APOSTILA UFPE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I - AÇOS PARA CONCRETO PROTENDIDO

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MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
Leonardo F. R. Miranda
1o semestre - 2008
AULA 8 – AÇOS PARA CONCRETO 
PROTENDIDO
Protensão
• Tração aplicada no aço com o objetivo de impor 
esforços normais e/ou de flexão contrários ao 
carregamento da estrutura de concreto, possibilitando 
a redução das seções transversais e/ou aumento dos 
vãos para um mesmo carregamento.
Ação da protensão na estrutura 
CompressãoCompressão
Tração
+
Compressão
Compressão
=
Compressão
Esforços de 
carregamento
Esforços devido à 
protensão
Esforços 
resultantes
Tipos de protensão
• Pré-tração
Operação de tracionar os aços antes do
lançamento e do endurecimento do concreto
ancorando-os em apoios pré dimensionados.
• Pós-tração
Operação de tracionar os aços depois do
lançamento e do endurecimento do concreto
ancorando-os definitivamente já na própria peça . 
Pré-tração
Características
• Empregados nas indústrias de pré-fabricação
de peças, que são, geralmente, produzidas em 
local diferente de onde serão montadas;
• O aço de protensão fica totalmente aderido
ao concreto;
• Existe a necessidade da construção de 
elementos de ancoragem para o aço capazes de
resistir aos esforços horizontais gerados com a 
protensão;
Pré-tração
2
2
Pós-tração
Características gerais
• As peças, geralmente, são moldadas no 
local onde irão trabalhar (moldadas “in loco”);
• É necessário que o aço seja colocado na fôrma
com uma proteção (bainha) que o isole do
concreto;
• As ancoragens metálicas colocadas nas 
extremidades são incorporadas ao concreto; 
Pós-tração
Pós-tração com aderência posteriormente 
desenvolvida
• Utilização de bainha semi rígida para acompanhar
as curvaturas de projeto (chapa metálica); 
• Após a aplicação da carga e a sua transferência 
ao concreto, as bainhas são preenchidas com 
pasta de cimento (injeção) para proteção do aço 
e possibilitar a ligação do aço com a bainha e 
o concreto que o envolve; 
• Utilizado em peças de grandes dimensões.
Pós-tração Pós-tração
Pós-tração não aderente com cordoalhas 
engraxadas e plastificadas
• As bainhas são extrudadas diretamente no aço, 
que é previamente engraxada, possibilitando o 
deslizamento do aço; 
• Utilizado em peças de pequenas concentrações
de força (lajes de edifícios, pisos industriais e 
radiers.
Aço para concreto protendido
� Fios e cordoalhas ativas no sistema estrutural 
(atuam carregadas sempre).
� São sempre encruados
� Obtidos por trefilação, sofrendo, posteriormente, 
tratamento térmico ou termo-mecânico para alívio 
das tensões devido à deformação mecânica a frio. 
� NBR-7482 Fios da aço para concreto protendido
� NBR-7483 Cordoalhas de aço para concreto 
protendido
Tipos de aço para concreto protendido 
Cordoalhas
Fios
Sete 
fios
três fios dois fios
Diâmetro da cordoalha = diâmetro da circunferência circunscrita
3
3
CP 150 RN 7
fio para concreto protendido
tensão nominal de ruptura (150kgf/mm2)-
150; 160 e 170
relaxação normal (alívio de tensões) e 
RB significa relaxação baixa (estabililzação)
diâmetro do fio (7mm)
Designação de fios de aço para 
concreto protendido
CP 175 RB 12,7
cordoalha de 7 fios
tensão nominal de ruptura (175kgf/mm2)-
175 e 190
RB relaxação baixa (estabilização) e 
RN significa relaxação normal (alívio de 
tensões)
diâmetro nominal da cordoalha (12,7mm)
Designação de cordoalhas para 
concreto protendido
CP 180 RN 3x2,5
cordoalha para concreto protendido
tensão nominal de ruptura (180kgf/mm2)
relaxação normal (alívio de tensões) 
3 fios de diâmetro 2,5mm, podem ser 2 ou 
3 fios com vários diâmetros (2; 2,5; 3; 
3,5mm)
Designação de cordoalhas para 
concreto protendido
Cordoalhas de 2 e 3 fios: sempre CP 180 RN
Tratamentos dos aços para 
concreto protendido
PATENTEAMENTO
� Aquecimento a 900-950oC e resfriamento em 
chumbo fundido a 500oC.
� Refina a estrutura cristalina reduzindo a ferrita livre 
e os defeitos.
� Aumenta a resistência à tração e melhora a 
trefilabilidade.
� Executado antes e depois da trefilação a frio.
DECAPAGEM
� Também é utilizado na produção dos aços para 
concreto armado.
� Remove a camada de óxidos fina, aderente e 
abrasiva que se forma na superfície do aço após a 
laminação a quente.
� Evita desgaste prematuro dos equipamentos.
� É realizado por banhos químicos (ácido clorídrico) 
ou mecanicamente.
Tratamentos dos aços para 
concreto protendido
TREFILAÇÃO
� Tratamento que procede ao encruamento a frio 
do aço.
� Aumenta o limite elástico do material e reduz a 
ductilidade.
Tratamentos dos aços para 
concreto protendido
4
4
ALÍVIO DE TENSÕES
� Banho do aço em chumbo líquido, formando um 
aço de relaxação normal (RN).
� Reduz as tensões residuais da trefilação
� Aquecimento a 400oC e resfriamento, evitando a 
recristalização do material 
� Aumenta o limite elástico e ductilidade tornando o 
fio retilíneo
Tratamentos dos aços para 
concreto protendido
ESTABILIZAÇÃO
� Alternativa em relação ao alívio de tensões. Tratamento 
termo-mecânico
� Aço submetido a uma tensão de tracionamento de 45% 
da carga de ruptura, juntamente com o aquecimento do 
fio a 370oC.
� Aumenta o limite elástico e a resistência à tração
� Reduz a relaxação do aço de 1/3 a 1/5 das obtidas com o 
tratamento de alívio de tensões, classificando-os como de 
relaxação baixa (RB)
Tratamentos dos aços para 
concreto protendido
Tratamentos para redução da 
relaxação
PE
R
D
A
 
D
E 
T
E
N
SÃ
O
TEMPO
aliviado
estabilizado
DEFORMAÇÃO ESPECÍFICA
estabilizado
aliviado
trefilado
T
EN
SÃ
O
Perda de tensão por relaxação
designação 70% 80%
fio RN 5,0% 8,5%
fio RB 2,0% 3,0%
cordoalha RN 7,0% 12,0%
cordoalha RB 2,5% 3,5%
relaxação máxima para tensão inicial igual a
do limite de resistência mínimo especificado
NBR 7484 - Duração do ensaio: 1000 h
Importância: avaliar o desempenho do aço durante a vida útil da 
estrutura e a necessidade de se efetuar a re-protensão
Aço para concreto protendido 
Gráfico tensão x deformação
1 2 3 40,2 5 6 7
Deformação %
8 9
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
Ca
rg
a 
(K
N
)
Características do aço para 
concreto protendido
1100550Tensão mínima de ruptura do 
aço laminado (MPa)
0,025 máx0,050 máx% S
0,020 máx0,050 máx% P
0,15 a 0,350,40 máx% Si
0,45 a 0,900,50 a 1,20% Mn
0,80 a 0,850,25 a 0,50% C
Aço CPAço CA 50Elemento
Composição
Química
(% em peso)
5
5
Agradecimentos
Prof. Tibério Andrade – UFPE
Prof. Vanderley M. John – PCC/USP