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INTRODUÇÃO 
AO 
CONCRETO
Prof. César Ataide
Em artigo da “Scientific American” em 1964
O material mais usado em construção é o concreto
Nos EUA, (em 1963), 63 milhões de toneladas de Cimento Portland
foram convertidas em 500 milhões de toneladas de concreto.
5x o consumo do aço.
Consumo mundial estimado em 3 bilhões de toneladas.
Ou seja 1 tonelada / pessoa  Somente a água é mais consumida
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O que é o concreto?
PASTA ↔ CIMENTO + ÁGUA
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O que é o concreto?
CONCRETO SIMPLES ↔ CIMENTO + AREIA + PEDRA + ÁGUA
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O aço é mais resistente e tenaz que o concreto
O que faz o concreto ser o material mais utilizado?
Primeira: O concreto possui excelente resistência à água
Madeira e aço comum são facilmente atacáveis pela água
Torna o concreto o material ideal para estruturas destinadas a 
controlar, estocar e transportar água.
A durabilidade do concreto a alguns tipos de águas agressivas é 
responsável pelo fato do seu uso ter sido estendido a muitos 
ambientes agressivos.
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Ameron pipe division (Tubo de água do “Central Arizona”)
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Hidrelétrica de Itaipu – Promom Enga.
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O aço é mais resistente e tenaz que o concreto
O que faz o concreto ser o material mais utilizado?
SEGUNDA: A facilidade com que os elementos estruturais de 
concreto podem ser executados numa grande variedade de formas e 
tamanhos
O concreto fresco tem uma consistência plástica, ele flui nas formas 
pré-fabricadas
Depois de algumas horas ele solidifica tornando-se resistente e as 
formas podem ser removidas para reutilização
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Fountain of time: Escultura em concreto. Addison, Illinois
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O aço é mais resistente e tenaz que o concreto
O que faz o concreto ser o material mais utilizado?
TERCEIRA: É o material estrutural mais barato e mais facilmente 
disponível no canteiro
Os principais ingredientes: Agregados, Cimento Portland e água são 
relativamente baratos e comuns na maior parte do mundo
Comparado com os outros materiais estruturais, a produção de 
concreto requer menor consumo de energia.
Grandes quantidades de resíduos industriais podem ser reciclados no 
concreto, substituindo o cimento ou os agregados, ou também sendo 
incorporado durante a fabricação do cimento
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O aço é mais resistente e tenaz que o concreto
O que faz o concreto ser o material mais utilizado?
Outras vantagens importantes:
Baixo custo de mão-de-obra, pois em geral não exige profissionais com
elevado nível de qualificação
Processos construtivos conhecidos e bem difundidos em quase todo o 
país
O concreto é durável e protege a armação contra a corrosão
Os gastos de manutenção são reduzidos, desde que a estrutura seja bem
projetada e adequadamente construída
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A evolução das construções
Quando surgiu a primeira construção? Porque?
2,5 milhões de anos: abrigos naturais
Uso de madeira, cipó, pele e osso de animais, galhos,
gelo
Uso da pedra
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A evolução das construções
Pirâmides do Egito (2700 à 2200 A.C.)
Coliseu de Roma (70-82 D.C.)
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A evolução das construções
Panteão de Roma (110-125 D.C.) Panteão de Roma: 
mistura de pozolana 
com cálcario
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A evolução das construções
Torre de Pisa (1174-1350)
Blocos de mármore
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A evolução das construções
Revolução Industrial (1760) - ferro e aço
Torre Eifel (1889)
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A evolução das construções
J. Aspdin - 1824: cimento portland
Século XX: concreto armado, protendido, CAR, CAD
Edifícios-altos
Pontes com mais de 1 
km de vão
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A evolução das construções
610m
452m
417m 381m
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A evolução das construções
Ponte Akashi-Kaikyo (Japão): 3 vãos contínuos, com o central medindo 1,99 
km de extensão, e comprimento total de 3,91 km. Foram usados 96.200 ton 
de aço na sua construção. É, atualmente, a maior ponte suspensa do 
mundo.
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Histórico do concreto
Smeaton e Parker : pesquisas sobre cimento
Smeaton (1791): base do Farol de Eddistone
J. Aspdin (1824) e Vicat: cimento portland
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Histórico do concreto
Johnson (1845): cimento atual
Lambot (1849): Barco em cimento armado
Monier (1861): objetos e patentes em cimento armado
Hyatt (1877): patente para viga em concreto armado
Mörsch (1902): teoria para o concreto armado
Mörsch e Köenen (1912): princípios do concreto protendido
Freyssinet (1928): pai do concreto protendido
Final da década de 50: CAR (40 MPa)
Atualmente: CAD
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Concreto no Brasil
Primeira obra: 1892 - casas de habitação
Saneamento em Santos (1907): várias obras, entre elas a ponte 
sobre a Rua Senador Feijó
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Concreto no Brasil
1926 - Marquise da Tribuna de Sócios no Jockey Club do Rio: 
balanço de 22,4 m (recorde mundial)
1930 - Elevador Lacerda: 73 m de altura, maior elevador para fins comerciais 
do mundo
1930 - Ponte de Herval: 68 m de vão em viga reta; balanços sucessivos 
(recorde mundial);
1928 à 1931 - Edifício “A Noite”: 22 pavimentos, com 102,8 m de altura 
(recorde mundial)
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Concreto no Brasil
Edifício A Noite, no Rio de Janeiro, 
1930; arquiteto Joseph Gire,
um precursor do concreto armado e do 
Art Déco na cidade
Rio Passado in www.flickr.com 
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Concreto no Brasil
1969 - Museu de Arte de São Paulo (MASP): laje com 30 x 70 m livres (recorde 
mundial)
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Concreto no Brasil
1982 - Usina Hidrelétrica de Itaipu: recorde mundial em barragem de 
gravidade aliviada, com 190 m de altura e mais de 10 milhões de metros 
cúbicos de concreto
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Tipos de concreto
Concreto simples
Concreto armado
Concreto protendido
Concreto leve
Concreto pesado
Concreto massa
Concreto bombeado
Concreto projetado
Concreto de alta-resistência
Concreto de alto-desempenho
Concreto compactado com rolo
Concreto com fibras
Concreto com polímeros
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Tipos de concreto
Baseado na massa especifíca, o concreto pode ser classificado em 3 
grandes categorias
Concreto de peso normal ou corrente – 2400 kg/m³
Concreto leve – 1800 kg/m³
Concreto pesado – 3200 kg/m³
Classificação usual do concreto quanto à resistência
Concreto de baixa resistência Fck ≤ 20 MPa
Concreto de resistência moderada. 20 MPa 40 MPa
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Propriedades do concreto endurecido
A escolha de um material estrutural deve levar em conta sua
resistência aos esforços solicitantes, conseqüentemente o
conhecimento de suas propriedades, positivas ou não
Informações básicas do concreto submetido aos esforços
Deformação: Mudança de comprimento por unidade de comprimento
decorrente das cargas aplicadas (m/m)
Tensão: É como expressamos a carga, definida como a força por
unidade de área
Dependendo da ação, as tensões poderão ser distintas: Compressão,
tração, flexão, cisalhamento e torção
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Propriedades do concreto endurecido
As relações tensão-deformação dos materiais são geralmente
expressas em termos de RESISTÊNCIA, MÓDULO DE
ELASTICIDADE, DUTILIDADE E TENACIDADE
Resistência: é a medida da tensão exigida para romper o material
O ganho de resistência do concreto é o processo relativamente lento,
normalmente as especificações e ensaios de resistência de concreto
são baseados em corpos de prova curados em condições específicas
de temperatura e umidade por um período de 28 dias
Para a maioria das aplicações é usado o concreto de resistência
moderada (20 a 40MPa).
Hoje são comercializados concretos de até 130 MPa
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Propriedades do concreto endurecido
IMPORTANTE: As resistências à tração e à flexão do concreto são da
ordem de 10 e 15%, respectivamente, da resistência à compressão.
Esse fenômemo é atribuido à estrutura heterogênea e complexa
do concreto
Módulo de Elasticidade: é a relação entre a tensão e a deformação
reversível provocada por essa carga
Para muitos materiais estruturais, como o aço, o comportamento
tensão-deformação quando o corpo é submetido a incremento de
cargas pode ser dividido em 2 partes:
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Propriedades do concreto endurecido
Deformação Elástica: Quando a elasticidade é proporcional à tensão
aplicada e é reversível quando o corpo de provaé descarregado
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Propriedades do concreto endurecido
Deformação Plástica: A um alto nível de tensão, a deformação não
mais permanece proporcional à tensão aplicacada, tornando-se
permanente, não será recuperada se o corpo for descarregado
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Propriedades do concreto endurecido
Portanto: O limite de proporcionalidade em projeto estrutural é devido
ao fato dele representar a deformação máxima permitida antes do
material adquirir deformação permanente
Dutilidade: É a medida da quantidade de deformação permanente
que pode ocorrer antes do material romper
Tenacidade: É a medida de energia necessária para romper o
material, produto da força vezes a distância, é representada pela área
sob a curva tensão-deformação
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Propriedades do concreto endurecido
Tenacidade x Resistência
Tenacidade – medida de energia
Resistência – medida de tensão necessária para fraturar o material
PORTANTO: Dois materiais podem ter resistências idênticas, porém
diferentes valores de tenacidade
Em geral, quando a resistência aumenta, a tenacidade e a dutilidade
diminuem
Materiais de alta resistência normalmente rompem de
maneira brusca, sem que ocorra uma deformação
permanente significativa
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Propriedades do concreto endurecido
Fluência: Fenômeno do aumento gradual de deformação com o
tempo sob tensão constante
Quando a fluência é restringida, manifesta-se uma diminuição
progressiva da tensão com o tempo. O alívio de tensão associado a
fluência tem implicações importantes no comportamento tanto do
concreto simples como o protendido
Retração de secagem: As deformações também podem surgir por causa
de mudança de umidade e/ou temperatura ambiente
Retração térmica: Elementos com grande volume de concreto podem
apresentar grande aumento de temperatura devido à baixa dissipação de
calor liberado na hidratação do cimento, ocorrendo a retração térmica no
resfriamento
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Formas de Ruptura no Concreto
Com um material como o concreto, que contém vazios de vários
tamanhos e formas, os tipos de ruptura sob tensão são muito
complexas e variam conforme o tipo de tensão
Sob Tração pouca energia é necessária para o início e aumento das
fissuras. A propagação das fissuras e rápida e a ruptura é frágil
Sob Compressão o modo de ruptura é menos frágil porque mais
energia é necessária para gerar e aumentar as fissuras. Geralmente
em ensaio de compressão axial do concreto nenhuma fissura interna
surge a até 50% da tensão de ruptura
Com o aumento do nível de tensão as fissuras surgem e aumentam e, por fim, 
se unem e, geralmente, uma superfície de ruptura desenvolve-se a 
aproximadamente 20 a 30 graus a partir da direção da carga
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Fatores que afetam a Resistência à 
compressão do concreto
Fator água / cimento: Em 1918 Abrams determinou que existia uma
relação entre o fator água / cimento e a resistência do concreto
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14
21
28
34
41
48
R
e
s
is
tê
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 À
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 2
1
°C
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Fatores que afetam a Resistência à 
compressão do concreto
Ar incorporado: Quando vazios em forma de ar são incorporados ao
concreto, em conseqüência de adensamento inadequado ou uso de
aditivo incorporador de ar, eles também tem o efeito de aumentar a
porosidade e reduzir a resistência
Tipo de cimento: No Brasil são produzidos vários tipos de cimentos,
com características específicas. Por exemplo: CPI – Cimento Portland
Simples – 6 MPa aos 7 dias e 34 MPa aos 28 dias
CPIV – ARI: Cimento Portland de Alta Resistência Inicial – 14 MPa
aos 7 dias e 36 MPa aos 28 dias
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Fatores que afetam a Resistência à 
compressão do concreto
Agregado: Tamanho, forma, textura da superfície, granulometria e
mineralogia influem na resistência do concreto em vários níveis
Água de amassamento: A água de amassamento raramente é um
fator na resistência do concreto, nas especificações para misturas de
concreto, a qualidade da água é garantida pela exigência de
potabilidade
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Próxima aula:
Propriedades do aço