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Cap17 - Resistência mecânica do concreto

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Capítulo 17
Resistência Mecânica do Concreto
Jairo Andrade – PUCRS
Bernardo F. Tutikian – UNISINOS
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17.1 Introdução
• Historicamente a resistência mecânica do concreto é o 
parâmetro mais empregado para se avaliar a qualidade do 
material, embora sabe-se que, para determinadas 
li õ t t í ti d bilid daplicações, outras características como a sua durabilidade 
à ação de agentes agressivos e/ou módulo de elasticidade 
são exigidas;são exigidas;
• Em função disso, um conceito moderno de resistência deve 
contemplar não apenas a resistência mecânica docontemplar não apenas a resistência mecânica do 
concreto, mas também outras propriedades que possuem 
influência em propriedades de interesse na Engenharia, p p g ,
como os mecanismos de transporte, a dureza, a resistência 
ao impacto, a deformabilidade, a energia de fratura, entre 
t
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
outras. 
17.1 Introdução
• O conhecimento da resistência do concreto é de extrema 
importância, pois nos elementos estruturais o concreto 
pode ser solicitado à compressão, à tração, ao 
i lh t bi ã d t ê ti dcisalhamento ou a uma combinação dos três tipos de 
tensão em várias direções, dependendo das características 
dos esforços solicitantes atuantes no elemento estrutural;dos esforços solicitantes atuantes no elemento estrutural;
• Sendo assim, o presente capítulo tem o objetivo de 
apresentar os conceitos relativos a tal propriedade aapresentar os conceitos relativos a tal propriedade, a 
importância da microestrutura no comportamento resistente 
do concreto, os fatores intervenientes e os principais tipos , p p p
de resistências mecânicas de interesse para a Engenharia 
Civil. 
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17.3 Considerações preliminares sobre a 
i tê i d t
• Ao pensar-se em um material de engenharia, a primeira 
resistência do concreto
p g , p
propriedade na qual se leva em conta é a resistência 
mecânica. De acordo com Higgins (1982), “a resistência é 
did d f t li d t i luma medida das forças externas aplicadas ao material, as 
quais são necessárias para vencer as forças internas de 
atração entre as partículas elementares do mesmo”;atração entre as partículas elementares do mesmo ;
• Em relação ao concreto, define-se a resistência mecânica 
como sendo a capacidade do material de suportar ascomo sendo a capacidade do material de suportar as 
cargas aplicadas sobre ele, sem que o mesmo entre em 
ruína, de forma prática, considera-se a resistência do , p ,
concreto como a carga máxima aplicada sobre um corpo-
de-prova. 
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17.3 Considerações preliminares sobre a 
i tê i d t
• O concreto endurecido é constituído pela pasta de cimento 
resistência do concreto
p p
Portland hidratada e pelos agregados;
• Tanto os agregados quanto a pasta de cimento apresentam g g q p p
um comportamento tensão-deformação diferenciado se 
comparado ao concreto, conforme ilustrado na Figura 1.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17.3 Considerações preliminares sobre a 
i tê i d tresistência do concreto
Agregados
ConcretoTensão
Pasta
Deformação
Figura 1 – Comportamento tensão-deformação do concreto e dos seus materiais constituintes 
(MEHTA E MONTEIRO, 2008).
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17.3 Considerações preliminares sobre a 
i tê i d t
• Segundo Mehta & Monteiro (2008), até aproximadamente 
resistência do concreto
50% da carga de ruptura a fissuração na pasta não chega a 
ser significativa, tornando-se evidente entre 50% e 75% da 
carga de ruptura;carga de ruptura;
• Quando atinge-se 75% da carga de ruptura, há um 
aumento considerável da fissuração na matriz e na zona de ç
transição; e entre 75% e 80% da carga máxima pode 
ocorrer a ruptura do concreto, quando submetido a um 
carregamento constante;carregamento constante;
• Dessa forma, o comportamento tensão-deformação do 
concreto não é linear devido à propagação deconcreto não é linear, devido à propagação de 
microfissuras e, além disso, depende da velocidade de 
carregamento.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17.4 Relação resistência-porosidade do 
t
• Muitos artigos da literatura citam a interdependência
concreto
g p
existente entre a resistência dos materiais e a sua
porosidade, ressaltando relação inversa entre tais
â t E l ã d l d lparâmetros. Essa relação pode ser expressa pelo modelo
geral apresentado na Equação 1 (MEHTA E MONTEIRO,
2008)2008).
S  S0ekp (Equação 1)S S0e ( q ç )
Em que:
S i tê i d t i l t d d id dS = resistência do material que tem uma dada porosidade p;
S0 = resistência intrínseca sob porosidade zero; 
k = constante que depende do material.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17.4 Relação resistência-porosidade do 
t
• Microestruturalmente, a pasta endurecida é composta
concreto
, p p
basicamente por três fases: a sólida, composta
basicamente pelo silicato de cálcio hidratado (C-S-H) e pelo
hid ó id d ál i [C (OH) ] lí id t lhidróxido de cálcio [Ca(OH)2]; a líquida, composta pela
água que pode estar sob diversas formas no interior do
material (não combinada fisicamente adsorvida ematerial (não combinada, fisicamente adsorvida e
quimicamente combinada); e os vazios, compostos
principalmente pelo ar incorporado, ar aprisionado, pelosp p p p , p , p
vazios capilares e pelo espaço interlamelar do C-S-H;
• Em um material, a resistência se concentra,
primordialmente na parte sólida do mesmo; assim, pode-se
concluir que os vazios são prejudiciais à resistência.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17 5 F t i fl i i tê i17.5 Fatores que influenciam na resistência
 Propriedades dos componentes (cimento agregados Propriedades dos componentes (cimento, agregados,
aditivos e adições minerais);
 Proporcionamento dos componentes (relação água/cimento Proporcionamento dos componentes (relação água/cimento
e relação agregado/cimento);
 Condições de cura e idade dos corpos de prova Condições de cura e idade dos corpos-de-prova.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17 5 F t i fl i i tê i
 Relação água/cimento
17.5 Fatores que influenciam na resistência
ç g
A influência da relação água/cimento (a/c) na resistência é um
fator importante no proporcionamento dos materiaisp p p
constituintes do concreto. De acordo com Aïticin (2000), o
conceito de relação a/c tem sido o pilar da tecnologia do
t é l d id dconcreto por quase um século, sendo considerado
conveniente e simples desde que o concreto não possua
nenhum material cimentício além do cimento Portlandnenhum material cimentício além do cimento Portland.
Contudo, com o emprego crescente das adições minerais
nos concretos, o termo relação água/aglomerante (a/agl), ç g g ( g )
também é bastante empregado na moderna tecnologia do
concreto.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17 5 F t i fl i i tê i
 Idade
17.5 Fatores que influenciam na resistência
A dependência existente entre a relação a/c e a resistência do
concreto varia para cada tipo de cimento e para cadap p p
idade, bem como para as condições de cura (NEVILLE,
1997). Para fins práticos, a resistência do concreto é
t di i l t t i d l l 28 ditradicionalmente caracterizada pelo valor aos 28 dias.
Outras propriedades do concreto usam como referência
essa resistência Neville (1997) comenta que não existeessa resistência. Neville (1997) comenta que não existe
um significado científico para a adoção dos 28 dias como
idade de referência. Segundo o autor,a escolha específicag , p
de um múltiplo de uma semana, como parece indicar, foi
feita para que o dia do ensaio caísse no mesmo dia útil da
d t
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
semana de concretagem.
17 5 F t i fl i i tê i
 Agregados
17.5 Fatores que influenciam na resistência
g g
Devido à elevada resistência que muitos agregados naturais
geralmente empregados no concreto apresentam, não foig p g p ,
dada a atenção devida à tal propriedade no momento da
dosagem do concreto, considerando que muitas das
f d t d t í i d i tê iformas de ruptura de concretos com níveis de resistência
convencional ocorrem ou na pasta ou na interface
agregado/pasta Contudo com o surgimento de concretosagregado/pasta. Contudo, com o surgimento de concretos
de maiores resistências, verificou-se que algumas formas
de ruptura poderiam ocorrer nos agregados. Dessa forma,p p g g ,
o estudo da influência das propriedades do agregado na
resistência do concreto é de extrema relevância.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17 5 F t i fl i i tê i
 Tipos de cimento
17.5 Fatores que influenciam na resistência
p
Um fator que influencia significativamente na resistência do
concreto é o tipo de cimento adotado. Existem váriasp
propriedades tanto físicas (finura, superfície específica)
quanto químicas (teores de aluminatos e silicatos de
ál i ) t í ti d d i t ã i fl icálcio) características de cada cimento que vão influenciar
na resistência do concreto para uma dada idade.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17 5 F t i fl i i tê i
 Presença de adições minerais e aditivos químicos
17.5 Fatores que influenciam na resistência
ç ç q
Na moderna tecnologia do concreto, o emprego tanto de
adições minerais quanto dos aditivos vem ganhandoç q g
destaque nos últimos anos, tanto em estudos laboratoriais
quanto na aplicação em obras. Tal fato ocorre em função
d lh i btid i d d d t t tdas melhorias obtidas em propriedades do concreto, tanto
no estado fresco quanto no estado endurecido. No
presente item serão apresentados os princípios básicospresente item, serão apresentados os princípios básicos
de ação de tais materiais com suas consequências diretas
na resistência do concreto. Um melhor detalhamento dos
efeitos das adições e dos aditivos serão apresentados,
respectivamente, nos capítulos 8 e 10 do presente livro.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17 5 F t i fl i i tê i
 Parâmetros referentes aos procedimentos de moldagem e
17.5 Fatores que influenciam na resistência
p g
de ensaio
Todas as atividades que envolvem o ensaio de resistência àq
compressão devem ser padronizadas, a fim de que não
ocorram diferenças oriundas de procedimentos
i d d d ã ã S d H linadequados de preparação e execução. Segundo Helene
& Terzian (1992), os principais fatores que influenciam nos
resultados dos ensaios à compressão estão apresentadosresultados dos ensaios à compressão estão apresentados
no Quadro 3.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17 5 F t i fl i i tê i17.5 Fatores que influenciam na resistência
Quadro 3 – Fatores que influenciam na determinação da resistência à compressão do concreto
(HELENE & TERZIAN 1992)
Causas de variação Efeito máximo no resultado
i bilid d d i i d i
(HELENE & TERZIAN, 1992) 
Mate-
riais
Variabilidade da resistência do cimento  12%
Variabilidade da quantidade total de água  15%
Variabilidade dos agregados (principalmente miúdos)  8%
M.O. e
Equip.
Variabilidade do tempo e procedimento de mistura - 30%
Ausência de aferição de balanças - 15%
Mistura inicial, sobre e subcarregamento, condições das correias - 10%Mistura inicial, sobre e subcarregamento, condições das correias 10%
Coleta imprecisa - 10%
Adensamento inadequado - 50%
Procedim
ento de 
ensaio
Cura inadequada (efeito considerado a idades > 28 dias)  10%
Acabamento inadequado da superfície dos corpos-de-prova
- 30% para concavidade
- 50% para convexidade
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
Ruptura (velocidade de carregamento)  5%
17 5 F t i fl i i tê i
 Tamanhos dos corpos-de-prova e dimensão máxima
17.5 Fatores que influenciam na resistência
p p
característica do agregado graúdo
Ao analisar-se o efeito do tamanho do corpo-de-prova nap p
resistência do concreto, deve-se considerar a influência da
dimensão máxima caraterística (Dmáx) dos agregados
úd S t h d d fgraúdos. Se o tamanho dos agregados for pequeno em
relação às dimensões dos corpos-de-prova, a
heterogeneidade do material pode ser minimizada (ou atéheterogeneidade do material pode ser minimizada (ou até
mesmo desconsiderada) para fins práticos. Entretanto,
para um corpo-de-prova de pequenas dimensões comp p p p q
agregados de grande tamanho, esta influência se mostrará
significativa (COURA, 2006).
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17 5 F t i fl i i tê i
 Condições de cura (umidade e temperatura)
17.5 Fatores que influenciam na resistência
ç ( p )
Sabe-se que o concreto vai ganhando resistência ao longo do
tempo em função da contínua hidratação das partículas dop ç ç p
cimento. Desta forma, as condições de cura dos corpos de
prova que serão ensaiados são de fundamental
i tâ i S d ABNT NBR 5738 2008importância. Segundo a ABNT NBR 5738:2008, a cura
deve ser realizada em água saturada com cal ou em
câmara úmida com uma umidade relativa de no mínimocâmara úmida com uma umidade relativa de, no mínimo,
95%.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17 5 F t i fl i i tê i
 Condições de regularização dos corpos-de-prova
17.5 Fatores que influenciam na resistência
Outro fator de importância diz respeito às condições de regularização das
superfícies dos corpos-de-prova que ficarão em direto contato com a
prensa (base e topo) e que podem ser responsáveis por uma grandeprensa (base e topo) e que podem ser responsáveis por uma grande
variação nos resultados de resistência, conforme mostrado no Quadro
3. Segundo a ABNT NBR 5738:2008, o adensamento do concreto
d t d ld d li d ib d ddurante o processo de moldagem pode ser realizado com vibrador de
agulha, mesa vibratória ou manualmente, em função de sua
consistência. Nesse processo, o topo dos corpos-de-prova pode ficar
com uma textura rugosa, interferindo nos contatos com os pratos da
prensa no momento da realização do ensaio de ruptura, considerando-
se que pequenas irregularidades na superfície já são suficientes paraq p q g p j p
provocar excentricidade pelo carregamento desuniforme e,
consequentemente, uma diminuição da resistência final.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17 5 F t i fl i i tê i
 Velocidade e duração da aplicação da carga
17.5 Fatores que influenciam na resistência
ç p ç g
Outro fator de relevância está relacionado com a velocidade e
a duração de aplicação da carga. A ABNT NBR 5739:2007ç p ç g
fixa uma velocidade de carregamento entre 0,3 e 0,8
MPa/s, aplicada continuamente e sem choques. Além
di ifi h j t ddisso, a norma especifica que nenhum ajuste deve ser
efetuado nos controles da máquina quando o corpo-de-
prova estiver se deformando ao aproximar-se da rupturaprova estiver se deformando ao aproximar-se da ruptura.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17.6 Ensaios para determinação da 
i tê i d t
• Para se determinar a resistência do concreto, podem ser
resistência do concreto
, p
empregados dois métodos: os ensaios destrutivos e os
não destrutivos;
• Normalmente os ensaios destrutivos são empregados em
maior escala para a verificação de tal propriedade, em
f ã d ti id d d d id dfunção da praticidade de emprego, da rapidez dosresultados obtidos e dos baixos custos envolvidos.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17.6 Ensaios para determinação da 
i tê i d t
• Já os ensaios não destrutivos são mais aplicados na área
resistência do concreto
p
de investigação de estruturas acabadas, quando há sinais
de comprometimento de elementos estruturais em função
d i tê i i d d d tda resistência inadequada do concreto;
• Geralmente são ensaios mais complexos, que exigem
i t i fi ti d ã d b lifi dequipamentos mais sofisticados e mão-de-obra qualificada
para a sua operação e interpretação dos resultados.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17.6 Ensaios para determinação da 
i tê i d t
 Resistência à compressão
resistência do concreto
p
Normalmente os corpos-de-prova são regularizados com
enxofre na sua base e no topo, a fim de permitir ap , p
transferência de carga através de toda a superfície do
exemplar. Logo após, o corpo-de-prova é adequadamente
i i d i t d i N t tposicionado no equipamento de ensaio. Neste momento
ocorre o chamado efeito de atrito entre os pratos da
prensa que eventualmente podem modificar asprensa, que eventualmente podem modificar as
distribuições de tensões nas faces dos exemplares,
conforme apresentado na Figura 5.p g
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17.6 Ensaios para determinação da 
i tê i d tresistência do concreto
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17.6 Ensaios para determinação da 
i tê i d t
 Resistência à compressão
resistência do concreto
p
A resistência à compressão axial é uma propriedade bastante
estudada pelos pesquisadores, uma vez que pode serp p q , q p
associada (direta ou indiretamente) com outras
propriedades do concreto no estado endurecido,
i i l t à l l i d d bilid dprincipalmente àquelas relacionadas com a durabilidade.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17.6 Ensaios para determinação da 
i tê i d t
 Resistência à compressão
resistência do concreto
p
A resistência à compressão do concreto é calculada através
da Equação 4.q ç
(Equação 4)f F (Equação 4)fc  A
Em que:
fc = resistência à compressão (kgf/cm2);
F = carga máxima aplicada (kgf);
A = área da seção do corpo-de-prova (cm2).
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17.6 Ensaios para determinação da 
i tê i d t
 Resistência à compressão
resistência do concreto
p
Quando é ensaiado um número grande de corpos-de-prova,
pode-se construir um histograma que representa ap g q p
distribuição da resistência do concreto, conforme
apresentado na Figura 6.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
Figura 6 – Curva de Gauss para a resistência 
do concreto à compressão.
17.6 Ensaios para determinação da 
i tê i d t
 Resistência à compressão
resistência do concreto
p
A ABNT NBR 8953:2009 estabelece que os concretos
estruturais devem ser classificados em dois grupos, nog p ,
que diz respeito à resistência à compressão: o grupo I e o
grupo 2, conforme apresentado no 4 e no 5,
ti trespectivamente.
Quadro 4 – Classes de resistência do 
grupo I (ABNT NBR 8953:2009) 
Quadro 5 – Classes de resistência do 
grupo II (ABNT NBR 8953:2009) 
G I f (MP ) G II f (MP )Grupo I fck (MPa) Grupo II fck (MPa)
C20 20 C55 55 
C25 25 C60 60 
C30 30 C70 70 
C35 35 C80 80 
C90 90 
C40 40 
C100 100 
C45 45 
C50 50 
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
 
17.6 Ensaios para determinação da 
i tê i d t
 Resistência à tração
resistência do concreto
ç
Existem três formas de determinar a resistência à tração do 
concreto: por tração direta, tração na flexão e tração por p ç , ç ç p
compressão diametral. Segundo Mehta & Monteiro (2008), 
a determinação da tração direta raramente é executada, 
i di iti d fi ã d dpois os dispositivos de fixação dos corpos de prova 
induzem o surgimento de tensões secundárias que não 
podem ser desconsideradas e influenciampodem ser desconsideradas e influenciam 
significativamente nos resultados. Assim, serão 
apresentados e discutidos neste item os dois ensaios mais p
empregados para ensaios à tração, o de tração na flexão e 
o por compressão diametral. 
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17.6 Ensaios para determinação da 
i tê i d tresistência do concreto
Resistência à tração na flexãoç
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17.6 Ensaios para determinação da 
i tê i d tresistência do concreto
Resistência à tração por compressão diametralç p p
Figura 8 - Arranjo esquemático do ensaio de tração por compressão 
diametral (ABNT NBR 7222:2010).
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17.6 Ensaios para determinação da 
i tê i d t
 Ensaios não destrutivos
resistência do concreto
Existem ainda os ensaios não destrutivos, que podem ser
empregados para avaliação da resistência do concreto emp g p ç
condições específicas. Dentre as propriedades do
concreto que podem ser avaliadas por meio de ensaios
ã d t ti t ífi ód l dnão destrutivos, tem-se: massa específica, módulo de
elasticidade e resistência. Ainda podem ser investigadas a
dureza superficial absorção permeabilidade condiçõesdureza superficial, absorção, permeabilidade, condições
de umidade, e também a localização das armaduras,
existência de vazios e fissuração (EVANGELISTA, 2002).ç ( , )
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17.7 Resistência em estados múltiplos de 
t ã
• Quando se rompem os corpos-de-prova (CP´s) de
tensão
p p p ( )
concreto por compressão simples em uma prensa de
laboratório, surgem interferências do ensaio no valor da
i tê i fi l f d t d id t it dresistência final e na forma de ruptura, devido ao atrito dos
topos do CP com os pratos da prensa;
A f d t l tá t d Fi 10• A forma de ruptura usual está representada na Figura 10;
• Porém, quando se elimina o atrito entre os topos do CP e
d d i i ê ios pratos da prensa, consegue-se determinar a resistência
real daquele concreto, bem como definir sua forma de
ruptura aproximando-se da realidade;ruptura, aproximando-se da realidade;
• Na Figura 11 observa-se a forma real de rompimento do
CP
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
CP.
17.7 Resistência em estados múltiplos de 
t ãtensão
Figuras 10 e 11 – Modos aparente e real de ruptura do concreto (FUSCO, 1995).
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17 8 Ci lh t
• Ao atuar uma carga vertical em uma estrutura de concreto,
17.8 Cisalhamento
g ,
conforme a Figura 14, dificilmente se poderá determinar a
resistência ao cisalhamento, pois em virtude da baixa
i tê i à t ã d t á fi ãresistência à tração do concreto, ocorrerá a fissuração
diagonal nos planos de atuação das tensões principais de
tração de acordo com a Figura 15tração, de acordo com a Figura 15.
Fi 14 15 Fi ã di l l d t ã d t õ i i i d
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
Figuras 14 e 15 – Fissuração diagonal nos planos de atuação das tensões principais de 
tração do concreto (FUSCO, 1995).
17 8 Ci lh t
• Para fins de cálculo estrutural, a base para
17.8 Cisalhamento
, p
dimensionamento ao cisalhamento na flexão de peças de
concreto armado é o modelo proposto por Mörsch, onde o
i i t t d i fi d dmecanismo resistente de uma viga fissurada pode ser
associado ao de uma treliça, com o concreto e aço
equilibrando conjuntamente o esforço cortante;equilibrando, conjuntamente, o esforço cortante;
• Neste modelo, segundo Clímaco (2008), a viga tem o
funcionamento análogo a uma treliça com o banzofuncionamentoanálogo a uma treliça, com o banzo
superior constituído pelo concreto comprimido na flexão, o
banzo inferior pela armadura longitudinal de tração, asp g ç ,
diagonais tracionadas pela armadura transversal e as
diagonais comprimidas por bielas de concreto inclinadas.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
17 9 R i tê i à F di
• A resistência à fadiga do concreto é uma propriedade
17.9 Resistência à Fadiga
g p p
importante para aplicações em pavimentos viários e pisos
industriais, nos quais há carregamentos dinâmicos e
í li l d id útil d i li õcíclicos ao longo da vida útil de serviço, ou em aplicações
menos comuns, como em estruturas em alto mar
(offshore) e dormentes ferroviários;(offshore) e dormentes ferroviários;
• Quando o concreto se rompe sob um número repetido de
solicitações todas elas menores que a resistência diz-sesolicitações, todas elas menores que a resistência, diz-se
que houve a ruptura por fadiga;
• Esta propriedade é dependente da resistência à tração na• Esta propriedade é dependente da resistência à tração na
flexão do concreto e a tensão de tração à flexão máxima
para cada carga considerada.
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p g
17 9 R i tê i à F di
• Neville (1997) explica que a curva tensão-deformação do
17.9 Resistência à Fadiga
( ) p q ç
concreto varia com o número de ciclos de carregamento;
• A cada carregamento e descarregamento, surgemg g , g
deformações residuais na estrutura, deslocando a linha de
comportamento ao longo do eixo do ‘x’, como se observa
Fi 18na Figura 18;
• Porém a ruptura ocorre apenas no limite de fadiga.
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17 9 R i tê i à F di17.9 Resistência à Fadiga
Fi 18 C t ã d f ã d t b t í liFigura 18 – Curvas tensão-deformação do concreto sob carregamento cíclico 
à compressão (NEVILLE, 1997).
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17.11 Aderência entre o concreto e a 
d
• O concreto armado é sem dúvida o material mais utilizado 
armadura
para as estruturas das edificações, por combinar o baixo 
custo do concreto e sua resistência à compressão com as 
i d d b éfi d i tê i àpropriedades benéficas do aço, como a resistência à 
torção, flexão e tração;
P é f d t d t d t• Porém, para que se usufrua de todas as vantagens desta 
combinação, é essencial que o concreto e o aço trabalhem 
unidos com mútua transferência de esforços;unidos, com mútua transferência de esforços;
• Por isso, o estudo da aderência entre o concreto e aço é 
fundamental para o funcionamento eficiente da estruturafundamental para o funcionamento eficiente da estrutura 
de concreto armado. 
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17 12 C id õ fi i
• Apesar de ser um assunto clássico na Engenharia Civil, a 
17.12 Considerações finais 
p g ,
resistência mecânica do concreto é dependente de fatores 
que são variáveis e que podem influenciar, em graus 
dif t l fi ldiferentes, no seu valor final;
• Pode-se considerar que os princípios que governam a 
i tê i ã lá i já f b d d itresistência são clássicos e já foram abordados em muitas 
bibliografias consideradas de referência, mas o surgimento 
de novos materiais e a sinergia existente entre osde novos materiais e a sinergia existente entre os 
parâmetros que governam o comportamento do concreto 
ao longo do tempo torna o estudo da resistência mecânica g p
de suma importância atualmente. 
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17 12 C id õ fi i
• Espera-se que novos conhecimentos sobre o 
17.12 Considerações finais 
p q
entendimento do comportamento global do concreto sejam 
disponibilizados ao meio técnico-científico, a fim de que o 
j t d t õ t d à dprojeto das novas construções atenda às modernas 
especificações de durabilidade e de desempenho de uma 
estrutura de concreto ao longo da sua vida útilestrutura de concreto ao longo da sua vida útil.
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