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1º Semestre/2024 MATERIAIS 2024 “O concreto armado é o melhor material que o homem encontrou até o momento. O fato de que mediante ele pode obter-se praticamente qualquer solicitação, aproxima-o do maravilhoso. Com ele não existem fronteiras para a fantasia criadora no âmbito da construção” Pier Luigi Nervi 1891–1980 Fundamentos do Concreto Armado Histórico Há cerca de 10.000 anos, tendo descoberto a agricultura e a pecuária, o homem deixou de ser nômade, passando a residir em um local fixo; surgiram então os primeiros edifícios permanentes e as primeiras aldeias. Desde esta época, o homem vem erguendo construções que o abriguem, que permitam a reunião de grandes comunidades irmanadas por um objetivo religioso, político ou de lazer, que possibilitem a transposição de um rio ou a barragem de um curso d’água. As primitivas construções iniciais deram lugar às monumentais pirâmides egípcias, aos harmoniosos templos gregos, às extraordinárias cúpulas romanas, à sublime catedral gótica, às imensas pontes de ferro e de aço, aos enormes arranha-céus de aço e de concreto. O concreto mais antigo encontrado até hoje data de 5600 a.C. Confeccionado na Iugoslávia. Constituído de uma mistura de cal, argila e agregados. A descoberta de um mural egípcio datando de 1950 a.C. Mostra o concreto sendo misturado e aplicado manualmente. Egito Antigo -Pirâmide de Sacara Construída durante oséculo XXVII a.C (feita entre 2630 a.C-2611 a.C.) Originalmente, a pirâmide alcançava 62 m, com uma base de 109 m x 125 m, e era revestida por pedra calcáriabranca polida.A pirâmide de degraus é vista como a mais antiga construção monumental em pedra do mundo, O uso do concreto armado, enquanto argamassa reforçada com aço, não ocorreu na construção civil. Os franceses Joseph Louis Lambot em 1849 e Joseph Monier em 1861 utilizaram essa combinação, respectivamente, na execução de estruturas de barcos e na confecção de vasos para plantas. A primeira edificação em concreto armado que se tem registro foi construída por François Coignet, na Segunda metade do século XVIII. Os alemães avançaram no estudo do novo material, baseando-se em experiências e ensaios. “O verdadeiro desenvolvimento do concreto armado no mundo iniciou-se com Gustavo Adolpho Wayss” que fundou sua firma em 1875, após comprar as patentes de Monier para utilizar no norte da Alemanha. As primeiras normas para cálculo e construções em concreto armado surgiram a partir dos trabalhos sobre dimensionamento do engenheiro alemão E. Mörsch, em 1902. A treliça clássica de Mörsch é uma das maiores invenções em concreto armado, permanecendo ainda aceita, apesar de ter surgido há mais de 100 anos. Inicialmente utilizava-se a expressão concreto-ferro. Apenas a partir de 1920 foi introduzida a expressão concreto armado. No Brasil as primeiras edificações em concreto armado surgiram no Rio de Janeiro, em 1904, porém, desde 1901 já existiam galerias de água em cimento armado na cidade. Em 1909, em Santos-SP, foi construída a ponte da Rua Senador Feijó, com vão de 5,4m. Em 1913 a empresa alemã Wayss & Freytag veio ao Brasil e construiu importantes obras, marcos para o desenvolvimento do concreto armado no país. Alguns recordes mundiais conquistados pelo Brasil, no século passado, em obras de concreto armado: 1. Marquise, com balanço de 22,4m, da tribuna do Jockey Clube do Rio de Janeiro - 1926 2. A construção foi iniciada em 1924 e a inauguração aconteceu em 1929, o Edifício Martinelli, em São Paulo, com 106,5m de altura (30 pavimentos, recorde na américa latina na época). 3. Elevador Lacerda, Salvador, 1873, com 73m de altura. Mais alto do mundo. transportar 900 mil passageiros por mês ou, em média, 28 mil pessoas por dia 4. Ponte da Amizade, Foz do Iguaçu em 1965, com extensão de 552 m é o maior arco de concreto armado do mundo, com 290 m de vão à época. Princípios básicos O concreto é o material mais utilizado na construção de estruturas de edificações. Como material estrutural, o concreto pode ser: Concreto simples, sem armadura; Concreto armado; Concreto protendido. Quanto ao modo como é executado, pode ser: Moldado na obra (em seu local definitivo); Pré-fabricado (em fábricas). Pré-moldado (no canteiro de obra, fora do seu local definitivo); material composto, preparado por ocasião de sua aplicação, mistura de um aglomerante hidráulico (cimento) com materiais inertes (agregados) e água. traço do concreto: proporção entre os diversos componentes, fator água/cimento (a/c): parâmetro importante para a resistência do concreto, aditivos: acentuar características específicas, como acelerador de pega, super fluidificante, etc. cimento +água + agregado miúdo + agregado graúdo = Concreto Simples Segundo a ABNT NBR 8953, os concretos a serem usados estruturalmente estão divididos em dois grupos, classificados de acordo com sua resistência característica à compressão (fck), como apresentado na Tabela abaixo. A letra C representa classe de concreto seguida da resistência característica à compressão, em Mpa . A classe C15 pode ser usada apenas em obras provisórias ou em fundações, (NBR 6122). CONCRETO terminologias Massa ( ou peso ) específica do concreto simples (Y conc): Se a massa específica real não for conhecida, para efeito de cálculo, pode-se adotar para o concreto simples o valor 2400 kg/m3 (Y conc) = 24 kN/m3). 1. Concreto Convencional Esse é o tipo mais utilizado na construção civil, podendo ser aplicado diretamente no solo, em fundações ou em formas, para lajes e pisos. Por ter uma consistência mais seca, esse tipo de concreto precisa da utilização de ferramentas vibradoras (como a betoneira) para ser adensado. O seu transporte deve ser realizado por meio de carrinhos de mão, gruas, elevadores ou caçambas, diferente do exemplo abaixo, que é transportado por tubulações. 2. Concreto Bombeável Como o próprio nome já diz, essa modalidade de concreto é bombeada ao local final por meio de tubulações, devido à alta fluidez do material. Para chegar a essa fluidez, aumenta-se a quantidade de água na fórmula, diminuindo a granulometria do concreto. Esse tipo de material é muito utilizado em grandes obras verticais, já que o método de transporte empregado garante menos tempo de viagem, evitando o adensamento do concreto e mais gastos com mão de obra. 3. Concreto Armado O concreto armado também é bastante comum em grandes obras de construção civil. Nesse caso, são adicionadas armações de aço à mistura, aumentando a resistência a forças de compressão e tração. Ele é muito utilizado em pilares, vigas, lajes e outros componentes estruturais. Você sabia que a OEC foi uma das primeiras empresas a utilizar concreto armado no Brasil? Isso possibilitou a conclusão do Edifício Belo Horizonte (em Salvador, na Bahia) em apenas sete meses, quando a média na época era de três anos! 4. Concreto Protendido Nesse caso, são utilizados cabos de aço de alta resistência no concreto, um processo que se chama ancoramento. Uma das grandes vantagens do concreto protendido é que ele possibilita a construção de vãos livres um pouco maiores que os do concreto armado convencional. Outros usos interessantes desse tipo de concreto são na fabricação de pré-moldados (como as lajes pré-moldadas) e reforço de estruturas. 5. Concreto Leve Esse tipo de concreto possui baixa densidade em comparação com os demais, tendo apenas um terço da densidade dos concretos comuns. Ele se destaca principalmente devido a sua elevada capacidade de isolamento térmico e acústico. Segundo o pessoal da Inova Civil, o concreto leve costuma ser aplicado em regularização de superfícies, envelopamento de tubulações, fabricação de blocos e enchimentos de lajes. Uma de suas principais vantagens é a redução de custos, além da pouca permeabilidade e redução do peso das estruturas. 6. Concreto Pesado Ao contrário do exemplo acima, esse tipo de concreto possui altíssima densidade, sendo 50% mais pesado do que o concreto tradicional. Isso é conseguido graças à adição de agregados naturais na mistura, comomagnetita, hematita e barita. O principal uso desse material é para construção de gasodutos, câmaras de raio-x ou ambientes que lidam com energia atômica, como usinas. Os agregados têm o papel de auxiliar na proteção contra a radiação. 7. Concreto Rolado Um dos tipos mais utilizados no Brasil, o concreto rolado é aproveitado como sub- base em pavimentações urbanas, pisos de estacionamentos e em barragens de grande porte. De acordo com o site Escola Engenharia, sua aplicação se dá por meio da compactação com rolos compressores, devido ao seu baixo consumo de cimento e baixa trabalhabilidade. Depois da aplicação, o concreto recebe uma emulsão asfáltica para impermeabilização. 8. Concreto de Alta Resistência Como o próprio nome já diz, esse tipo de concreto possui uma resistência bem maior do que as outras modalidades. Ele é bastante utilizado em fundações, lajes, pilares e vigas, já que cumpre a função de alta resistência com menor volume de material, gerando economias para a obra. Para elaborar o CAR, é necessária a realização de estudos granulométricos que gerem a diminuição dos agregados miúdos e graúdos do concreto, além de se avaliar a adição de minerais como sílica ativa. Um trabalho bastante complexo, praticamente uma alquimia! 1- POR QUE NO BRASIL A GRANDE MAIORIA DAS CASAS É DE ALVENARIA E EM PAÍSES MAIS DESENVOLVIDOS SÃO DE OUTROS MATERIAIS? No Brasil, a predominância da alvenaria na construção de casas é influenciada por uma variedade de fatores. Primeiramente, a disponibilidade e acessibilidade dos materiais desempenham um papel significativo. Historicamente, a alvenaria tem sido amplamente disponível e mais acessível em comparação com outros materiais de construção, tornando-a uma escolha comum para construtores e proprietários. Além disso, os custos de construção desempenham um papel crucial. Em muitos casos, a alvenaria pode ser mais econômica do que outros materiais de construção, especialmente considerando o custo inicial. Isso é particularmente relevante em países onde o custo da mão de obra é alto, como no Brasil. Tradições culturais e preferências também desempenham um papel importante. A alvenaria tem sido tradicionalmente preferida devido à sua durabilidade e resistência às condições climáticas locais. As regulamentações e padrões de construção também podem influenciar as escolhas de materiais. Em alguns lugares, os códigos de construção podem favorecer certos materiais ou técnicas construtivas, o que pode levar à preferência pela alvenaria. Além disso, o clima e as condições geográficas de um local desempenham um papel crucial. Em áreas sujeitas a terremotos, por exemplo, materiais mais leves e flexíveis podem ser preferidos sobre a alvenaria, que é mais rígida. Por outro lado, em países mais desenvolvidos, uma variedade maior de materiais de construção está disponível devido a uma ênfase maior na inovação e tecnologia. Isso pode levar à adoção de materiais mais avançados e técnicas construtivas alternativas. Em resumo, a predominância da alvenaria na construção de casas no Brasil é resultado de uma combinação de fatores econômicos, culturais, regulatórios e climáticos, enquanto em países mais desenvolvidos, outros materiais podem ser mais comuns devido a diferentes circunstâncias e preferências locais. 2- O CONCRETO ARMADO É UM BOM MATERIAL EM SITUAÇÕES DE INCÊNDIO? JUSTIFIQUE SUA RESPOSTA O concreto armado é frequentemente considerado um material robusto em situações de incêndio devido a diversas características. Primeiramente, sua baixa condutividade térmica desempenha um papel crucial. Essa característica significa que o concreto é um isolante térmico eficiente, o que pode retardar a propagação do calor para o interior da estrutura, ajudando a proteger as barras de aço incorporadas no concreto. Além disso, o concreto armado possui uma alta resistência à compressão. Mesmo sob altas temperaturas, ele mantém uma parte significativa de sua capacidade estrutural, o que é fundamental para manter a integridade da estrutura em um incêndio. Outro ponto relevante é a proteção oferecida às armaduras de aço dentro do concreto. Essas armaduras são encapsuladas pelo concreto, o que ajuda a preservar sua resistência estrutural durante um incêndio. Entretanto, é importante reconhecer que o concreto armado não é imune aos efeitos do fogo. Em situações de incêndios extremos, o concreto pode sofrer danos, incluindo rachaduras devido à expansão térmica e perda de resistência devido às altas temperaturas. As armaduras de aço também podem perder parte de sua resistência estrutural em condições de calor intenso. Portanto, enquanto o concreto armado oferece uma certa proteção em situações de incêndio, é essencial que edifícios e estruturas sejam projetados e construídos considerando medidas adicionais de segurança contra incêndios. Isso pode incluir a instalação de sistemas de detecção e supressão de incêndios, a implementação de rotas de evacuação adequadas e o uso de materiais de revestimento retardadores de fogo. Assim, garantimos a segurança dos ocupantes e a integridade das estruturas em caso de incêndio. 3- QUAIS SÃO OS PONTOS POSITIVOS E NEGATIVOS DA UTILIZAÇÃO DO CONCRETO ARMADO? CITE AO MENOS 3 DE CADA E OS JUSTIFIQUE. Pontos Positivos: Alta resistência estrutural: O concreto armado é conhecido por sua alta resistência à compressão, o que o torna ideal para suportar cargas pesadas em diversas aplicações, como edifícios, pontes e estruturas de infraestrutura. Sua capacidade de suportar grandes cargas contribui para a durabilidade e estabilidade das estruturas ao longo do tempo. 1. Durabilidade e longa vida útil: O concreto armado é um material durável que pode resistir à exposição prolongada a condições ambientais adversas, como umidade, variações de temperatura e corrosão. Sua longa vida útil significa que as estruturas de concreto armado requerem menos manutenção ao longo do tempo, resultando em custos operacionais mais baixos em comparação com outros materiais. 2. Flexibilidade de design e construção: O concreto armado oferece uma grande flexibilidade de design e construção, permitindo a criação de uma variedade de formas e tamanhos de estruturas para atender a requisitos específicos de projeto. Além disso, sua versatilidade permite a incorporação de elementos arquitetônicos complexos, como curvas e ângulos, possibilitando a realização de projetos arrojados e inovadores. 3. Pontos Negativos: Peso elevado: O concreto armado é um material denso e pesado, o que pode aumentar os requisitos de fundação e estruturação de uma construção. Isso pode resultar em custos mais altos devido à necessidade de estruturas de suporte mais robustas e complexas, especialmente em edifícios de vários andares. 1. Baixa resistência à tração: Apesar de sua alta resistência à compressão, o concreto armado possui uma resistência relativamente baixa à tração. Isso significa que ele pode ser propenso a rachaduras e fissuras quando submetido a forças de tração, como flexão ou torção. Para mitigar esse problema, são incorporadas armaduras de aço para aumentar a resistência à tração do concreto. 2. Impacto ambiental da produção de cimento: A produção de cimento, principal componente do concreto, é associada a uma significativa emissão de dióxido de carbono (CO2), um dos principais gases de efeito estufa. 3. 4 - QUANDO DEVEMOS USAR O CONCRETO PRETENDIDO? EM QUE TIPO DE PEÇA ESTRUTURAL É USADO? O concreto protendido é usado em situações onde é necessário aumentar a capacidade de suporte e a durabilidade de uma estrutura, especialmente em peças estruturais sujeitas a grandes cargas ou que precisam de vãos livres maiores. A técnica de protensão envolve a aplicação de forças de compressão prévias nas barras de aço antes de o concreto ser lançado, o que resulta em uma redução das tensões de tração durante a vida útil da estrutura. Isso proporciona uma série de vantagens, incluindo uma maior capacidade de carga, uma maior eficiência no uso do material e uma redução das deformações sob carga.O concreto protendido é frequentemente utilizado em uma variedade de peças estruturais, incluindo: Vigas e lajes de pontes: O concreto protendido é comumente usado em vigas e lajes de pontes devido à sua capacidade de suportar grandes vãos livres e cargas pesadas com uma quantidade mínima de material. Isso ajuda a reduzir o peso próprio da estrutura e permite a construção de pontes mais esbeltas e econômicas. 1. Lajes de edifícios: Em edifícios de vários andares, o concreto protendido pode ser empregado em lajes para aumentar a capacidade de carga e reduzir as deflexões. Isso é especialmente útil em edifícios comerciais e residenciais de grande porte, onde a capacidade de suportar cargas pesadas e minimizar as deformações é crucial. 2. Elementos pré-fabricados: O concreto protendido também é amplamente utilizado na fabricação de elementos pré-fabricados, como vigas, lajes e painéis de fachada. Esses elementos pré-fabricados são fabricados em condições controladas de fábrica e podem ser transportados e montados no local de construção com facilidade, proporcionando economia de tempo e mão de obra. 3. Em resumo, o concreto protendido é utilizado em peças estruturais onde se requer uma alta capacidade de suporte de carga, vãos livres maiores e uma redução das deflexões sob carga. Isso inclui pontes, lajes de edifícios e elementos pré- fabricados, entre outros. 5- O QUE É CONCRETO PRÉ MOLDADO? QUAIS SÃO AS VANTAGENS DE UTILIZR PEÇAS ESTRUTURAIS PRÉ MOLDADAS? O concreto pré-moldado é um tipo de concreto que é moldado em peças estruturais, como vigas, lajes, pilares e painéis, fora do local de construção principal, em uma instalação conhecida como fábrica de pré-moldados. Essas peças são fabricadas de acordo com as especificações de projeto e posteriormente transportadas para o local de construção, onde são montadas e integradas à estrutura maior. As vantagens de utilizar peças estruturais pré-moldadas incluem: Eficiência e rapidez na construção: As peças pré-moldadas são fabricadas em condições controladas de fábrica, o que permite uma produção mais eficiente e rápida em comparação com a construção in loco. Isso resulta em um cronograma de construção mais curto e redução dos prazos de entrega do projeto. 1. cronograma de construção mais curto e redução dos prazos de entrega do projeto. Qualidade controlada: A fabricação das peças pré-moldadas em instalações controladas permite um alto nível de controle de qualidade. As peças são produzidas de acordo com padrões rigorosos e especificações de projeto, o que resulta em produtos de alta qualidade e uniformidade. 2. Redução de desperdício de material: A fabricação das peças pré-moldadas permite uma melhor utilização dos materiais, reduzindo o desperdício de concreto, aço e outros recursos. Além disso, a possibilidade de reutilização das formas de moldagem contribui para a sustentabilidade do processo construtivo. 3. Facilidade de montagem: As peças pré-moldadas são projetadas para se encaixarem perfeitamente umas nas outras, facilitando o processo de montagem no local de construção. Isso reduz a necessidade de trabalho de alvenaria e acabamento no local, resultando em economia de tempo e mão de obra. 4. Flexibilidade de design: O uso de peças pré-moldadas oferece uma grande flexibilidade de design, permitindo a criação de uma variedade de formas e tamanhos de elementos estruturais para atender às necessidades específicas do projeto. Isso possibilita a realização de projetos arquitetônicos complexos e inovadores. 5. Em resumo, o concreto pré-moldado oferece uma série de vantagens, incluindo eficiência na construção, qualidade controlada, redução de desperdício de material, facilidade de montagem e flexibilidade de design. Essas características fazem com que seja uma escolha popular em uma variedade de aplicações de construção, desde edifícios comerciais e residenciais até pontes e estruturas de infraestrutura.
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