Cap1 - A evolução do concreto estrutural

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Capítulo 1
A Evolução do Concreto Estrutural
Geraldo Cechella Isaia
Universidade Federal de Santa Maria
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
I t d ãIntrodução
• É um material milenar (pelo menos 2.500 anos);
• Foi redescoberto na 2ª metade do século XIX;• Foi redescoberto na 2 metade do século XIX;
• Matérias primas em abundância;
• Vantagens e propriedades adequadas;
• É o carro-chefe da construção no mundo atual;
• É um material que mais se adapta ao conceito atual de
sustentabilidade
• Razões: materiais de baixo custo e efeito da escala de
consumo
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C t Ci ili ã GConcreto na Civilização Grega
•Figura 1 – (a) Cisterna de concreto em Kamiros, na ilha de Rodes, Grécia, vista 
de jusante para montante. (PITT, 2010); 
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•(b) Curva da composição granulométrica dos agregados utilizados na cisterna 
(KOUI e FTIKOS, 1998, p. 624-625). 
O t Ci ili ã RO concreto na Civilização Romana
• Livro II de Vitruvius De Architectura: argila ou pedrasg p
vulcânicas calcinadas (carbunculus) e areia vulcânica
reativa natural (harena fossicia) = para uso em edificações
a seco;
• A pozolana (de Pozzuolli) era utilizada somente em
t t t á t f d õconcreto em contato com a água, pontes, fundações,
aquedutos;
D i t (f did i d )• Denominaram concretus (fundido, misturado);
• Opus caementicium = obra cimentícia ou aglomerada,
i íd d ú l d d d blconstituída de núcleo de concreto entre paredes de blocos
de pedra, tijolos ou placas de turfa, que serviam de fôrma.
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(a) (b)
Figura 2 – (a) Vista interna de parede preenchida com opus cementicium; 
(b) concreto de fundação anelar do Templo C em Roma com placas de turfa como formas
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(b) concreto de fundação anelar do Templo C em Roma, com placas de turfa como formas 
(YEGUL, 2011).
Ti d ti iTipos de opus caementicium
•a)
•b) •c)
•Figura 3 –
•(a) opus incertum; 
•(b) opus reticulatum;•(b) opus reticulatum; 
•(c) opus testaceum; 
•(d) opus mixtum
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•d)
•(SCHRAM & PASSCHIER, 2011).
P t ã d RPanteão de Roma
• Construído por Agripa em 27 a.C. e reconstruído por
Adriano em 120 d.C.
• Paredes com 6 m de espessura com núcleo em concreto e
abóboda com 43 3 m de diâmetro em concreto leveabóboda com 43,3 m de diâmetro, em concreto leve.
Quadro 1 – Dados comparativos do Panteão com outros monumentos
(NABATAE.NET, 2011)
Monumento Diâmetro daCúpula (m)
Data 
(d.C.)
Tempo
(anos) Material Cúpula (m) (d.C.) (anos)
Panteão (Roma) 
S. Sofia (Istambul)
S Pedro (Roma)
43,30 
32,60 
42 00
118 - 125 
532 - 567 
1400 1564
7 
5 
50
Concreto 
Concreto 
PedraS. Pedro (Roma)
Catedral Florença 
S. Paulo (Londres)
42,00
42,20 
30,80 
1400 - 1564
1420 - 1434
1675 - 1710
50
14 
35 
Pedra 
Pedra 
Pedra 
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Panteão (Paris) 21,00 1755 - 1792 37 Pedra 
 
•Panteão de Roma•Panteão de Roma
) b)
•Figura 4 – (a) Vista interna do altar e parte da cúpula com os baixos relevos 
(http://www voyagesphotosmanu com/histoire pantheon rome html);
•a) •b)
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(http://www.voyagesphotosmanu.com/histoire_pantheon_rome.html);
(b) Vista externa aérea (http://historiadaarte.pbworks.com/w/page/18413911/Panteão).
C li d R (A fit t Flá i )Coliseu de Roma (Anfiteatro Flávio)
•Construído por Vespasiano entre 69 e 79 d.C. Capacidade para 50 mil espectadores
•Fundação em radier c/24.000 m³ de concreto-massa. Estrutura em Opus Caementicium
•Figura 5 – (a) Vista parcial do modelo do Coliseu (ROMAN COLOSSEUM, 2011);
•a) •b)
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Figura 5 (a) Vista parcial do modelo do Coliseu (ROMAN COLOSSEUM, 2011); 
(b) Seção transversal do anfiteatro (WIKIPÉDIA, 2011b).
O t b EOutras obras romanas na Europa
Figura 6 – (a) Ponte sobre o rio Tejo, em Alcantara, Espanha (ALCANTARA BRIDGE, 
2011);
(b) Ponte/aqueduto sobre o rio Gard, Nimes, França (WIKIPÉDIA, 2011c).
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(b) o te/aqueduto sob e o o Ga d, es, a ça ( , 0 c)
Concreto na Idade Moderna (1450 – 1789)
PPrecursores
• Leonardo da Vinci
• Michelangelo – Basílica de São Pedro
• Galileo Galilei teoria das vigas em balanço• Galileo Galilei – teoria das vigas em balanço
• Robert Hooke – hipótese sobre as seções
planas das vigas após a deformação
•Figura 8 – (a) Ilustração de Hooke sobre a permanência de seções planas antes e após a 
deformação; (b) Teoria das deformações sob aplicação de cargas e transmissão de esforços
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deformação; (b) Teoria das deformações sob aplicação de cargas e transmissão de esforços 
em um arco (COLLINS, 2001).
Precursores da Idade Moderna
( ti ã )(continuação)
• Robert Hooke: construção Monumento ao Grandeç
Incêndio de Londres, em 1677. Projetou também a
Catedral de São Paulo, em 1710 utilizando os princípios
d d f õ t i õ d fdas deformações e transmissões de esforços em arcos;
• Isaac Newton: desenvolveu as Leis do Movimento para
ã d l i f d t icompreensão das leis fundamentais que governam as
estruturas. Com Leibniz publicou o Teorema Fundamental
do Cálculo;do Cálculo;
• John Smeaton; construtor do terceiro farol de Eddystone
no sul da Inglaterra utilizou argamassa de cal hidráulicano sul da Inglaterra, utilizou argamassa de cal hidráulica
com argila, areia e escória de alto forno moída,
interligando os blocos de granito. É considerado o Pai da
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g g
Engenharia Civil.
C t Id d C t âConcreto na Idade Contemporânea
• Produção de ferro fundido, em 1740, por Benjaminç , , p j
Huntsman e do aço forjado por Bessemer em 1855;
• Ponte Firth of Forth projetada por Benjamin Baker emp j p j
1890, até hoje a primeira grande estrutura em aço e a
segunda maior ponte em balanço do mundo.
•Figura 9 – (a) Ponte Firth of Forth, no leste da Escócia, projetada em balanço e 
construída com tubos de aço forjado; (b) demonstração da época do princípio
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construída com tubos de aço forjado; (b) demonstração da época do princípio 
funcional de ponte em balanço (SCOTLAND’S FIRTH OF FORTH, 2011).
P t ã d P iPanteão de Paris
• Projetado por Sougglot, em 1756, concluído por Rondelet,j p gg , , p ,
em 1790, em pedra armada. Foram aplicados os
modernos conceitos de Engenharia Estrutural.
Figura 10 – (a) Esquema do Panteão de Paris; (b) Armaduras das alvenarias de 
d f f did i ti f d t ã / ã d
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pedra em ferro fundido, para resistir aos esforços de tração/compressão dos 
elementos estruturais (BLASI & COÏSSON, 2006).
Descoberta e evolução do cimento Portland
PPrecursores
• James Parker: patente de cimento hidráulico natural emp
1796. Conhecido como cimento Parker ou Romano;
• Louis Vicat: primeiros estudos sobre cimento artificialp
com mistura de cal, gesso e argilas de diferentes tipos;
• Joseph Aspdin: inventor formal do cimento Portland, emp p ,
1824 pela calcinação de calcário e argila finamente
moídos e queimados a altas temperaturas;
• Isaac Johnson, em 1845, obteve clinquer com queima em
elevada temperatura. Considerado o verdadeiro inventor
d i P l ddo cimento Portland;
• Le Chatelier, em 1887 publicou tese sobre a hidratação
d i i i i d li
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do cimento e os quatro principais compostos do clinquer.
P d ã di l d i tProdução mundial do cimento
Quadro 2 – Produção mundial de cimento e consumo per 
capita entre 1910 e 2010* (Previsão) 
(http://www.cemnet.com/cement-history/portland-
cement.aspx.)cement.aspx.)
 
Ano
Produção de 
cimento
População 
mundial
Produção per 
capitaAno cimento
106 ton. 
mundial
109 habitantes
capita
kg/habitante 
1910 
1925
30 
150
1,5 
2 0
20 
751925
1940 
1955 
1974
150
400 
600 
1 000
2,0 
2,2 
2,7 
4 0
75
180 
220 
2501974
2000 
2010* 
1.000
1.650 
3.000* 
4,0 
6,0 
6,9* 
250
275 
435* 
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P i ó di d E t t d C tPrimórdios das Estruturas de Concreto
•Figura 11 – Barco de Lambot 
(1845) exposto no Museu de 
Brignole, França 
(htt // b i l i /
•Figura 12 – Ponte de concreto armado projetada e 
construída por Monier no Castelo de Chazelet, em 
1875, França. 
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(http://www.museebrignolais.com/
hom.htm
http://en.structurae.de/photos/index.cfm?JS=30019).
P d C t E t t lPrecursores do Concreto Estrutural
• Em 1884, duas empresas alemãs compraram a patente de, p p p
Monier, vendendo após os direitos para Gustav Wayss.
• Este, fundou a Wayss & Freitag contratando Matthias, y g
Koenen para demonstrar a eficiência aço/concreto.
Expandiu-se pela Europa e América e até hoje atua no
d d t ãmercado da construção;
• François Coignet também desenvolveu seu sistema
l d 1853 d C E ô iestrutural patenteado em 1853 de Concreto Econômico;
• François Hennebique foi o primeiro a apresentar sistema
/ i il h j h id l daço/concreto similar ao hoje conhecido, pelo uso de peças
estruturais compostas de vigas e pilares tornando-as,
assim hiperestáticas
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assim, hiperestáticas.
Si t H biSistema Hennebique
b)•b)
•Figura 13 – (a) Sistema aporticado de Hennebique com nós 
hiperestáticos (IL SISTEMA HENNEBIQUE, 2010); 
•(b) Detalhe das vigas com estribos com barras em U 
(APPLETON 2011)
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(APPLETON, 2011). 
•a)
Si t H bi (II)Sistema Hennebique (II)
•b)
•Figura 14 – (a) Edifício de Hennebique na rue 
Danton, nº 1, em Paris, concluído em 1900 
(STRUCTURAE, 2011); (b) Detalhe em cerâmica na 
fachada entre janelas do primeiro piso com a
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fachada entre janelas do primeiro piso com a 
inscrição “Système Hennebique” (PARIS 1900, 
2011).
•a)
P d C t E t t l EUAPrecursores do Concreto Estrutural nos EUA
Figura 15 – Primeiras obras de Ernest Ransome nos EUA 
•a)
g
(a) Alvord Lake Bridge no Golden Gate Park, em São Francisco, 
construída em 1889, primeira obra dos EUA em concreto 
armado (http://en.wikipedia.org/wiki/Alvord_Lake_Bridge); 
(b) Edifí i I ll i i h é d EUA 16
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(b) Edifício Ingalls, o primeiro arranha-céu dos EUA com 16 
pavimentos, (AMERICAN CONCRETE INSTITUTE, 2003). •b)
Desenvolvimento das teorias e sistemas 
t ti t t t lconstrutivos em concreto estrutural
• Emil Mörsch, a partir de 1902 aprimorou os estudos de, p p
Koenen, publicou o primeiro livro científico sobre concreto
armado, tornando-se referência mundial. O modelo de
t li lá i é té h j li d t t dtreliça clássica é até hoje aplicado para comportamento de
vigas submetidas à flexão e torção;
E è F i t d l it d t• Eugène Freyssinet desenvolveu os conceitos de concreto
protendido entre 1929 e 1933, aplicado a pontes
executadas inclusive em segmentos pré-moldadosexecutadas inclusive em segmentos pré-moldados.
• Robert Maillart, notável engenheiro suíço, notabilizou-se
pelo projeto de pontes esbeltas A ponte Salginatobelpelo projeto de pontes esbeltas. A ponte Salginatobel,
concluída em 1930, é até hoje considerada um marco
histórico internacional, com formato externo representando
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, p
praticamente os dos diagramas de esforços incidentes.
Ob í d F i t M ill tObras ícones de Freyssinet e Maillart
Fi 16 P t d L•Figura 16 – Ponte de Luzancy, 
em Ile de France, França, recorde 
em concreto protendido pré-
moldado em aduelas (XERCAVINS
•Figura 17 – Ponte Salginatobel em arco tri-
rotulado, no vale Schiers, Suíça, observando-
se a sua beleza e esbelteza (TAPPING, 2011).
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moldado em aduelas (XERCAVINS 
et al., 2011).
• Luigi Nervi, engenheiro italiano, notabilizou-se pelasg , g , p
estruturas nervuradas em grandes vãos, como o hangar
de Orvieto (1935-1940), Palácio de Esportes em Roma
(1958) E tádi Olí i d R (1960) A ditó i d(1958), Estádio Olímpico de Roma (1960) e Auditório de
Audiências do Papa, no Vaticano (1971).
Ed d T j d h i t t l h l• Eduardo Torroja, grande engenheiro estrutural espanhol,
inovou as formas estruturais como Nervi. Construiu várias
obras com estruturas em casca como o Mercado deobras com estruturas em casca como o Mercado de
Abastos em Algeciras (1935) e o Hipódromo de Zarzuela,
no mesmo ano, em casca de revolução hiperbolóide, com, ç p ,
contrabalanço de 14 cm de espessura e balanço de 13m
de vão e apenas 6 cm na borda.
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Ob í d N i T jObras ícones de Nervi e Torroja
Figura 18 – Hangar para aviões em Orvieto, 
Itália (LEVI & CHIORINO, 2004). 
Figura 19 – Vista frontal da cobertura 
em casca de concreto do Hipódromo de 
Zarzuela, em Madrid, Espanha 
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(ZARZUELA HIPPODROME, 2011).
• Hubert Rüsch, na Alemanha também projetou coberturas, p j
de grandes vãos como o Mercado de Leipzig, em 1929, o
Mercado de Colônia (1936-1940). Foi professor emérito da
U i id d Té i d M iUniversidade Técnica de Munique.
• Fritz Leohardt, também engenheiro alemão deixou
d l d t t i d b dgrande legado em pontes estaiadas por cabos de aço.
Projetou também estruturas de aço e aço e concreto, com
segmentos pré-moldados Realizou o projeto da Torre desegmentos pré-moldados. Realizou o projeto da Torre de
Comunicações de Stuttgart, em 1956, com 156 m de
altura e atuou como consultor da primeira ponte estaiadap p
nos EUA, a Pasco-Kennewick, com 2503 m de
comprimento, vão central de 299 m.
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Ob í d Rü h L h dtObras ícones de Rüsch e Leonhardt
Figura 20 – Mercado de Leipzig, g p g,
Alemanha, projetado por Hubert 
Rüsch (HUBERT RUSCH, 2011). 
•Figura 21 – Ponte Pasco-
Kennewick, em Washington,
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Kennewick, em Washington, 
EUA, consultoria de F. 
Leonhardt (WIKIPÉDIA, 2011j). 
O P i d C t A d B ilO Pai do Concreto Armado no Brasil
• Emilio Baumgart (1889-1943) iniciou suas atividades nag ( )
empresa Wayss & Freytag, desde 1913, depois chamada
de Cia. Construtora Nacional. Ainda como estudante
j t t M í i d N R ifprojetou a ponte Maurício de Nassau, em Recife.
•Figura 26 – Ponte Herval sobre o rio do Peixe, em Herval D’Oeste, SC. 
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Foto das formas de madeira durante o processo de construção em balanços 
sucessivos (WIKIPÉDIA, 2011m).
P i i i j t d E ili B tPrincipais projetos de Emilio Baumgart
• o Edifício A Noite, em 1928, o mais alto do mundo em, ,
concreto armado, com 24 pavimentos e 103m de altura ;
• a ponte Herval, hoje Emilio Baumgart, no rio do Peixe, SC,p , j g , ,,
construída em 1930, foi a ponte mais longa do mundo em
viga reta em concreto armado, em balanços sucessivos.
F i d t íd h t 1983Foi destruída por enchente em 1983;
• Oficinas Gerais da Escola de Aviação Militar, no Rio de
J i 1930 ã d 93 10Janeiro, em 1930, com vão de 93,10m em arco, na
ocasião o maior da América;
P F iá i b i M i 1939• Ponte Ferroviária sobre o rio Mucuri, em 1939, com
142,60m de comprimento e 39,30m de maior vão;
P j i d 300 difí i 100 80 i dú i
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• Projetou mais de 300 edifícios, 100 pontes e 80 indústrias.
A t t d t d B iliAs estruturas de concreto do Brasilia
• Oscar Niemeyer escolheu o concreto para, por meio day p , p
sua função estrutural, apresentar a função-forma
inspiradora e criadora da beleza e plasticidade que
t t i l d tsomente esse material pode apresentar.
Figura 27 Palácio daFigura 27 – Palácio da 
Alvorada, Brasília, DF 
(WIKIPÉDIA, 2011n).
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Edifi õ í d B iliEdificações ícones de Brasilia
•Figura 28 – Palácio do Planalto, Brasília, DF
(WIKIPÉDIA, 2011p). •Figura 29 – Supremo Tribunal Federal, Brasília, DF
(WIKIPÉDIA, 2011q) 
Figura 30 – Congresso Nacional, Praça dos Três g g , ç
Poderes, Brasília, DF 
(WIKIPÉDIA, 2011r)
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C t d l d B iliCatedral de Brasilia 
• A arquitetura da Catedral é apenas a estrutura de concretoq p
ligada a vitrais. São 16 pilares que se engastam a 20 m de
altura, transmitindo o empuxo de compressão.
•Figura 31 – a) Vista externa da Catedral de Brasília;
•a) •b)
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Figura 31 a) Vista externa da Catedral de Brasília; 
•b) Engastamento dos pilares na altura de 20 m (WIKIPÉDIA, 2011s). 
E t t d t l t d B ilEstruturas de concreto relevantes do Brasil
•Figura 32 – Marquise da Tribuna de Sócios, 
Hipódromo da Gávea, no Rio de Janeiro, RJ 
•Figura 33 – Edifício Martinelli, em 
São Paulo, SP (1925-1929)
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(1926). (JOCKEY CLUB DO BRASIL, 2011). 
Balanço de 22,4 m
São Paulo, SP (1925 1929) 
(BASTOS, 2006). Estrutura de 
concreto mais alta do mundo com 
106,5m.
•a) •b)
•Figura 34 – a) Vista frontal da estrutura de concreto armado do Cristo Redentor (1930) 
(VASCONCELOS, 1985). Altura de 38 m = 12 pavimentos; 
b) i d tát b d 8 d lt (WIKIPÉDIA 2011t)
•a) •b)
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b) imagem da estátua em sua base de 8 m de altura (WIKIPÉDIA, 2011t). 
•Figura 35 – Ponte sobre o rio das Antas Figura 36 – Edifício do MASP, em São•Figura 35 – Ponte sobre o rio das Antas, 
entre Bento Gonçalves e Veranópolis, RS 
(DAER, 2011). Recorde mundial em 1952 de 
ponte em arcos paralelos, com vão de 186 m.
Figura 36 Edifício do MASP, em São 
Paulo, SP (WIKIPÉDIA, 2011u). Recorde 
mundial em 1968 de viga reta protendida, 
simplesmente apoiada, com 70 m de vão.
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•Figura 37 – Ponte Rio-Niterói, RJ
(WIKIPÉDIA, 2011v). Recorde de vão 
central com 300m, em 1974, e concreto 
protendido com aduelas pré moldadas e
•Figura 38 – Usina hidrelétrica de Itaipu, em 
Foz do Iguaçú, PR (WIKIPÉDIA, 2011w). 
Estrutura de gravidade aliviada, com 190 m 
de altura concluída em 1982 Capacidade de
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protendido com aduelas pré-moldadas e 
coladas, em 7184 m. 
de altura, concluída em 1982. Capacidade de 
geração de 12.600 MW.
•Figura 39 – Centro Empresarial Nações Figura 40 – Ponte Otávio Frias de Oliveira, em Figura 39 Centro Empresarial Nações 
Unidas, em São Paulo, SP (WIKIPÉDIA, 
2011x). Torre Norte com 158 m de altura, 
recordem de 2000.
g ,
São Paulo, SP (WIKIPÉDIA, 2011y). Concluída 
em 2008, única ponte estaiada do mundo com 
duas pistas curvas ligadas a um mesmo pilar em 
f d X
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forma de X
Características do concreto como material 
t t lestrutural
• Disponibilidade de matéria prima de baixo custo ;p p ;
• Versatilidade de formas e dimensões geométricas;
• Segurança = hiperestaticidade;• Segurança = hiperestaticidade;
• Facilidade de execução;
• Boa durabilidade;
• Relação custo/benefício elevada;
• Sustentabilidade: uso de resíduos na fabricação do
cimento e do concreto, baixo consumo de energia
comparado ao aço, baixa emanação de gases para o
efeito estufa.
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V tilid d d tVersatilidade do concreto
Figura 41 Hotel Unique em São Paulo SPFigura 41 – Hotel Unique, em São Paulo, SP, 
projeto de Ruy Ohtake 
(HOTEL UNIQUE, SÃO PAULO, 2011). 
•Figura 42 – Museu de Arte Contemporânea 
de Niterói, RJ, projeto de Niemeyer 
É
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(WIKIPÉDIA, 2011, z). 
D bilid d d tDurabilidade do concreto
• A falta de durabilidade do concreto é devido a baixa
resistência à tração, fissuração e corrosão do aço. Ex:
•Figura 43 – a) Primeiro cais Progresso, em 1940, à direita, construído com aço inox e 
concreto comum, e segundo cais, em 1970, à esquerda, com aço comum; 
b) Vista aérea dos dois cais (PIER IN PROGRESO, 2011). 
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Tendências atuais
C t d Alt D h difí i ltConcreto de Alto Desempenho: edifícios altos
•Figura 44 –Torres Gêmeas 
Petronas, Malasia (1998)
(WIKIPÉDIA 2011A)
•Figura 45 – Edifício 
Taipei 101, Taiwan (2004)
(WIKIPÉDIA 2011B)
•Figura 46 – Edifício Burj 
Kahlifa, Dubai (2010)
(WIKIPÉDIA, 2011C). 
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(WIKIPÉDIA, 2011A). 
452 m, fck = 80 Mpa.
(WIKIPÉDIA, 2011B).
509 m, fck = 69 MPa 
( , )
828 m, fck = 60 a 80 MPa
Concreto de Alto Desempenho: 
Pl t f ítiPlataformas marítimas
Figura 47 – Rebocamento da plataforma 
Troll A Condeep, 1995 (WIKIPÉDIA, 2011D).
472 m, f = 72 MPa, 245.000 m³
•Figura 48 – Rebocamento da plataforma 
CBGS LUN-A ao campo Sakhalin II, 2005.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
CBGS LUN A ao campo Sakhalin II, 2005. 
(HETLAND, 2009). F = 60 MPa, 38.000 m³
C t d Alt D h P tConcreto de Alto Desempenho: Pontes
b)
•a)
•Figura 49 – Ponte Svinesund. a) içamento do 
vão central do tabuleiro pré-fabricado; 
•b) inauguração da ponte (JORDET & 
JAKOBSEN 2007) F = 70 MPa 247 3 m Maior
•b)
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
JAKOBSEN, 2007). F = 70 MPa, 247,3 m. Maior 
vão do mundo para arco único autoportante.
E t t é f b i d d tEstruturas pré-fabricadas de concreto
•Figura 54 – a) Diagrama dos elementos pré-moldados da Ponte Confederation (1994 – 1997); 
•b) Guindaste flutuante Svanen colocando viga com 190 m e 7100 t (WIKIPÉDIA, 2011F).
•13 km comprimento, fck = 60 MPa, vida útil de 100 anos
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
Ligação Oresund: Copenhagen – Malmo
Tú l b Ilh tifi i l P tTúnel submerso - Ilha artificial - Ponte
) •b)
•Figura 55 – a) Segmento do túnel submerso com 175,5m rebocado para seu local definitivo 
(GIMSING & IVERSEN, 2001); b) Guindaste Svanen transportando elemento estrutural das 
f d õ d t d t (WIKIPÉDIA 2011G)
•a) b)
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
fundações de concreto da ponte (WIKIPÉDIA, 2011G).
E t t i t d tEstruturas mistas de concreto e aço
•Figura 56 – a) Visão geral Edifício Torso, mostrando o 
giro de 90º entre o primeiro e último cubo; 
•b) Detalhes da estrutura metálica e sua ancoragem nas 
lajes dospa imentos (SANTIAGO CALATRAVA 2011)
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
lajes dos pavimentos (SANTIAGO CALATRAVA, 2011).
P t d T i Milê iPonte do Terceiro Milênio
•Figura 57 – Ponte do Terceiro Milênio sobre o rio Ebro, em Zaragoza, Espanha, em corda 
de arco e apoios duplo-A, com tabuleiro estaiado com cordalhas pos-tensionadas (fib 2010).
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
•fck = 75 MPa no arco e 50 MPa na tabuleiro. Ganhou o 1º primeiro da fib em 2010 para 
estruturas de concreto em Engenharia Civil 
P i i i t t i d dPrincipais pontes estaiadas no mundo
• Ponte da Normandia (1995), na França, com vão central de( )
856m, torres com 215m;
• Ponte Rio Antirion (2004), golfo de Corinto, Grécia, a maior ponte
t i d 2880 G h 1º P ê i d E t testaiada com 2880 m. Ganhou o 1º Prêmio de Estruturas
Notáveis da fib em 2006 (Figura 58);
• Viaduto de Millau (2004) o mais alto do mundo com 343m 7Viaduto de Millau (2004), o mais alto do mundo com 343m, 7
pilares de concreto, mastros de aço com 87m onde se engastam
as cordoalhas de aço que suspendem o tabuleiro com 2460m de
comprimento. Recebeu da fib o prêmio de Reconhecimento
Excepcional, em 2006;
• Ponte da baia de Hangzhou (2008) China a ponte marítima mais• Ponte da baia de Hangzhou (2008), China, a ponte marítima mais
extensa, com 35,6km e vão central de 448m;
• Ponte Sutong (2008),Japão, vão central de 577m, pilares de
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
g ( ), p , , p
117m, tabuleiro de aço tipo caixão no vão central e de concreto
nos laterais.
P t Ri A ti G lf d C i t G é iPonte Rio Antiron, Golfo de Corinto, Grécia
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
•Figura 58 – Ponte Rio-Antirion, no Golfo de Corinto, na Grécia, maior ponte estaiada em 
vãos múltiplos (WIKIPÉDIA, 2010H). 
P t t i d N t l RNPonte estaiada em Natal, RN
•Figura 59 –Vista geral da ponte estaiada Newton Navarro em Natal, RN, 
•com vão central de 212 m (WIKIPÉDIA, 2011I). 
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
( )
Pontes de estruturas híbridas:
l j d t t did t li tálilajes de concreto protendidas e treliças metálicas
Figura 60 – Deck inferior da ponte Nozomi, no 
Japão, com cabos e cordoalhas protendidas 
(OGAWA et al., 2006). 
Fi 61 Vi t l d t
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
•Figura 61 – Vista geral da ponte 
Seiun, no Japão (fib, 2006).
S t t bilid d d tSustentabilidade do concreto
• Durabilidade e segurança;
• Boa resistência ao fogo;• Boa resistência ao fogo;
• Maior rigidez a esforços laterais em edifícios altos;
• Maior resistência contra agentes naturais em situações
extremas: inundações, furacões, terremotos;
• Drenagem do solo com concreto permeável;
• Uso de materiais cimentícios suplementares (resíduos);
• Uso de materiais reciclados: entulhos de construção e
demolição (RCD)
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
•Figura 62 – a) Construção de concreto resistiu ao furacão Katrina e à inundação subsequente, 
em 2005, no MIssissipi, EUA, enquanto as outras vizinhas não; 
•b) Concreto permeável absorve 34 m³ de água em 4 minutos em um estacionamento na cidade 
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
de Kansas (THE SUSTAINBLE CONCRETE GUIDE, 2010).
E i d t i i ã COEconomia de custos, energia e emissão CO2
Q d 3 Dif t t f ê i di ãQuadro 3 – Diferenças entre os traços referência e com adição 
mineral para 40 MPa (ISAIA & GASTALDINI, 2004) 
Traço
Cimento Custo Energia CO2 
∆ ∆ ∆ ∆Traço ∆ 
kg/m³ %
∆
US$/m3 % 
∆
MJ/m³ %
∆
kg/m³ % 
50CV
70E
52
147
19
55
- 6,87
- 4,04
-11 
- 6 
202
741
10
38
84
240
19 
53 
90ECV 222 83
,
3,48 5 1140 58 370 81 
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
 
C t d i l dConcreto com agregados reciclados
Figura 63 – a) Demolição das pistas de concreto do aeroporto de 
Stapleton, em Denver, Colorado, EUA; 
b) Estoque dos agregados reciclados (THE SUSTAINABLE CONCRETE 
GUIDE, 2010).
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
C t i iConcretos especiais
Concreto com aditivos especiais: superplastificantes,p p p ,
modificadores de viscosidade, anticorrosão, retração
reduzida, expansores;
Concreto com fibras: de aço, poliméricas;
Concreto compactado a rolo;p ;
Concreto leve estrutural;
Concreto branco;Concreto branco;
Concreto arquitetônico e decorativo;
Concreto de pós reativos.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
C t A it tô i BConcreto Arquitetônico Branco
Figura 64 – Museu de Arte deFigura 64 – Museu de Arte de 
Milwaukee, EUA, 
(MILWAUKEE ART MUSEUM, 2011). 
•Figura 65 – Auditório de 
Tenerife (2003), nas Ilhas 
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
( ),
Canárias, Espanha 
(WIKIPÉDIA, 2011J).
C t d ó tiConcreto de pós reativos
•Figura 66 – a) Ponte para pedestre em Seonyu, na Coréia do Sul, executada com concreto de 
pós-reativos Ductal®; b) Dimensão da seção transversal em mm (A FIRST FOR DUCTAL, 2011).
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
O t d f tO concreto do futuro
• Estudo da estrutura da pasta cimentícia em escalap
nanométrica: ressonância nuclear magnética (RNM),
radiação Sincroton (entre IF e Raio-X);
• Estudo da nanoestrutura do C-S-H para melhor
compreensão dos produtos de hidratação;
• Inclusão de nanopartículas de C-S-H como locais de
nucleação para concretos com parâmetros específicos de
d bilid d i bi P b ddurabilidade e meio ambiente. Por ex: nanocarbonatos de
cálcio, compósitos a base de nanotubos de carbono;
C d ã f i l ( i ã d• Concretos com gradação funcional (variação das
propriedades ao longo de uma mesma peça).
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
Centros de pesquisa avançada em 
t t d tnanoestrutura do concreto
• NANOCEM: Rede industrial-Acadêmica de Pesquisa emq
Cimento e Concreto, consórcio europeu composto de 23
instituições acadêmicas e 14 indústrias;
• NESTLABORATORY: Laboratório de Ciência e Tecnologia
em Engenharia em Nanoescala, na Universidade de
D t Ohi EUADayton, Ohio, EUA;
• NIST: Instituto Nacional de Normas e Tecnologia, através
d L b ó i d P i C õ I ê dido Laboratório de Pesquisa em Construções e Incêndio –
Divisão de Pesquisa em Materiais de Construção. É um
consórcio de empresas dos EUA e Europa Estudos deconsórcio de empresas dos EUA e Europa. Estudos de
simulação a partir de ferramentas como o VCCTL (Virtual
Cement and Concrete Testing Laboratory).
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
g y)