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UNINASSAU Curso de Arquitetura- Disciplina: Tecnologia de Construção 1 Prof. MSc Fabrício Varejão AGLOMERADOS : Conceito: São misturas dosadas em proporções devidamente calculadas, conforme finalidade a ser dada ao material, decorrente da mistura de aglomerantes e agregados (miúdos e graúdo) Ex. Concreto de diversos tipos e finalidade. O concreto, propriedades, tipos de concreto. O Concreto O concreto ou betão (português) é o material mais utilizado na construção civil, composto por uma mistura de cimento, areia, pedra e água, além de outros materiais eventuais, os aditivos e as adições. Historicamente, os romanos foram os primeiros a usar uma versão deste material conhecida por pozzolana. No entanto, o material só veio a ser desenvolvido e pesquisado no século XIX. Quando armado com ferragens passivas, recebe o nome de concreto armado, e quando for armado com ferragens ativas recebe o nome de concreto protendido ou betão pré-esforçado. Além disso existem vários tipos de concretos especias, como o concreto autoadensável, concreto leve, concreto posreativo, concreto translucido, concreto colorido, concreto com fibras, que são utilizados de acordo com necessidades especificas de cada projeto. Resistência Sua resistência e durabilidade depende da proporção entre os materiais que o constituem. A mistura entre os materiais constituintes é chamada de dosagem ou traço. A água utilizada contribui para a reação química que transforma o cimento Portland em uma pasta aglomerante. Se a quantidade de água for muito pequena, a reação não ocorrerá por completo e também a facilidade de se adaptar às formas ficará prejudicada, porém se a quantidade for superior a ideal, a resistência diminuirá em função dos poros que ocorrerão quando este excesso evaporar. A porosidade, por sua vez, tem influência na impermeabilidade e, consequentemente, na durabilidade das estruturas confeccionadas em concreto. A proporção entre a água e o cimento utilizados na mistura é chamada de fator água/cimento. As proporções entre areia e brita na mistura tem influência na facilidade de se adaptar às formas e na resistência. APLICAÇÕES E OUTRAS INFORMAÇÕES SOBRE O CONCRETO O concreto que conhecemos na atualidade, utilizado para a construção dos mais diversos tipos de estrutura é fruto do trabalho de inúmeros homens, que durante milhares de anos observaram a natureza e se esmeraram por aperfeiçoar materiais, técnicas, teorias e formas estruturais. Essas evoluções foram verificadas tanto nos materiais de construção utilizados na confecção do concreto quanto nas tecnologias de produção e controle tecnológico do mesmo. A seguir nos capítulos subsequentes serão tratados de forma resumida desde as propriedades do concreto fresco até à sua produção, aplicação e tratamentos posteriores. Segundo Alves (1980) concreto é um material de construção, constituído por uma mistura homogênea de aglomerante, materiais inertes e água. Esse composto apesar de muito usado atualmente na construção civil, foi descoberto desde os primórdios das civilizações. A seguir é apresentado um histórico elaborado por KAEFER (1998) abordando a descoberta e as várias evoluções do concreto simples verificadas e registradas ao longo dos tempos.Reações entre calcário e argila xistosa durante combustão espontânea formaram um depósito natural de compósitos de cimento. Estes depósitos foram caracterizados por geólogos israelenses na década de 70 como um cimento natural, o primeiro cimento utilizado pelos homens. Entre 8.000 e 4.000 a.C. surgem as primeiras construções de pedra, principalmente entre os povos do mediterrâneo e os da costa atlântica. Descobertas arqueológicas revelam vestígios de uma construção de aproximadamente 4.000 a.C. executada parcialmente em concreto e mais tarde, em 3.500 a.C. os Sumérios construíram a civilização mais antiga do Oriente próximo, que havia se estabelecido nas terras da Mesopotâmia e ergueu uma das civilizações mais esplendorosas do mundo antigo com o emprego de tijolos de barro cozido. Entre os anos 3.000 e 2.500 é usado barro misturado com palha para fabricação de tijolos e de argamassas de gipsita e cal na construção de pirâmides. Mais tarde, no século IV o concreto foi usado na construção de muros de uma cidade romana e depois em construções em diferentes cidades do império sendo que em alguns casos esses eram simples argamassas usados para assentar e envolver pedras e tijolos quebrados e em outros eram claramente concreto usado de acordo com a sua própria natureza, um material plástico que podia ser moldado até que desenvolvesse resistência suficiente para se manter de pé sozinho. Após importantes publicações sobre estruturas entre o século XV e XVII foi feita a associação do ferro com pedra natural onde o principal objetivo era vencer grandes vãos e fazer uma eficiente transferência de cargas para as fundações. Nessas construções foram utilizadas armaduras longitudinais nas zonas de tração e armaduras transversais para combater o cisalhamento, caracterizando assim vigas de concreto armado. Várias evoluções foram efetuadas no que diz respeito a cimento e vigas, mas só em 1824 Joseph Aspdin inventa o cimento Portland na Inglaterra, queimando calcário e argila finamente moídos e misturados a altas temperaturas até que o gás carbônico fosse retirado. Esse material era então moído formando o cimento Portland. Mais tarde esse método foi aperfeiçoado em relação à temperatura da queima e a proporção entre os componentes formando assim o cimento Portland que conhecemos hoje em dia. Após a invenção do cimento Portland e as evoluções do mesmo, vários estudos sobre estruturas, principalmente vigas e fundações foram feitas e publicadas tornando assim o concreto armado o que conhecemos atualmente. COMPONENTES DO CONCRETO SIMPLES 1. Cimento Portland – Segundo BAUER (2000) o cimento Portland é o produto obtido pela pulverização de clinker constituído principalmente por silicatos hidráulicos de cálcio, com uma determinada proporção de sulfato de cálcio natural, contendo alguns aditivos que modificam suas propriedades ou facilitam o seu emprego. O clinker, por sua vez é um produto de natureza granulosa, resultante da calcinação de uma mistura daqueles materiais, conduzida até a temperatura de sua fusão incipiente. 2. Agregados – BAUER (2000) define agregado como material particulado, incoesivo, de atividade química praticamente nula, formado por misturas de partículas podendo ser de diversos tamanhos. O autor ainda afirma que o nome “agregado” é de uso generalizado na tecnologia de concreto, mas nos outros ramos da construção pode ser denominado de fíler, pedra britada, bica-corrida, rachão, etc. Existem diversas formas de classificar os agregados, em que a mais usada é a classificação segundo o diâmetro dos seus grãos. Segundo essa classificação, agregado miúdo são as areias e graúdos são os cascalhos e as britas. Os agregados são componentes muito importantes no concreto, contribuindo com cerca de 80% do peso e 20% do custo do concreto estrutural sem aditivos, de fck da ordem de 15 MPa. 3. Aditivos – Ainda O mesmo autor define como aditivo todo produto não indispensável à composição e finalidade do concreto, que se colocado no concreto imediatamente antes ou durante o processo de mistura, em qualidades pequenas e homogeneizadas faz aparecer ou aumenta certas características. Algumas dessas características são a trabalhabilidade, resistências mecânicas, resistências a certas condições especiais, tempo de pega ou endurecimento, impermeabilidade, etc. PROPRIEDADES DO CONCRETO FRESCOTRABALHABILIDADE • TRABALHABILIDADE • COMPREENDE 02 PROPRIEDADES FUNDAMENTAIS: CONSISTÊNCIA OU FLUIDEZ E COESÃO • CONSISTÊNCIA >> DEPENDE DA QUANTIDADE DE ÁGUA ADICIONADA AO CONCRETO • COESÃO >> REFLETE SOBRE A CAPACIDADE DO CONCRETO EM MANTER SUA HOMOGENEIDADE DURANTE O PROCESSO DE ADENSAMENTO – DIRETAMENTE LIGADA A QUANTIDADE DE FINOS PRESENTE NA MISTURA E DA GRANULOMETRIA DOS AGREGADOS E SUA PROPORÇÃO FATORES QUE AFETAM A TRABALHABILIDADE FATORES INTERNOS: • CONSISTÊNCIA: É FUNÇÃO DA RELAÇÃO ÁGUA/MATERIAIS SECOS (UMIDADE DO CONCRETO) • TRAÇO: PROPORÇÃO RELATIVA ENTRE CIMENTO E AGREGADOS • GRANULOMETRIA: DEPENDE DA DRISTRIBUIÇÃO E DA PROPORÇÃO RELATIVA ENTRE ELES • FORMA DOS GRÃOS DO AGREGADOS • TIPO E FINURA DO CIMENTO FATORES EXTERNOS: • TIPO DE APLICAÇÃO • TIPO DE MISTURA: MANUAL OU MECÂNICA • TIPO DE TRANSPORTE: CALHAS OU BOMBAS • TIPO DE LANÇAMENTO • TIPO DE ADENSAMENTO • DIMENSÕES E ARMADURA DA PEÇA A EXECUTAR MEDIDAS DA TRABALHABILIDADE • MEDIDAS DA TRABALHABILIDADE • VARIOS METODOS UTILIZADOS • TODOS SE BASEIAM EM: DEFORMAÇÃO CAUSADA A UMA MASSA DE CONCRETO E/OU DEFORMAÇÃO PRÉ-ESTABELECIDA • METODO MAIS CONHECIDO >> CONSISTÊNCIA PELO ABATIMENTO DO TRONCO DE CONE (SLUMP TEST) • O ABATIMENTO RECOMENDADO EM FUNÇÃO DE APLICAÇÃO DO CONCRETO QUANTO AO: a)VOLUMES GRANDES DE CONCRETO E POUCA FERRAGEM – 4 CM; b) VIGAS, PILARES, LAJES – 6 A 8 CM; c) CONCRETO BOMBEADO – 8 A 12 CM ESTE ENSAIO AJUDA A VERIFICAR: • ESTE ENSAIO AJUDA A VERIFICAR: • >> SE A MISTURA APRESENTA EXCESSO OU FALTA DE ARGAMASSA E BOA OU MÁ COESÃO QUANDO ABATIDO POR PANCADAS LATERAIS • ENSAIO POSSUI LIMITAÇÕES – OPERADOR MAU TREINADO PODE RESULTAR EM VARIAÇÃO DE ATÉ 2 CM OUTROS TIPOS DE ENSAIOS • OUTROS TIPOS DE ENSAIOS • >> ENSAIO DE REMODAGEM DE POWERS – MAIS DE USO LABORATORIAL • >> ENSAIO VEBÊ – RECOMENDADO PARA CONCRETO MAIS SECOS • >> MESA DE ESPALHAMENTO – INDICADO PARA CONCRETOS COM MAIOR PLASTICIDADE EXSUDAÇÃO • PROVOCADO PELA IMPOSSIBILIDADE DOS CONSTITUINTES SÓLIDOS FIXAREM TODA A ÁGUA DA MISTURA, PORÉM DEPENDE MUITO DAS PROPRIEDADES DO CIMENTO • PODE CAUSAR • ENFRAQUECIMENTO DA ADERÊNCIA PASTA-AGREGADO E PASTA-ARMADURA • AUMENTO DA PERMEABILIDADE • FORMAÇÃO DE NATA DE CIMENTO SOBRE A SUPERFICIE DO CONCRETO. CUIDADOS A SEREM TOMADOS PARA EVITAR ESTE FENÔMENO: • CUIDADOS A SEREM TOMADOS PARA EVITAR ESTE FENÔMENO: • NÃO UTILIZAR AGREGADOS MIUDOS SEM PARCELA CONVENIENTE DE FINOS • UTILIZAR CIMENTOS DE MAIOR FINURA • UTILIZAR ADITIVOS PLASTIFICANTES MASSA ESPECIFICA • VARIA CONFORME O TIPO DE AGREGADO EMPREGADO • CONCRETO ARMADO: 2500 Kg/m³ • CONCRETO NÃO-ARMADO: 2300 Kg/m³ • CONCRETOS COM AGREGADOS LEVES: 1800 Kg/m³ • CONCRETO COM AGREGADOS PESADOS: 3700 Kg/m³ RESISTÊNCIA AOS ESFORÇOS MECÂNICOS • RESISTÊNCIA AOS ESFORÇOS MECÂNICOS • FATORES QUE AFETAM A RESISTÊNCIA MECÂNICA • RELAÇÃO ÁGUA/CIMENTO • IDADE • FORMA E GRADUAÇÃO DOS AGREGADOS • TIPO DE CIMENTOFORMA E DIMENSÃO DOS CORPOS-DE- PROVAVELOCIDADE DE APLICAÇÃO DE CARGA DE ENSAIO • DURAÇÃO DA CARGA; • CURA • TEOR DE AR INCORPORADO • RELAÇÃO ÁGUA/CIMENTO Relação água/cimento (a/c): • 1918 - Duff Abrams, Univ. de Illinois • fc = k1/k2 • k1 , k2 = constantes função da • natureza dos materiais • (cimento, agregados, • aditivos, adições) e • grau de hidratação da pasta. IDADE • RESISTÊNCIA É DIRETAMENTE PROPORCIONAL A IDADE • PARA SE ESTIMAR A RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO EM FUNÇÃO DA IDADE PODE-SE CITAR: • Fc28 = 1.25 a 1.5 fc7 • Fc28 = 1.70 a 2.50 fc3 • Fc90 = 1.05 a 1.20 fc28 • Fc365 = 1.10 a 1.35 fc28 FORMA E GRADUAÇÃO DOS GRÃOS • CONCRETO COM BRITAS DE < RESULTA EM CONCRETO DE MELHOR RESISTÊNCIA. • EM SE MANTENDO OS FATORES QUE INTERFEREM NAS PROPRIEDADES DO CONCRETO, QUANTO MAIOR O AGREGADO, MAIOR SERÁ A RELAÇÃO A/C LOCAL NA ZONA DE TRANSIÇÃO E MENOS RESISTENTE E MAIS PERMEAVEL SERÁ O CONCRETO. TIPO DE CIMENTO • CIMENTOS COM ADIÇÃO DE ESCÓRIAS E POZOLANAS INFLUENCIA GRANDEMENTE NA RESISTÊNCIA • A FINURA AGE DIRETAMENTE • CIMENTOS COM PROPORÇÕES DE C3A E C2S INFLUENCIAM NA RESITÊNCIA. FORMA E DIMENSÃO DOS CORPOS-DE-PROVA • CORPO DE PROVA NORMATIZADO: 15x30cm • DIMENSÃO DO CORPO-DE-PROVA SEGUE RELAÇÃO H= 2D • MAIORES DIMENSÕES RESULTAM MENORES RESISTÊNCIAS • VELOCIDADE DE APLICAÇÃO DA CARGA • QUANTO MAIOR A VELOCIDADE DE APLICAÇÃO DA CARGA MAIOR SERÁ A RESISTÊNCIA DO CONCRETO • BRASIL >> VELOCIDADE É 0.3 A 0.8 MPa/s • DURAÇÃO DA CARGA • CONCRETO RESISTE MELHOR PARA CARGAS DE CURTA DURAÇÃO, POIS A PROPAGAÇÃO DAS FISSURAS ESTÁ DIRETAMENTE LIGADA NA VELOCIDADE. RESISTÊNCIA À TRAÇÃO • DIFICIL DETERMINAÇÃO DIRETA • ESTÁ LIGADA A ALGUNS TIPOS DE APLICAÇÃO DE CARGA • ESCONSIDERADA NO CALCULO ESTRUTURAL • PODE SER DETERMINADA POR 02 MODOS: • COMPRESSÃO DIAMETRAL FLEXÃO DE CORPOS-DE-PROVA • ROMPE-SE O CILINDRO POR PRISMÁTICO • COMPRESSÃO PERMEABILIDADE E ABSORÇÃO • PERMEABILIDADE E ABSORÇÃO • >> RAZÕES DA POROSIDADE SÃO: • MAIOR QUANTIDADE DE ÁGUA PARA HIDRATAR O AGLOMERANTE E AO A COMBINAÇÃO QUIMICA DIMINUEM OS VOLUMES ABSOLUTOS DO CIMENTO ÁGUA QUANDO DA OCORRÊNCIA DA REAÇÃO ENTRE OS DOIS DURANTE O AMASSAMENTO DO CONCRETO, INCORPORA-SE AR A MASSA. VARIAÇÕES VOLUMÉTRICAS • VARIAÇÕES VOLUMÉTRICAS • >> RETRAÇÃO PLASTICA • VARIAÇÃO DO VOLUME DO CONCRETO AINDA NO ESTADO FRESCO E COM PERDA DE AGUA DE AMASSAMENTO • OCORRER EM LAJES CONCRETADAS EM DIAS QUENTES E SOB A AÇÃO DO VENTO • PROVOCA FISSURAS MAPEADAS • PODE SER PREVINIDA COM A PROTEÇÃO DO LOCAL CONCRETO ATRAVÉS DO USO DE LONAS PLASTICAS APÓS A CONCRETAGEM RETRAÇÃO AUTÓGENA • RETRAÇÃO AUTÓGENA É A REAÇÃO DE HIDRATAÇÃO DO CIMENTO É ACOMPANHADA DE UMA REDUÇÃO DE VOLUME • PROPICIA O APARECIMENTO DE FISSURAS • OCORRE COM CONCRETO RICOS EM CIMENTO • DIFICIL PREVENÇÃO • PODE SER MINIMIZADA COM MENOR CONSUMO DE CIMENTO, COM USO DE ADITIVOS REDUTORES DE ÁGUA. RETRAÇÃO HIDRAULICA IRREVERSIVEL • RETRAÇÃO HIDRAULICA IRREVERSIVEL É A VARIAÇÃO DO VOLUME DO CONCRETO COM A SAÍDA DA ÁGUA DOS POROS CAPILARES • CONCRETOS PRODUZIDOS COM MAIOR QUANTIDADE DE ÁGUA QUE A NECESSARIA PARA HIDRATAÇÃO DO CIMENTO • DURANTE ENDURECIMENTO PARTE DA ÁGUA EVAPORA • COM EVAPORAÇÃO AS PARTES INTERNAS COM GEL DE CIMENTO HIDRATADO RESULTA NA REDUÇÃO DO VOLUME E PROVOCA FISSURAS • PARA PREVINIR É NECESSÁRIO EVITAR A SAIDA PRECOSE DA ÁGUA ATRAVÉS DO PROCESSO DE CURA. RETRAÇÃO HIDRAULICA REVERSIVEL • RETRAÇÃO HIDRAULICA REVERSIVEL COM ENTRADA E SAIDA DE UMIDADE DO CONCRETO HÁ VARIAÇÃO VOLUMETRICA CAUSA FISSURAS NO MATERIAL OU ESTRUTURAS ADJACENTES • >> DILATAÇÃO E RETRAÇÃO TÉRMICA • RESULTA NA VARIAÇÃO VOLUMÉTRICA ATRAVÉS DA MUDANÇA DE TEMPERATURA; >> DEFORMAÇÃO LENTA E FLUÊNCIA • >> DEFORMAÇÃO LENTA E FLUÊNCIA • ESTRUTURA DE CONCRETO AO SER CARREGADA SOFRE DEFORMAÇÕES IMEDIATAS • CARGA MANTIDA COM O PASSAR DO TEMPO ELA CONTINUA SE DEFORMANDO LENTAMENTE • FENÔMENO RESPONSÁVEL PELA FISSURAÇÃO DE ALVENARIAS CONSTRUIDAS SOB VIGAS OU SOBRE LAJES PLANAS DE GRANDES DIMENSÕES. A seguir, propriedades do concreto endurecido. PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO • Massa específica • Concreto simples com 2300 Kg/m³ • Concreto armado com 2500 Kg/m³ • Concreto leve com 300 a 1800 Kg/m³ • Concreto pesado com 2300 a 5000 Kg/m³ • Propriedades do concreto e n d ur e ci d o • Resistência a esforços mecânicos • Sua resistência àcompressão é da ordem de 10 vezes maior do que a de tração • A tração na flexão é igual a duas vezes a tração simples R e l a ç ã o a/c - á g u a / ci m e n t o É o principal fator que afeta a resistência mecânica. • I d a d e • Tipo de cimento composição química • Moderada resistência aos sulfatos e baixo calor de hidratação • Tipo de cimento % da resistência em 365 dias, para as idades de: • Fatores que influem na resistência do concreto • Forma e graduação dos agregados • Diâmetro máximo • Granulometria Forma do grão • Dimensões dos corpos de prova • Europa -corpo de prova cúbico América - corpo de prova cilíndrico Dimensões dos corpos de prova Corpos de prova cilíndricos: ⌧relação h/d = 2 ⌧d = dimensão básica Dimensões dos corpos de prova Europa - corpo de prova Médio Tabela de CEB - Comite Euro Internacional do concret Coeficiente de correção ao corpo de prova cilíndrico 15 x 30 Cilíndrico Tipo de corpo - Dimensões • Resistência à compressão • Corpos de prova cilíndricos (10 x 20 ou 15 x 30 cm) • Moldagem e cura ⌧NBR 5738 (MB -2) m) émenor igual a 3 vezes a dimensão máxima característica do agregado. (d <3D) • Velocidade de aplicação da carga no ensaio (MB-3) • Determinações de ensaio • Duração da carga. • Estado das superfícies de contato do corpo de prova com os pratos da máquina de ensaio. • Influência do atrito nas superfícies de contato • Teor de umidade dos corpos de prova. 3,0 Kgf /cm² < v < 8,0 Kgf/cm² • Resistência àtração na flexão • Resistência àtração na flexão módulo de ruptura à flexão • ⌧aresta = d ⌧comprimento mínimo = c • ⌧c = 3d + 50 m • Resistência a tração por compressão diametral de corpos de prova cilíndricos • Método Brasileiro NBR 7222.
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