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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL CONCRETO Ponte Túnel Memorial Monitor-Merrimac: Liga a Suécia a Dinamarca, a ponte tem 4800 metros e o túnel possui 1600 metros Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Definição É uma rocha artificial obtida a partir da mistura, e posterior endurecimento, de um aglomerante (normalmente cimento portland), água, agregado miúdo (areia quartzoza), agregado graúdo (brita), podendo conter ou não aditivos químicos. + + + ÁGUA = CONCRETO AREIA BRITA CIMENTO COM OU SEM ADITIVOS Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Classificação quanto à armadura 1 - Concreto Simples sem armadura (barras e cabos de aço); 2 - Concreto Armado com armadura (apenas barras de aço); 3 - Concreto Protendido com armadura (barras aço e com cabos de aço tracionados); Concreto Armado Concreto Protendido Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Classificação quanto à massa específica 1 - Concreto Leve: 800 kg/m3 < rc < 1800 kg/m 3 2 - Concreto Normal: 2400 kg/m3 < rc < 3200 kg/m 3 3 - Concreto Pesado: rc > 3200 kg/m 3 CONCRETO LEVE: Aplicações - Enchimentos de lajes; - Elementos de vedação; - Regularização possui grande vantagem neste aspecto; Vantagens - Redução no peso próprio das estruturas; - Isolamento térmico e acústico. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Classificação quanto à massa específica CONCRETO LEVE: Exemplo: Os painéis de concreto celular (concreto leve) foram utilizados, para compor uma grande fachada em curva, feita de segmentos retos; Ao todo, foram utilizados 1.500 m2 de painéis de concreto celular para vedação, mais outros 9 mil m2 na composição das lajes. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Classificação quanto à massa específica CONCRETO PESADO: Neste tipo de concreto utiliza-se agregados mais pesados provenientes do minério de ferro (hematita, barita, magnetita); Aplicações - Instalações submetidas a radiação; - Hospitais (câmaras de raio-X); - Usinas Nucleares; Vantagens - Isolamento radioativo Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Classificação quanto à Resistência à compressão 1- Baixa resistência: Rc < 20 MPa 2 - Resistência Normal: 20 MPa < Rc < 40 MPa 3 - Alta resistência - também conhecido pela denominação Concreto de Alto Desempenho (CAD): 40 MPa < Rc - internacionalmente este tipo de concreto é chamado: HPC – high Performance Concrete O desempenho à compressão muito superior ao seu desempenho à tração: Resistência de tração (Rt) Rt 10% Rc do concreto O concreto apresenta uma ruptura muito frágil e tende a fissurar quando submetido à esforços de tração e flexão; Pode durar eternamente se for produzido adequadamente, lançado e adensado de forma correta e submetido à manutenção regular. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Classificação quanto à Resistência à compressão CONCRETO NORMAL: Dosado para as necessidades das obras correntes. Alcança resistência de até 40,0 Mpa. Lançamento convencional ou por bombeamento. Aplicações - Obras Prediais - Obras industriais - Estruturas pré-moldadas Vantagens - Redução no tempo de execução da obra - Redução de Custos Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Classificação quanto à Resistência à compressão CONCRETO ALTO DE DESEMPENHO (CAD): Dosado com insumos nobres, como microssílica e superplastificantes, para produzir concretos duráveis, de baixa permeabilidade e alta resistência; Aplicações - Obras Prediais - Obras Marítimas - Construção pesada Vantagens - Redução no custo final, maior durabilidade das estruturas, diminuição nas seções, maior aderência; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Classificação quanto à Resistência à compressão CONCRETO ALTO DE DESEMPENHO (CAD): O edifício comercial e-Tower de 42 pavimentos (ano 2000) utilizou concreto de 125 MPa em quatro subsolos e nos três pavimentos inferiores. O que proporcionou um ganho de 16 vagas no subsolo. Além disso, com as peças estruturais de menor dimensão, reduziu-se 52% do volume de concreto empregado nos pilares. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Classificação quanto ao Lançamento CONCRETO CONVENCIONAL: Sem qualquer característica especial sendo utilizado no dia a dia da construção civil. Apresenta abatimento (Slump), entre 40 a 70 mm, podendo ser aplicado na execução de quase todos os tipos de estruturas, tomados os devidos cuidados quanto ao seu adensamento. Na obra, o caminhão pode descarregar diretamente nas formas, ou pode ser transportado de carrinhos demão, gruas, elevadores, não pode ser bombeado. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Classificação quanto ao Lançamento CONCRETO BOMBEADO: Possui fluidez necessárias para ser bombeados através de uma tubulação que varia de 3 a 5½ polegadas de diâmetro. A aplicação desta tecnologia permite lançar o concreto a distâncias horizontais de 400 metros e verticais de 160 metros. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Classificação quanto ao Lançamento CONCRETO PROJETADO: Concreto lançado por equipamentos especiais e em alta velocidade sobre uma superfície, proporcionando a compactação e a aderência do mesmo a esta superfície; São utilizados para revestimentos de túneis, paredes, pilares, contenção de encostas, etc; Este Concreto pode ser projetado por via-seca ou via-úmida, alterando desta forma a especificação do equipamento de aplicação e do traço que será utilizado. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Classificação quanto ao Lançamento CONCRETO PROJETADO Curso: EngenhariaCivil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Propriedades no estado fresco Conhecer o comportamento do concreto no estado plástico (fresco) é muito importante; Para se obter concretos endurecidos de boa qualidade é necessário que ele seja tratado cuidadosamente na fase plástica; Deficiências geradas nesta fase resultarão em prejuízos para o resto da vida da peça fabricada, comprometendo a sua durabilidade. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Propriedades no estado fresco As propriedades do concreto fresco que merecem atenção especial são: TRABALHABILIDADE; SEGREGAÇÃO; EXSUDAÇÃO; COMPACIDADE; MASSA ESPECÍFICA; AR INCORPORADO; AR APRISIONADO; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Propriedades no estado fresco TRABALHABILIDADE: É a maior ou menor facilidade que tem o concreto de ser misturado, transportado, lançado e adensado com um mínimo de perda de homogeneidade e continuidade (consistência) --- Propriedade mais importante no concreto fresco!!!! Fatores de influência: - consistência, coesão, viscosidade(fuidez); - dimensões das peças, quantidade e disposição de armaduras, equipamentos... - métodos de mistura, transporte, lançamento (bombeamento, por exemplo) e adensamento. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Propriedades no estado fresco TRABALHABILIDADE – Fatores de influência: Consistência: resultante da ação de forças internas como coesão e ângulo de atrito, ou seja, uma resistência que a massa de concreto apresenta para se deformar ou grau de plasticidade da mistura. Coesão: Descreve a resistência à exsudação e segregação. Viscosidade (fluidez): Descreve a facilidade de mobilidade da mistura (concretos, argamassas). Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Propriedades no estado fresco TRABALHABILIDADE – Fatores de influência: Dimensões das peças, quantidade e disposição de armaduras: A forma e as dimensões das fôrmas e das armaduras são parâmetros importantes para se definir a dimensão máxima do agregado (VIDE AULA_5), pois a compatibilidade entre estes elementos é que resultará em uma melhor trabalhabilidade do concreto, com um menor custo. Mistura: Para que um concreto ofereça o máximo do seu potencial é necessário que todas as partículas dos materiais constituintes estejam dispersas na massa uniformemente, resultando em um concreto homogêneo. Isto só será possível se a mistura for feita de forma adequada. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Propriedades no estado fresco TRABALHABILIDADE – Fatores de influência: Transporte: O transporte do concreto até o lançamento nas formas deve ser o mais rápido possível, evitando-se a segregação e perda de qualquer parte de material da mistura. É importante o conhecimento da duração desta operação para se definir convenientemente a trabalhabilidade. Lançamento: O lançamento do concreto deve ser feito de forma cuidadosa, o mais próximo possível de sua posição final, evitando-se a segregação dos seus materiais constituintes. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Propriedades no estado fresco TRABALHABILIDADE – Fatores de influência: Adensamento: A finalidade do adensamento é expulsar o ar retido pelo concreto, sendo esta operação feita normalmente por processo mecânico, podendo, no entanto, ser executado manualmente por socamento ou apiloamento. O importante é que o processo de adensamento esteja compatível com a consistência e o teor de materiais sólidos do concreto. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; Prof: Marcos Vinicios UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Propriedades no estado fresco TRABALHABILIDADE – Método de medida: A trabalhabilidade do concreto é medida por meio da avaliação de sua consistência, propriedade que exerce grande influência na trabalhabilidade; O método universalmente usado, que mede a consistência do concreto é denominado ENSAIO DE BATIMENTO DO TRONCO DE CONE (SLUMP TEST). O ensaio é feito utilizando-se de um molde metálico na forma de tronco de cone, com 200 mm de diâmetro na base, 100 mm no topo e 300 mm de altura. Apoia-se o molde em uma chapa metálica sobre uma superfície dura Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Propriedades no estado fresco TRABALHABILIDADE – Slump test: Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá 1. 2. 3. Concreto:Propriedades no estado fresco TRABALHABILIDADE – Slump test: Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá 4. 5. 6. Concreto:Propriedades no estado fresco TRABALHABILIDADE – Slump Test: Em função do tipo de elemento estrutural o concrete deve possuir uma determinada consistência de modo a permitir um adensamento mecânico adequado; ref: Helene, P., Terzian, P., “Manual de Dosagem e Controle do Concreto”, Ed. Pini, 1993 Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Elemento Estrutural Abatimento (mm) Pouca armadura Muita armadura Lajes ≤ 60 ± 10 ≤ 70 ± 10 Viga e parede armada ≤ 60 ± 10 ≤ 80 ± 10 Pilar do edifício ≤ 60 ± 10 ≤ 80 ± 10 Parede de fundação, Sapatas e tubulões ≤ 60 ± 10 ≤ 70 ± 10 Concreto bombeado abatimento entre 70 e 100 mm Concreto:Propriedades no estado fresco TRABALHABILIDADE – Slump Test: Em função do tipo de elemento estrutural o ACI (American Concrete Institute) estabelece; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Elemento Estrutural Abatimento (mm) Máximo Mínimo Parede de fundações armadas e sapatas 75 25 Sapatas não armadas e paredes de vedação 75 25 Vigas e paredes armadas 100 25 Pilares de edifício 100 25 Pavimentos e lajes 75 25 Concreto massa 50 25 Concreto:Propriedades no estado fresco SEGREGAÇÃO: Corresponde a uma separação dos constituintes antes da pega do cimento, com a tendência da sedimentação dos constituintes mais pesados. Fatores que causa a segregação: - diferença de densidade argamassa / agregado graúdo; - excesso de água, favorecendo a sedimentação; - Excesso de vibração / adensamento; - Falta de cuidado no lançamento. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sábrita areia Nata (cimento + água) Concreto:Propriedades no estado fresco SEGREGAÇÃO – Medidas para evitar este parâmetro: No Lançamento Molhagem de formas; Concretagem em camadas horizontais com espessura uniforme; Cuidados especiais com alturas > 2,5m; Adensamento da camada antes do lançamento da próxima; No Adensamento Vibrador – 5 a 30 segundos; Movimentos lentos; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá correto incorreto 1 e 1/2 do raio de ação do vibrador Concreto:Propriedades no estado fresco EXSUDAÇÃO: Semelhante à segregação, só que neste caso ocorre o afloramento de água na superfície superior do concreto fresco; Indicador típico de concreto com excesso de água e com pouca quantidade de finos (a água aflora, mesmo sem excesso de vibração, carreando grãos de aglomerante, formando uma nata na superfície da peça); Conseqüências: Fissuras na parte superior do concreto; Correção: Aumentar o teor de finos; Utilizar aditivos plastificantes. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Propriedades no estado fresco COMPACIDADE: É o grau de adensamento do concreto fresco; Determinação desta propriedade: É a relação entre a massa específica teórica (cálculo) e massa específica aparente (medido): Compacidade = r teórico (cálculo) / raparente (medido) - Está diretamente relacionado com o número total de poros; - Maior que 0,98 indica concreto fortemente adensado; - Possui relação direta com a resistência mecânica. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Propriedades no estado fresco MASSA ESPECÍFICA APARENTE: - Determinada facilmente em laboratório (r = m/v) é sempre menor que a massa específica teórica, em função do ar aprisionado; - Varia para concretos com agregados normas de 1,9 kg/dm3 a 2,3 kg/dm3, em função do traço, do ar aprisionada e principalmente da relação água/ cimento (a/c); - A massa específica do concreto armado é maior por causa da presença das armaduras (raço = 7,85 kg /dm 3 ), sendo adotado para o concreto armado uma massa específica média de aproximadamente rC-A = 2,5 kg /dm 3 Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Propriedades no estado fresco AR APRISIONADO X AR INCORPORADO: Ar Aprisionado: aquele que não sai mesmo após o adensamento; . Residual do adensamento, aquele ar que não saiu, apesar do adensamento (valores entre 0,5 e 2,0%); . Indesejável; Ar Incorporado: introduzido na massa de forma intencional com o uso de aditivos; . Intencionalmente provocado com uso de aditivos, para aumentar a plasticidade do concreto fresco; . Percentual entre 5 e 6%; . Comum em Concretos leves; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Aditivos Aditivo plastificante - Aumento da fluidez sem aumento da água: . melhora a concretagem de peças com grande concentração de ferros; . Bombeamento de concreto a grandes alturas; - Reduzir teor de água para uma mesma consistência; . maior resistência mecânica, menor permeabilidade, menor retração e maior expectativa de durabilidade; - Estruturas mais leves, com peças mais esbeltas, pela elevação da resistência do concreto, e com isso uma diminuição das fundações; - Estruturas de concreto com pouca ou nenhuma falha de concretagem; - Teor: 0,2 a 0,5% da massa do cimento (laboratório); Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Aditivos Aditivo superplastificante - Redução do teor de água de 3 a 4 vezes em relação aos redutores comuns; - Teor: 1 a 3% da massa do cimento (laboratório); - Aplicação: Conc. fluidos alto-andesáveis (estruturas delgadas, verticais, grandes alturas ou desenho complexo); - Resistência inicial elevada; - Período de eficiência: muito limitado (provoca excelente dispersão das partículas de cimento na água o que leva a uma aceleração da taxa de hidratação do cimento) Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Aditivos Aditivo acelerador de pega - situações de prazos curtos para conclusão da obra; Aditivo retardador de pega - Atender o tempo de transporte, reduzir a influência do ambiente (altas temperaturas); Aditivo impermeabilizante - É indicado para a impermeabilização de subsolos, cortinas, poços de elevadores, muros de arrimo, reservatórios, estruturas sujeitas à infiltração do lençol freático, etc; Aditivos Expansores - Provoca uma ligeira expansão ainda no estado fresco durante a pega (3 a 8% do volume dependendo do produto e da marca), aumentando a aderência e a impermeabilidade – compensadores de retração Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Aditivos Aditivo incorporador de ar - Melhora da trabalhabilidade . Especialmente para concretos com: pouco cimento e água, agregados com textura rugosa ou agregados leves; - Aplicação: concretos leves; - Uso excessivo provoca: . Retardo excessivo da hidratação do cimento; . Porosidade alta; . Redução da resistência e durabilidade Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Propriedades no estado endurecido As propriedades do concreto endurecido que merecem atenção especial são: COMPACIDADE; RESISTÊNCIA MECÂNICA; MÓDULO DE ELASTICIDADE; COEFICIENTE DE POISSON; COEFICIENTE DE DILATAÇÃO TÉRMICA; PERMEABILIDADE; RETRAÇÃO; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Propriedades no estado endurecido COMPACIDADE: É função do traço, do adensamento da massa (compacidade do concreto fresco), da relação água cimento (a/c) e do grau de hidratação do cimento; - A compacidade do concreto freso possui um valor C 0,98; - A compacidade do concreto endurecido possui valor C0,95; RESISTÊNCIA MECÂNICA: - Resistência à compressão; - Resistência à tração; - Resistência à abrasão superficial; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Propriedades no estado endurecido RESISTÊNCIA MECÂNICA: Resistência à Compressão É a propriedade mais importante e dá indicação das demais propriedades do concreto (permeabilidade, módulo de deformação, etc); A resistência mecânica do concreto cresce com a idade, ou seja, com o grau de hidratação do cimento. Para concreto de cimentos portland comum pode-se admitir a seguinte evolução: Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Propriedades no estado endurecido RESISTÊNCIA MECÂNICA: Resistência à CompressãoNo cálculo de estruturas de concreto armado, o engenheiro calculista estipula uma resistência característica à compressão do concreto (fck); Para n corpos-de-prova cilíndricos (10x20 cm ou 15x30 cm ) submetidos ao ensaio de compressão o fck é dado pela seguinte equação: fck = fcm – 1,65 Sd fcm resistência média à compressão dos n corpos-de-provas com j dias de idade; Sd desvio padrão entre os resultados obtidos; -- Quando não for indicada a idade, as resistências referem-se à idade de 28 dias. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá 1n ff S n 1i 2 cci m d Concreto:Propriedades no estado endurecido RESISTÊNCIA MECÂNICA: Resistência à Compressão A resistência característica à compressão do concreto (fck) é um valor que representa uma probabilidade de 95% de que se apresentem valores individuais de resistência maiores, conforme pode ser observado no gráfico a seguir; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá % de ocorrência 5 % fc Sd Sd 1,65 x Sd 1,65 x Sd fcj (resist. média) fck DISTRIBUIÇÃO NORMAL Concreto:Propriedades no estado endurecido RESISTÊNCIA MECÂNICA: Resistência à tração - A resistência à tração do concreto fct pode ser determinada por meio dos seguintes ensaios: 1 - Ensaio de Tração direta: fct = Força /área do corpo-de-prova 2 - Ensaio de Tração na compressão diametral fct = 0,9 fct,sp 3 - Ensaio de Tração na flexão fct = 0,7 fct,f Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá fct,f = PL / b.h 2 fct = 0,7 fct,f fct,sp = 2P / p DL fct = 0,9 fct,sp 1 2 3 Concreto:Propriedades no estado endurecido RESISTÊNCIA MECÂNICA: Resistência à tração - Na falta de ensaios para obtenção de fct,sp e fct,f de modo a determinar a resistência à tração fct, esta pode ser estimada pelas seguintes expressões: Resistência média à tração: fctm = 0,3 (fck) 2/3 Resistência característica à tração inferior: fctk, inf = 0,7 fctm Resistência característica à tração superior: fctk, sup = 1,3 fctm - Da mesma forma que o fck é utilizado no cálculo de estruturas de concreto armado, pelo engenheiro calculista, as três expressões acimas também são utilizadas no cálculo; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Propriedades no estado endurecido RESISTÊNCIA MECÂNICA:Resistência à Abrasão Superficial - Esta propriedade do concreto é muito importante para certo tipos de estruturas, como por exemplo: Pisos industriais; Pilares de pontes; Obras hidráulicas (canais, vertedores); - A resistência à Abrasão ( fabr ) superficial do concreto sofre influência direta dos seguintes parâmetros: Dureza dos agregados; Consumo de cimento (c) ; Relação água/cimento (a/c ); Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Propriedades no estado endurecido MÓDULO DE ELASTICIDADE - Esta propriedade pode ser determinada por diferentes métodos a partir da curva tensão-deformação (ensaio de compressão simples); Método tangente: O módulo de elasticidade tangente inicial Eci é o coeficiente angular da reta tangente à curva traçada da origem; Método secante: O módulo de elasticidade secante Ecs é o coeficiente angular da reta traçada da origem a um ponto da curva correspondendo a 0,40 fc ( fc - resistência a compressão); NBR 6118: - para determinar os esforços solicitantes e verificação dos estados limites de serviço Ecs - para avaliar o comportamento global da estrutura; Ecs ou Eci Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Propriedades no estado endurecido MÓDULO DE ELASTICIDADE - Segundo a NBR 6118, na ausência de dados mais precisos, o módulo de elasticidade pode ser estimado por: Eci = 5600 fck , MPa Ecs = 0,85 Eci, MPa Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Método tangente Método secante Tensão 0,4 fC e Curva tensão x deformação do concreto (compressão simples) fC fC – resistência à compressão Concreto:Propriedades no estado endurecido COEFICIENTE DE POISSON - É definido pela seguinte razão: et - deformação transversal eL - deformação longitudinal - Esta razão é determinada para deformações dentro do intervalo de comportamento linear-elástico do material; - De acordo com a NBR 6118 o coeficiente de Poisson pode ser tomado como igual a u = 0,2; COEFICIENTE DE DILATAÇÃO TÉRMICA - Segundo a NBR 6118, para efeito de análise estrutural, o coeficiente de dilatação térmica pode ser admitido como sendo igual a a = 10-5/0C ; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá eL /2 et /2 u = et / eL Concreto:Propriedades no estado endurecido PERMEABILIDADE: É definida como a taxa de percolação do fluido em um meio sólido poroso (ex: concreto); A permeabilidade é quantificada por meio do coeficiente de permeabilidade k, que é dado por: K = Q . L S . H K = coeficiente de permeabilidade (cm/s); Q = vazão (cm3/s) L = dimensão percolada (cm) S = área da seção percolada (cm2) H = pressão de água (m.c.a) A permeabilidade depende: traço, fmax do agregado, relação a/c, adensamento do concreto, idade; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Fluido sob pressão L S Concreto:Propriedades no estado endurecido RETRAÇÃO - É a redução do volume do concreto ao longo do tempo, sem a ação de forças externas; - A retração do concreto endurecido é provocada pela: retração hidráulica ou de secagem devida à evaporação da água livre ou capilar (presente nos poros da pasta: cimento+água); retração química ou autógena devida à remoção da água livre ou capilar (presente nos poros da pasta: cimento+água) para hidratação do cimento remanescente; retração por carbonatação devida à reação do CO2 presente no ar atmosférico com compostos hidratados do cimento, que resulta na evaporação da água gerada nesta reação de carbonatação; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Propriedades no estado endurecido RETRAÇÃO - Na prática, a deformação por retração nas peças de concreto raramente é livre (permitida); - Assim as deformações por retração quando restringidas geram tensões de tração no material, que dependendo da intensidade e do módulo de elasticidade do material pode ocorrer a temida fissuração; - Portanto é importante compreender o fenômeno da retração para buscar meios que minimizem os seus efeitos negativos sobre a durabilidade das peças feitas com concreto;Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Preparo do concreto MISTURA: - É a operação que tem por objetivo a obtenção de uma massa homogênea onde todos os componentes estejam em contato entre si; - As duas qualidades fundamentais de uma boa mistura são: . Homogeneidade: a composição deve ser a mesma em todos os pontos da mistura; . Integridade: todas as partículas sólidas devem estar em contato com a água; - A mistura do concreto pode ser Manual ou Mecânica; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Preparo do concreto MISTURA MANUAL: - Deve ser realizado sobre um estrado ou superfície plana impermeável e resistente; - Este método é bastante satisfastório para pequenas quantidades e depende de um certo treinamento do pessoal; 1- Espalhe a areia, formando uma camada de 15 cm. 3- com uma pá ou enxada, mexa a areia e o cimento até formar uma mistura bem uniforme 2- sobre a areia, coloque o cimento 4- espalhe a mistura, formando uma camada de 15 a 20 cm 5- coloque a brita sobre esta camada, misturando tudo muito bem 6- Forme um monte com um buraco (coroa) no meio 7- Adcione e misture a água aos poucos evitando que escorra Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Preparo do concreto MISTURA MECÂNICA: - A mistura é feita por meio de equipamento denominado betoneira. Existem betoneiras de eixo horizontal, inclinado e vertical; - Os pontos fundamentais a serem considerados na operação de uma betoneira são: 1 – tempo de mistura: o tempo mínimo de amassamento, em segundos, será 120 d eixo inclinado; 60 d eixo horizontal; 30 d eixo vertical, sendo d diâmetro máxima das betoneiras; 2 – velocidade de rotação da betoneira; 3 – ordem de colocação dos materiais: 50% da água 100% agregado graúdo 100% cimento 100% agregado miúdo 50% água H V H Concreto:Preparo do concreto TRANSPORTE PARA OBRA: - Considera-se, também, transporte para obra o transporte feito dentro de uma obra em que as distâncias sejam relativamente consideráveis; - Este tipo de procedimento ocorre quando o concreto é produzido em usina ou central de concreto. Neste caso a forma correta de efetuar este procedimento: .Caminhão betoneira: são normalmente misturados e agitadores, dependendo apenas da velocidade de rotação do tambor; Rotações de 6 a 8 rpm agitadores Rotações de 16 a 20 rpm misturadores Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Preparo do concreto TRANSPORTE PARA OBRA: .Caminhão betoneira: No Brasil utiliza-se caminhão agitador-misturador, sendo o material transportado em velocidade de agitação, na obra, antes da descarga, faz-se uma remistura rápida na obra; Outro processo, bastante usado, consiste em colocar todos os componentes sólidos e parte da água na central, complementando a mistura na obra; O transporte pode ocorrer em tempos de 90 minutos ou mais dependendo da experiência do operador; No casos que ultrapassem este tempo, os materiais devem ser colocados secos ou com aditivos, com a adição da água somente no local da obra; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Preparo do concreto TRANSPORTE DENTRO DA OBRA: - É o transporte após a descarga do concreto pela betoneira, sendo o concreto transportado em pequenas distâncias; Transporte Manual: baldes com cerca de 18 litros, caixas ou padiolas da ordem de 25 a 30 litros. A produtividade é muito baixa, sendo admissível em obras de pequeno porte; Transporte por carrinhos e jiricas: carrinhos de duas rodas, de uma roda e jiricas com capacidade entre 50 e 100 litros; carinho Jirica Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Elevador de obra Concreto:Preparo do concreto TRANSPORTE DENTRO DA OBRA: Transporte por carrinhos e jiricas: Deve-se usar carrinhos e jiricas com pneu para evitar tanto a segregação como a perda de material; Utilizados em caminhos apropriados e sem rampas acentuadas; O transporte vertical em casos de grande altura devem ser efetuados por elevadores; caçamba Grua Guindaste de torre Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Preparo do concreto TRANSPORTE DENTRO DA OBRA: Transporte por caçambas e gruas ou guindastes de torre: Consiste em utilizar caçambas especiais para concreto, com descarga por comportas de fundo, acionadas manual ou hidraulica; Estas caçambas são transportadas por gruas ou guindastes e o tempo de aplicação depende da carga, transporte e descarga; Um dos limitadores é capacidade da grua tanto na altura como na altura; Concreto:Preparo do concreto TRANSPORTE DENTRO DA OBRA: Transporte por esteira: Esteiras que se deslocam sobre roletes e podem transportar o concrete até várias centenas de metros; É possível inclinar as esteiras, Abatimento Ângulo mas a inclinação limita um pouco (mm) máximo (graus) mas a inclinação limita um pouco 50 24 a 26 o abatimento do concreto a ser 100 20 a 22 transportado, conforme ao lador; 150 12 A descarga feita na extremidade da esteira exige: Aparador evitar a projeção dos agregados graúdos, separando-se do concreto; raspador na parte inferior para remover a argamassa aderente à esteira; funil de pelo menos 60 cm de comprimento para juntar novamente o agregado graúdo e a argamassa; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Preparo do concreto TRANSPORTE DENTRO DA OBRA: Transporte por bombeamento: Consiste no transporte do concreto por tubulações, por meio de pressão, aplicada por ar comprimido; As tubulações são rígidas, em aço, ligadas por um sistema de engate rápido, terminando em um tubo flexível para distribuição do concreto. O diâmetro mais utilizado é o de 125 mm; Alguns cuidados devem ser tomados na execução do concreto, tais como: - o diâmetro do agregado não dever ser maior que 1/3 do diâmetro do tubo; - o concreto deve possuir um slump de 80 mm no mínimo; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Preparo do concreto LANÇAMENTO: Éa colocação do concreto nas fôrmas. O principal cuidado é evitar que seus componentes se separem. A recomendações são: 1 - Evitar arrastar o concreto, durante o espalhamento, a distância muito grandes (maior que 0,80 m); 2 - Deve-se evitar o lançamento vertical superior a 1,50 m para não ocorrer a segregação. Para evitar segregação em quedas livres maiores que a indicada usam-se trombas, mangotes ou calhas; O uso de trombas ou calhas exige o cuidado de que o material desses dispositivos não seja absorvente ou quando for, deve ser previamente molhado caso típico de calha de madeira; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Preparo do concreto LANÇAMENTO: As figuras a seguir ilustram, esquematicamente, procedimentos corretos e incorretos de lançamento de concreto; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Preparo do concreto ADENSAMENTO: É a operação que consiste em eliminar os vazios da massa de concreto, tornando-a mais compacta e, portanto, mais resistente, menos permeável e mais durável; As formas de adensamento são o adensamento manual e o adensamento mecânico; - Adensamento manual: . Realizado com peças de madeira ou aço que atuam como soquete e empuram o concreto para baixo expulsando o ar incorporarado e eliminando os vazios; . O adensamento manual só é usado em obras ou serviços pequenos, ou em caso de emergência. Geralmente, o abatimento exigido para esses casos: para pilares de 70 mm a 80 mm para vigas e lajes de 60 mm a 70 mm Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Preparo do concreto ADENSAMENTO: - Adensamento mecânico: Realizado na maioria dos casos com vibradores de agulha (imersão), que são imersos na massa de concreto espalhando-o; Recomendações: 1 – realizar em camadas com espessuras entre de 40 a 50 cm; 2 – em distâncias 1,5 vezes o raio de açõa do vibrador; 3 – inclinar a agulha entre 450 e 900, sendo este o mais eficaz; 4 – procedimentos lentos e constanstes; 5 – evitar vibrações longas, pois estas ocasionam segregação; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Preparo do concreto ADENSAMENTO: - Adensamento mecânico: Pavimentos e pisos industriais, realizado com régua vibratóriatitrá; Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Preparo do concreto CURA ÚMIDA Manter umidade dias após a concretagem A água é indispensável às reações químicas que ocorrem durante o endurecimento Objetivos: Impedir perda precoce de umidade Controlar temperatura Velocidade de endurecimento: Função da temperatura Evitar sol e vento: Aceleram a evaporação Procedimentos utilizados para manter a umidade: Usual: sacos de cimento, serragem, lonas, sacos de estopa, areia... Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Tipos especiais CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL: - Indicados para concretagem de peças densamente armadas, estruturas pré-moldadas, fôrmas de geometria complexa, fachadas em concreto aparente, painéis arquitetônicos, lajes, vigas, etc; - Este concretos é obtido pela ação de aditivos superplastificantes, que proporcionam maior facilidade de bombeamento, excelente homogeneidade, resistência e durabilidade. - Passa com facilidade pelas armaduras, preenchendo os espaços das fôrmas sob o efeito de seu próprio peso, sem o uso de equipamento de vibração. - Para lajes e calçadas, por exemplo, ele se auto nivela, eliminando a utilização de vibradores e diminuindo o número de funcionários envolvidos na concretagem. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Tipos especiais CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL: Flui com facilidade dentro das formas, passando pelas Armaduras Para lajes e calçadas, por exemplo, ele se auto nivela, eliminando a utilização de vibradores Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Tipos especiais CONCRETO COMPACTADO A ROLO (CCR): - É utilizado em pavimentações urbanas, como sub-base de pavimentos e barragens de grande porte. - Seu acabamento não é tão bom quanto aos concretos utilizados em pisos Industriais ou na Pavimentação de pistas de aeroportos e rodovias, por isso ele é mais utilizado como sub-base. - O CCR apresenta o intenso uso de equipamentos para espalhamento e compactação do concreto, diminuindo a quantidade de mão-de-obra mobilizada e resultando num processo industrial repetitivo e, portanto, eficiente Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Tipos especiais CONCRETO COMPACTADO A ROLO (CCR): Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Tipos especiais CONCRETO PARA PAVIMENTO RÍGIDO (CPR): - A utilização crescente se deve a fatores, tais como: Resistência, durabilidade, menor custo de manutenção, economia em iluminação pública, menor risco de acidentes, menor temperatura superficial, entre outras. - Aplicado em rodovias, reforma ou construção de pistas de aeroportos, nos corredores de ônibus e em grandes avenidas das cidades. - A tecnologia do concreto oferece um amplo leque de opções, para atender aos requisitos básicos de cada obra, como é o caso do atual desenvolvimento do whitetopping. “cobrimento branco”, além das vantagems de resistência e durabuilidade melhora as condições de visibilidade – necessita de menor iluminação Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Tipos especiais CONCRETO PARA PAVIMENTO RÍGIDO (CPR): Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Tipos especiais CONCRETO PARA PAVIMENTO RÍGIDO (CPR): Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; UNIVERSIDADE Estácio de Sá Os pátios de estacionamento de aeroportos e os hangares, têm como a melhor solução técnica o uso de pavimento de concreto, em função das elevadas cargas de roda. Concreto:Tipos especiais CONCRETO PARA PAVIMENTO RÍGIDOS (CPR): Tecnologia WHITETOPPING O aspecto da visibilidade noturna pode ser observa ao comparar os dois tipos de acabamento ( asfalto x concreto) Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; Prof: Marcos Vinicios UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Tipos especiais CONCRETO PRÉ-MOLDADO: - Os elementos estruturais,como pilares, vigas, lajes e outros, são moldados e adquirem certo grau de resistência, antes do seu posicionamento definitivo na estrutura. Por este motivo, este conjunto de peças é também conhecido pelo nome de estrutura pré- fabricada - Estas estruturas podem ser adquiridas junto a empresas especializadas, ou moldadas no próprio canteiro da obra, para serem montadas no momento oportuno. - A decisão de produzi-las na própria obra depende sempre de características específicas de cada projeto. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; Prof: Marcos Vinicios UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Tipos especiais CONCRETO PRÉ-MOLDADO: Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; Prof: Marcos Vinicios UNIVERSIDADE Estácio de Sá Placas de concreto pré- moldado para o piso da marina. Concreto:Tipos especiais CONCRETO PRÉ-MOLDADO: Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; Prof: Marcos Vinicios UNIVERSIDADE Estácio de Sá Galpão industrial: estrutura de de concreto pré-moldado Obra de viaduto na Rota do Sol (RS): As vigas medem 29 metros de comprimento e pesam 30 toneladas. Concreto:Tipos especiais CONCRETO PROTENDIDO: - A protensão do concreto é obtida com a utilização de cabos de aço de alta resistência, que são tracionados e fixados no próprio concreto. - Os cabos de protensão têm resistência em média quatro vezes maior do que os aços utilizados no concreto armado. - Dentro das vantagens que esta técnica pode oferecer, temos a redução na incidência de fissuras, diminuição na dimensão das peças devido à maior resistência dos materiais empregados, possibilidade de vencer vãos maiores do que o concreto armado convencional. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; Prof: Marcos Vinicios UNIVERSIDADE Estácio de Sá Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; Prof: Marcos Vinicios UNIVERSIDADE Estácio de Sá O famoso vão livre do MASP, com seus quase 80 metros de comprimento, proporciona, uma bela vista . Concreto:Tipos especiais CONCRETO PROTENDIDO: Concreto:Tipos especiais CONCRETO PROTENDIDO: Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; Prof: Marcos Vinicios UNIVERSIDADE Estácio de Sá A Ponte Kochertal em Geislingen (Alemanha) com 1128m de comprimento. Essa estrutura utiliza concreto protendido, tem o tabuleiro de 31m de largura a 185m do ponto mais baixo do vale, e estão apoiados em pilares de concreto espaçados de até 138 metros Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; Prof: Marcos Vinicios UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Tipos especiais CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS (CRF): - A adição das fibras visa melhorar certas características do concreto; - As fibras sintética mais utilizadas são: aço, carbono, vidro, polipropileno, etc); - Estas fibras são empregadas principalmente para minimizar o aparecimento das fissuras originadas pela retração plástica do concreto. - As fibras de aço, além de propiciarem a diminuição das fissuras, tentam conquistar espaço na substituição total ou parcial das telas e barras de aço em algumas aplicações do concreto. Fibra de aço Concreto:Tipos especiais CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS (CRF): - Sua aplicação depende das necessidades de cada obra, mas são utilizadas normalmente em pavimentos rígidos, pisos industriais, projetados, áreas de piscina, pré-moldados, argamassas, tanques e reservatórios, entre outros. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; Prof: Marcos Vinicios UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Tipos especiais CONCRETO REFORÇADO COM FIBRAS (CRF): - Fabricação de aduelas para serem instaladas no canteiro central da Via Amarela, bairro do Jaguaré (SP): anéis são reforçados com fibra de aço, dispensando o uso de armaduras, e recebem concreto de 45 MPA Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; Prof: Marcos Vinicios UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Tipos especiais CONCRETO RESFRIADO: - É aquele que tem a temperatura de lançamento reduzida, através da adição de gelo à mistura, em substituição total ou parcial da água da dosagem. - O gelo deve ser moído e ficar à disposição da central dosadora em caminhões frigoríficos. Ele só deve ser colocado no caminhão betoneira, momentos antes da carga. - Sua adição tem como objetivo principal, a redução das tensões térmicas, através da diminuição do calor de hidratação nas primeiras horas. - Este procedimento, além de evitar fissuras, mantém por mais tempo a trabalhabilidade e gera uma melhor evolução da resistência à compressão. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; Prof: Marcos Vinicios UNIVERSIDADE Estácio de Sá Concreto:Tipos especiais CONCRETO RESFRIADO: - O concreto resfriado é mais utilizado em estruturas de grandes dimensões, ou seja, barragens, alguns tipos de fundações, bases para máquinas e blocos com alto consumo de cimento. CONSTRUÇÃO DE ITAIPU Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; Prof: Marcos Vinicios UNIVERSIDADE Estácio de Sá Bibliografia de referência: - Princípios de Ciência e Tecnologias dos Materiais Autor: Lawrence H. Van Vlack 4a edição - Materiais de Construção. Rio de Janeiro, LTCed, v1 e2, 1992. Autor: BAUER, L. F.. - Materiais de Construção. Rio de Janeiro: Autor: PETRUCCI, E.. Curso: Engenharia Civil Disciplina : Materiais de Construção Civil; Prof: Marcos Vinicios UNIVERSIDADE Estácio de Sá
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