
de Mehta e Monteiro (2014, p. 388), a propriedade composta por consistência,
que descreve a facilidade de escoamento e coesão, que descreve a resistência
à exsudação e à segregação.
Nesse sentido, é fácil perceber que a trabalhabilidade se relaciona com o tipo
de construção e método de aplicação do concreto.
A consistência do concreto é mundialmente avaliada pelo abatimento do
tronco de cone, sendo esse método de ensaio, no Brasil, normalizado pela
ABNT NBR NM 67:1998 (ABNT, 1998). O procedimento consiste no
preenchimento de um molde metálico na forma de tronco de cone, em três
camadas iguais. Cada camada recebe 25 golpes de uma haste com ponta
arredondada e diâmetro de 16 mm, sendo a camada �nal rasada por
desempenadeira e movimentos de rolagem da barra de compactação. Na
sequência, ergue-se o molde por movimento vertical lento e constante, para
aferição do assentamento do concreto fresco, conforme demonstrado na
Figura 2.3.
Figura 2.3 – Sequência do ensaio do abatimento do tronco de cone (Slump
Test)
Fonte: Tracy Fox; Nizamkem / 123RF.
O abatimento do concreto é a altura de acomodação da mistura após a
remoção do molde metálico em relação à sua altura inicial após o
preenchimento.
Segundo Neville (2016, p. 196), o principal fator que afeta a trabalhabilidade
do concreto é o teor de água na mistura; porém, caso o teor de água e as
outras proporções da mistura sejam constantes, a trabalhabilidade é
determinada por dimensão máxima, granulometria, forma e textura do
agregado.
São indicadas na ABNT NBR 8953:2015 (ABNT, 2015) as classes de consistência
do concreto com �ns estruturais, conforme demonstrado no Quadro 2.2.
Classe
Abatimento
(mm)
Aplicação típica
S10 10 ≤ A < 50
Concreto extrusado, vibroprensado
ou centrifugado
S50 50 ≤ A < 100
Alguns tipos de pavimentos e de
elementos de fundações
S100 100 ≤ A < 160
Elementos estruturais com
lançamento convencional do
concreto
S160 160 ≤ A < 220
Elementos estruturais com
lançamento bombeado do
concreto
S220 ≥ 220
Elementos estruturais esbeltos ou
com alta densidade de armaduras
NOTA 1: De comum acordo entre as partes, podem ser criadas classes
especiais de consistência, explicitando a respectiva faixa de variação
do abatimento. NOTA 2: Os exemplos deste Quadro são ilustrativos e
não abrangem todos os tipos de aplicações.
Quadro 2.2 – Classes de consistência
Fonte: Adaptada da ABNT (2015, p. 3).
Ressalta-se que concretos S220 são bastante suscetíveis à segregação e
exsudação, pois precisam de elevado teor de água, e não devem ser
confundidos com concretos autoadensáveis. A consistência de concretos
autoadensáveis será discutida na unidade 4 desta disciplina, durante o estudo
de concretos especiais.
Segregação
A segregação do concreto está relacionada com sua capacidade de reter os
agregados na mistura. A dosagem do concreto e as condições de aplicação do
material podem favorecer a separação dos seus constituintes, provocando
maior porosidade e, consequentemente, menor resistência ao concreto.
É demonstrado na Figura 2.4 um comparativo da estabilidade do concreto
quanto à segregação, a partir da seção de corpos de prova cilíndricos de
concreto.
Figura 2.4 – Estabilidade do concreto: a) estável (não segregado); b) instável
(segregado)
Fonte: Adaptada de Romano, Cardoso e Pileggi (apud ISAIA, 2011, p. 492).
Segundo Neville (2016, p. 215), as diferenças entre as dimensões das
partículas e entre as massas especí�cas dos constituintes da mistura são as
principais causas de segregação, mas seu grau pode ser controlado pela
escolha de uma granulometria apropriada e pelo manuseio cuidadoso.
Nesse sentido, Metha e Monteiro (2014, p. 399) recomendam um pequeno
acréscimo de água, redução na dimensão máxima do agregado graúdo, uso
de mais areia ou areia mais �na, aumento no consumo de cimento e adições
minerais para combater o fenômeno da segregação.
Desse modo, observa-se que o teor de argamassa associada à viscosidade da
pasta de cimento são parâmetros importantes na análise da segregação do
concreto.
Exsudação
A exsudação é um tipo de segregação com efeito danoso mais suscetível em
concretos �uídos. O fenômeno é caracterizado pela ascensão da água livre na
mistura do concreto para a superfície da peça estrutural, conforme ilustrado
na Figura 2.5.
Figura 2.5 – Mecanismo de exsudação no concreto
Fonte: Adaptada de Mehta e Monteiro (2014, p. 28); NOPPHINAN MEEPHOKA /
123RF.
O �uxo da água para a superfície da peça estrutural é provocado pelo
adensamento do concreto recém-lançado, e favorecido naturalmente pela
ascensão capilar, visto que a água tem a menor massa especí�ca entre os
materiais que compõem o concreto.
Quando a velocidade de evaporação da água na superfície do concreto é
maior do que a velocidade de exsudação da água livre na mistura do
concreto, ocorre a �ssuração plástica. Assim, o concreto precisa de uma
compensação para evitar a perda acelerada de água tanto na superfície
quanto internamente. Essa compensação é feita pela cura do concreto.
Efeitos da Temperatura
A in�uência da temperatura no concreto deve ser analisada sob duas óticas.
Em primeiro lugar, como propriedade do material, e em seguida como efeito
do ambiente sobre o material.
Segundo Monte Júnior et al . (2019, p. 171), vários fatores – tipos de materiais
utilizados, volume de agregados, teor de água, porosidade – podem afetar as
propriedades térmicas do concreto.
Nesse sentido, a hidratação do cimento Portland é responsável pelo
armazenamento de energia térmica no interior do concreto, provocado por
reações químicas exotérmicas a partir do contato do cimento com a água.
Essa energia térmica no interior do concreto promovida pela hidratação do
cimento Portland é potencializada pela temperatura dos materiais que
constituem a mistura. Como o concreto é um material de baixa condutividade
térmica, será natural a di�culdade de equilíbrio térmico com o ambiente em
peças estruturais espessas, ocorrendo contração térmica do concreto devido
ao seu resfriamento nas primeiras idades.
Essas tensões térmicas, quando são superiores à resistência à tração do
concreto, geram a �ssuração plástica, que diminui a durabilidade das
estruturas devido à deterioração do concreto por lixiviação e corrosão das
armaduras por penetração de íons cloreto e carbonatação. Utilização de
cimento pozolânico (CP IV), que tem menor calor de hidratação, utilização de
adições minerais, resfriamento dos materiais constituintes do concreto e cura
são as principais intervenções para controlar a �ssuração plástica do
concreto.
No caso do resfriamento dos materiais, é mais e�ciente baixar a temperatura
da água do que a temperatura dos outros materiais, pois a água tem maior
calor especí�co, ou seja, apresenta maior capacidade de armazenar energia
em comparação com outros materiais. Assim, é comum utilizar gelo na
mistura do concreto para peças estruturais de grandes volumes.
O resfriamento dos agregados é mais comum no agregado graúdo, com a
aspersão de água no local de estocagem. Esse procedimento não é realizado
no agregado miúdo, pois modi�cará o teor de água no concreto.
No momento da entrega do cimento na obra, muitas vezes o material sai
direto da produção e ainda com grande quantidade de calor armazenada pela
moagem. Assim, o resfriamento do cimento ocorre por equilíbrio térmico como ambiente. Busca-se utilizar o cimento dois dias depois da sua entrega.
Uma vez aplicado o concreto em peça estrutural de grande volume, deve-se
monitorar a evolução da temperatura do concreto nos primeiros dias.
Monte Júnior et al . (2019, p. 175) observaram a evolução da temperatura do
concreto produzido com gelo e que foi aplicado em blocos de fundação de um
edifício residencial na cidade de Natal/RN, conforme demonstrado na Figura
2.6.
Observa-se no bloco de fundação com volume de 151 que o pico de
temperatura foi de 55 , ocorrendo 17 horas após o lançamento do
concreto. A elevação da temperatura do concreto foi de 31 , ocorrendo
uma redução da temperatura em 10 após 66h de atingido o pico de
temperatura, com variação da temperatura ambiente em 7 .
A temperatura ambiente elevada causa uma demanda maior de água pelo
concreto e aumenta a temperatura do concreto fresco, ocorrendo aumento
da velocidade da perda de abatimento e uma hidratação mais rápida
(NEVILLE, 2016, p. 415).
Figura 2.6 – Monitoramento da temperatura do concreto
Fonte: Adaptada de Monte Júnior et al. (2019, p. 175).
m3
Co
Co
Co
Co
A velocidade dos ventos associada à baixa umidade relativa do ar pode
provocar �ssuração plástica no concreto, devido à rápida perda de água por
evaporação. Nesse caso, a retenção de água deve ser compensada pela cura
do concreto.
Em ambiente frio com temperatura abaixo de 5 , é complexa a aplicação
do concreto, pois esse nível de temperatura pode congelar a água de
amassamento do concreto e impedir a hidratação do cimento Portland.
Assim, devem ser tomados cuidados para aquecer os constituintes do
concreto, de modo a prevenir o congelamento, contudo, sem acelerar a pega
do cimento pela elevação da temperatura, o que provocaria uma redução na
trabalhabilidade do concreto fresco.
saiba mais
Saiba mais
O desempenho das construções está em
evidência no Brasil, principalmente após a
aprovação da Norma de Desempenho, a
ABNT NBR 15575: 2013. Essa norma trata da
necessidade de os sistemas construtivos
atenderem, dentre outros, a níveis mínimos
de segurança contra incêndio. Leia o artigo e
saiba mais sobre o comportamento do
concreto em situação de incêndio.
Fonte: Bolina et al . (2015, p. 291).
ACESSAR
Estado Endurecido
A resistência mecânica do concreto é a principal característica do material
utilizada no dimensionamento das estruturas. Contudo, o comportamento do
Co
http://dx.doi.org/10.1590/s1678-86212015000400051
material sob tensão é importante para avaliação da deformação das
estruturas, visto que as peças estruturais são submetidas a esforços
conjuntos, e não isoladamente como a maioria dos ensaios em laboratório.
Resistência à Compressão
A resistência à compressão é o principal parâmetro utilizado no
dimensionamento das estruturas de concreto, sendo in�uenciado por
características e proporcionamento dos materiais na mistura, além das
condições de aplicação do concreto.
A relação água/cimento é um fator importante, pois se relaciona com a
mínima quantidade de água necessária para promover a hidratação do
cimento Portland. O acesso de água na mistura do concreto promoverá
aumento da porosidade, e consequentemente reduzirá a resistência e a
durabilidade do concreto.
A avaliação da resistência à compressão do concreto é normalizada, no Brasil,
pela norma ABNT NBR 5739 (ABNT, 2018), que prescreve o método de ensaio
em corpos de prova cilíndricos, preparados de acordo com a norma ABNT
NBR 5738 (ABNT, 2016).
A ruptura do corpo de prova ocorre em prensa hidráulica com carregamento
contínuo e velocidade de (0,45 ± 0,15) MPa/s. O carregamento só deve cessar
quando houver uma quebra de força que indique a ruptura do material. A
resistência à compressão deve ser calculada pela Equação 3.1:
(Eq. 3.1)
Onde:
fc  é a resistência à compressão, expressa em megapascals (MPa);
F  é a força máxima alcançada, expressa em newtons (N);
D  é o diâmetro do corpo de prova, expresso em milímetros (mm).
fc  =   4F
π x D2
No caso de corpos de prova com relação h/d menor do que 1,94, multiplica-se
a força F pelo fator de correção correspondente ao h/d encontrado, conforme
a Tabela 2.2.
Tabela 2.2 – Fator de correção h/d
Fonte: Adaptada da ABNT (2018, p. 5).
O resultado da resistência à compressão deve ser expresso em megapascals
(MPa), com três algarismos signi�cativos.
Resistência à Tração
A resistência à tração no concreto é avaliada de duas formas: por tração na
�exão e por compressão diametral. O ensaio por tração direta, embora
possível de ser realizado, não é indicado para o concreto, devido às tensões
secundárias geradas pelos dispositivos de �xação.
O ensaio por tração na �exão é realizado em corpos de prova prismático, com
dimensões e respectivos vãos de ensaio prescritos na ABNT NBR 5738 (ABNT,
2016, p. 2), conforme Tabela 2.3.
Relação h/d 2,00 1,75 1,50 1,25 1,00
Fator de
correção
1,00 0,98 0,96 0,93 0,86
NOTA Valores intermediários podem ser obtidos por interpolação
linear, com aproximação de centésimos
Tabela 2.3 – Dimensões dos corpos de prova prismáticos
Fonte: Adaptada da ABNT (2016, p. 2).
A dimensão transversal do corpo de prova deve ser de no mínimo 100 mm, e
a tolerância das dimensões deve ser inferior a 2%, e nunca maior que 2 mm.
O método de ensaio é prescrito pela ABNT NBR 12142 (ABNT, 2010), sendo o
carregamento aplicado continuamente com velocidade compreendida entre
0,9 MPa/min e 1,2 MPa/min. É ilustrado na Figura 2.7 o dispositivo para o
ensaio de tração na �exão em corpos de prova prismático.
Dimensão básica
(mm)
Comprimento
mínimo (mm)
Vão de 
(mm)
100 350 300
150 500 450
250 800 750
450 1400 1350
 ABNT NBR 12142.
ensaioa
Conformea
O resultado da resistência à tração na �exão deve ser calculado pela Equação
3.2:
(Eq. 3.2)
Se a ruptura do corpo de prova ocorrer fora do terço médio, a uma distância
deste não superior a 5%, conforme ilustrado na Figura 2.8, deve-se calcular a
resistência à tração pela Equação 3.3:
(Eq. 3.3)
Onde:
fct, f  é a resistência à tração na �exão, expressa em megapascals (MPa);
F  é a força máxima registrada na máquina de ensaio, expressa em newtons
(N);
l  é a dimensão do vão entre os apoios, expresso em milímetros (mm);
Figura 2.7 – Dispositivo de ensaio à tração na �exão para corpo de prova
prismático
Fonte: Adaptada da ABNT (2010, p. 2).
fct, f  =  
f . l
b . d2
fct, f  = 3 . F  . a
b . d2
 
b é a largura média do corpo de prova, expressa em milímetros (mm);
d é a altura média do corpo de prova, expressa em milímetros (mm);
a é a distância média entre a linha de ruptura na face tracionada e a linha
correspondente ao apoio mais próximo, em milímetros (mm).
Figura 2.8 – Detalhe da ruptura fora do terço médio
Fonte: Adaptada da ABNT (2010, p. 4).
No caso do ensaio à tração por compressão diametral, o formato do corpo de
prova utilizado no procedimento é cilíndrico, normalmente com as mesmas
dimensões do corpo de prova utilizado no ensaio de compressão axial.
O método de ensaio da tração por compressão diametral é prescrito pela
ABNT NBR 7222 (ABNT, 2011), sendo o carregamento aplicado continuamente
a uma velocidade de (0,05 ± 0,02) MPa/s até a ruptura do corpo de prova.
Posiciona-se o corpo de prova na prensa, conforme ilustrado na Figura 2.9.
Figura 2.9 – Posicionamento do corpo de prova na prensa
Fonte: Adaptada da ABNT (2011, p. 3).
Indicados na Figura 2.9, o “d” é o diâmetro do corpo de prova, em milímetros.
O “b” equivale a 0,15 ± 0,01 mm do diâmetro do corpo de prova, e “h” equivale
a 3,5 ± 0,5 mm.
O procedimento também pode contar com dispositivos auxiliares que
facilitam o posicionamento do corpo de prova na prensa, conforme ilustrado
na Figura 2.10.
O resultado da resistência à tração por compressão diametral deve ser
calculado pela Equação 3.4:
(Eq. 3.4)
Onde:
fct,sp é a resistência à tração por compressão diametral, expressa com três
algarismos signi�cativos, em megapascals (MPa);
F é a força máximaobtida no ensaio, expresso em newtons (N);
d é o diâmetro do corpo de prova, expresso em milímetros (mm);
Figura 2.10 – Dispositivo auxiliar para ensaio de tração por compressão
diametral
Fonte: Adaptada da ABNT (2011, p. 2).
fct,  sp  =   2F
π . d . l
l é o comprimento do corpo de prova, expresso em milímetros (mm).
Comportamento Tensão-Deformação
Um material é considerado perfeitamente elástico quando, ao cessar o
carregamento aplicado, antes da sua ruptura, não existirá deformação
residual, ou seja, o corpo de prova retorna para sua dimensão inicial. O
concreto apresenta esse comportamento até certo ponto.
Neville (2016, p. 431) destaca que a pasta de cimento Portland e os agregados,
quando submetidos individualmente a carregamento, apresentam curva
saiba mais
Saiba mais
Na avaliação de estruturas degradadas, é
comum a necessidade de determinar
propriedades mecânicas de estruturas de
concreto sem dispor dos dados de projeto.
Propriedades como resistência à compressão
e módulo de elasticidade, por exemplo, são
importantes nessa análise. No entanto, a
extração de testemunhos para avaliação
laboratorial dos parâmetros de interesse,
embora possível do ponto de vista teórico,
nem sempre é uma alternativa viável em
campo, seja por limitações de tempo,
orçamento ou do próprio elemento
estrutural. Nesse contexto, a opção por
ensaios não destrutivos é uma possibilidade
que fornece com razoável precisão as
informações desejadas. Leia o artigo e saiba
mais sobre a aplicação do módulo de
elasticidade dinâmico como forma de
avaliação de estruturas de concreto.
Fonte: Favarato et al . (2019, p. 1).
ACESSAR
http://dx.doi.org/10.1590/s1517-707620190004.0851
tensão-deformação sensivelmente linear, conforme ilustrado na Figura 2.11.
Figura 2.11– Curvas tensão-deformação da pasta de cimento, do agregado e
do concreto
Fonte: Adaptada de Neville (2016, p. 431).
Já o concreto apresenta comportamento linear até cerca de 30% da sua carga
de ruptura (MEHTA; MONTEIRO, 2014, p. 91). Ultrapassando esse ponto linear,
a curvatura do diagrama tensão-deformação do concreto é justi�cada por
Neville (2016, p. 431) pela progressão da �ssuração na interface entre a pasta
de cimento e o agregado. Ocorre nesse caso uma redução da área resistente
do material, provocando maior velocidade na deformação, por isso o
decaimento do diagrama tensão-deformação do concreto na região não
elástica.
reflita
Re�ita
O módulo de elasticidade é um parâmetro importante para
avaliação do desempenho mecânico das estruturas de
concreto armado, pois se relaciona às deformações ocorridas
na estrutura. Essa característica do concreto é in�uenciada
pelos constituintes do concreto, pelas características da matriz
cimentícia e pela zona de transição na interface entre a pasta
de cimento e o agregado.
Assim, quais serão os efeitos na deformação das estruturas ao
variar o agregado graúdo na dosagem de um concreto,
mesmo preservando a resistência à compressão do material?
Re�ita sobre esse assunto, que é bem recorrente em obras de
pavimento de concreto.
Fonte: Santos et al . (2017, p. 282).
O módulo de elasticidade indica a rigidez de um material que está associado à
resistência à deformação. Desse modo, a observação da Figura 2.11 também
permite comparar a rigidez entre os três materiais, sendo o agregado com
menor deformação mais rígido do que o concreto e a pasta de cimento.
praticar
Vamos Praticar
Deve-se ter cuidado para expressar o traço, pois, caso ocorra algum engano, o
concreto produzido vai apresentar propriedades diferentes daquelas previstas na
dosagem. A dosagem do concreto sempre deve ser feita com os materiais secos e
medidos em massa. No entanto, para enviar o traço para a obra, ele deve ser
convertido de maneira adequada. (LISBOA; ALVES; MELO, 2017, p. 167)
Fonte: LISBOA, E. S.; ALVES, E. S.; MELO, G. H. A. de. Materiais de construção :
concreto e argamassa. 2. ed. Porto Alegre: Sagah, 2017.
Indique a alternativa correta relativa ao consumo dos materiais no traço 1:2:3: 0,50,
sendo as massas especí�cas dos materiais iguais a 2,99 (cimento); 2,66
 (areia); 2,68 (brita) e 1,00 (água).
a) O consumo de cimento é inferior ao consumo de água.
b) O consumo de cimento é inferior a 350 .
c) O consumo de cimento é de aproximadamente 370,0 .
d) O consumo de areia é aproximadamente de 550,0 .
e) O consumo de brita é aproximadamente de 750,0 
kg/dm3
kg/dm3 kg/dm3 kg/dm3
kg/dm3
kg/dm3
kg/dm3
kg/dm3
O manuseio do concreto fresco pode ser estudado em seis etapas, das quais
três referem-se ao preparo do concreto (proporcionamento, mistura e
transporte) e as outras três à aplicação do material (lançamento,
adensamento e acabamento).
Após o manuseio do concreto fresco, outra etapa importante é a cura do
concreto, que in�uenciará diretamente a manutenção de água no interior do
concreto por mais tempo; consequentemente, os produtos de hidratação do
cimento Portland melhoram, in�uenciando o incremento da resistência e
durabilidade do concreto.
O proporcionamento e a mistura são etapas importantes para a
homogeneidade do material, conferindo a coesão adequada ao concreto. Na
Figura 2.12 são ilustradas três formas de mistura do concreto.
Deve-se evitar o preparo manual do concreto (Figura 2.12a) para �ns
estruturais, devido ao baixo controle na quantidade dos materiais, além de
perdas durante a mistura.
AplicaçõesAplicações
As Figuras 2.12b e 2.12c representam o preparo mecanizado em betoneira e
em usina de concreto, respectivamente.
Figura 2.12 – Formas de preparo do concreto – a) manual; b) betoneira; e c)
mistura em usina
Fonte:  Iamporpla; Ginasanders; Sergei Butorin / 123RF.
Quando a mistura do concreto é realizada em betoneira (Figura 2.12b),
Recena e Pereira ( apud ISAIA, 2011, p. 556) recomendam a colocação dos
materiais no equipamento, obedecendo à seguinte ordem:
Em primeiro lugar, adicionar no tambor da betoneira todo o
agregado graúdo com a maior parte da água de amassamento.
Em segundo lugar, deve ser colocado o cimento.
Por �m, introduzir o agregado miúdo e o restante da água.
Quanto o preparo do concreto é realizado em usina (Figura 2.12c), deve-se ter
atenção ao tempo de transporte do material até o canteiro de obras. Nesse
caso, é prescrito na ABNT NBR 7212 (ABNT, 2012, p. 7) o tempo máximo de 90
minutos decorridos entre o início da mistura, a partir do momento da
primeira adição de água, até a entrega do concreto.
São ilustradas na Figura 2.13 as etapas de aplicação do concreto,
compreendendo o lançamento do concreto no sistema de formas (Figura
2.13a), o adensamento do concreto com vibrador de imersão (Figura 2.13b) e
o acabamento do concreto, que pode ser realizado de diversas formas. A
Figura 2.13c ilustra o acabamento com desempenadeira de PVC após
sarrafeamento com régua metálica.
A cura do concreto deve ser iniciada tão logo o material adquira resistência
su�ciente para que a água utilizada no procedimento não se misture ao
amassamento do concreto. Normalmente, isso acontece ainda no mesmo dia
da concretagem da peça estrutural, às vezes sem ter concluída a
concretagem.
De acordo com Recena e Pereira ( apud ISAIA, 2011, p. 571), são
procedimentos usuais para a cura do concreto:
A molhagem direta, que consiste em manter a superfície do concreto
permanentemente molhada.
A molhagem indireta, feita com a colocação de algum material capaz
de reter a água sobre a superfície da peça concretada.
Produtos químicos formadores de película que impermeabilizam a
superfície do concreto.
As operações de manuseio do concreto devem ser planejadas previamente,
principalmente as etapas de aplicação do concreto, de acordo com a ABNT
NBR 14931 (ABNT, 2004).
praticar
V P ti
Figura 2.13 – Etapas de aplicação do concreto – a) lançamento; b)
adensamento; e c) acabamento
Fonte:  Bogdan Mircea Hoda; Gefufna / 123RF.
praticar
Vamos Praticar
As operações de lançamento e adensamento são interdependentes e executadas
quase simultaneamente.São as mais importantes para garantir as exigências de
resistência, impermeabilidade e durabilidade do concreto endurecido na estrutura
real.
Fonte: NEVILLE, A. M.; BROOKS, J. J. Tecnologia do concreto . 2. ed. Porto Alegre:
Bookman, 2013.
Indique a alternativa correta quanto às operações de lançamento e adensamento
do concreto fresco.
a) O abatimento reduzido do concreto facilita o bombeamento da mistura.
b) A exsudação no concreto é o fenômeno de segregação da água livre para a
superfície da peça concretada.
c) É preferível adensar o concreto através da vibração da armadura.
d) O ensaio de abatimento do concreto é realizado após o lançamento do
material nas formas.
e) A segregação do concreto acontece exclusivamente por excesso de
vibração.
indicações
Material
Complementar
LIVRO
Tecnologia do concreto
NEVILLE, A. M.; BROOKS, J.J.
Editora: Bookman
ISBN: 978-85-8260-072-6
Comentário: O livro Tecnologia do concreto é uma
importante obra sobre o comportamento e a aplicação
do concreto. Formado por 21 capítulos, destaca-se a
abordagem do concreto a partir de normas
internacionais; porém, a cada indicação normativa
internacional, é indicada a correspondente norma
brasileira.
FILME
Processo de cura química do concreto
Ano: 2016
Comentário: O engenheiro civil Silvio Andrade, da
empresa SA Soluções de Engenharia, responde a
perguntas de internautas sobre o processo de cura
química do concreto e o tempo de transporte do
concreto em caminhão betoneira da usina para a obra.
O vídeo tem duração de cerca de quatro minutos e
complementa a abordagem sobre a aplicação do
concreto.
TRA ILER
conclusão
Conclusão
Observamos nesta unidade que o concreto é um material sensível às
características dos componentes utilizados na sua mistura, bem como às
operações de aplicação.
O proporcionamento dos materiais é uma etapa importante da produção do
concreto e requer conhecimento do engenheiro quanto à transformação dos
traços experimentados em laboratório (normalmente dosados em massa)
para os traços em volume aplicados na obra.
No caso das operações de aplicação do concreto, os fatores ambientais, como
a temperatura e a ação do vento sobre a peça estrutural, interferem no
processo de endurecimento do material recém-lançado, promovendo efeitos
negativos à resistência e durabilidade das estruturas.
referências
Referências
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Ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos. Rio de Janeiro, 2018.
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concreto dosado em central - Procedimento. Rio de Janeiro, 2012.
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