Tipos de Protensão em Concreto

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concreto protendido
Tipos de Protensão e Armaduras Ativas
Niterói
2017
GABRIEL TEIXERA RECHE- 9336229563
LEONARDO DE OLIVEIRA RODRIGUES- 9019433903
MYLLENA ROSA FIGUEIRA- 8410173586
RENATA MONTEIRO DE FIGUEIREDO- 8487979563
concreto protendido
Tipos de Protensão e Armaduras Ativas
Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Instituição Centro Universitário Anhanguera Niterói - RJ.
Docente: Maurício Santos
Niterói
3
2017
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO___________________________________________________4
TIPOS DE PROTENSÃO____________________________________________5
Protensão quanto à aderência________________________________________5
Protensão quanto a intensidade da força de protensão____________________10
Protensão quanto o posicionamento dos cabos em relação ao concreto______11
Protensão quanto disposição dos cabos _______________________________12
CONCLUSÃO ___________________________________________________16
BIBLIOGRAFIA __________________________________________________17
INTRODUÇÃO
Protensão é um artifício que consiste em introduzir numa estrutura um estado prévio de tensões capaz de melhorar sua resistência ou seu comportamento, sob diversas condições de carga. Pode-se dizer que a protensão pode ser encarada como uma forma artificial de se criar reações permanentes às ações que sejam adversas ao uso de uma estrutura.
Protender significa comprimir o concreto. A compressão estabelece-se apenas onde o encurtamento é possível. A definição de elemento de concreto protendido menciona também o objetivo de impedir ou limitar a fissuração do concreto da estrutura. É interessante ressaltar que o aço de protensão é mais resistente do que o comum, porém sensível à corrosão, mossas, dobras, e aquecimento.
Como dito o ditado popular, “Onde houver Tração, que se leve a Protensão.”
TIPOS DE PROTENSÃO
Existem diversas formas de aplicação de protensão e os principais tipos são: 
Protensão quanto à aderência.
Protensão quanto a intensidade da força de protensão.
Protensão quanto o posicionamento dos cabos em relação ao concreto.
Protensão quanto disposição dos cabos.
Protensão quanto à aderência 
É classificada considerando o mecanismo de aderência entre a armadura de protensão (armadura ativa) e o concreto.
Os tipos de protensão quando à aderência são:
Com aderência inicial (pré-tração)
Com aderência posterior (pós-tração)
Sem aderência (pós-tração)
PRÉ-TRAÇÃO E PÓS-TRAÇÃO
Pré-tração:
O termo pré-tração designa o método de protensão onde o tracionamento da armadura é realizado antes do lançamento do concreto.
Pós-tração:
O termo pós-tração designa o método de protensão onde o tracionamento da armadura é realizado após o lançamento e endurecimento do concreto.
PROTENSÃO COM ADERÊNCIA INICIAL
Este tipo de protensão ocorre quando o tracionamento da armadura é realizado antes do lançamento do concreto (pré-tração).
Nesse tipo de protensão:
A armadura de protensão é tracionada/estirada.
A armadura é ancorada em apoios externos à fôrma da peça. 
O concreto é lançado na fôrma (concretagem da peça). 
A armadura é liberada (cortada) quando o concreto endurece. 
A protensão é transferida da armadura para o concreto por meio da aderência entre os dois materiais.
A protensão com aderência inicial é normalmente usada em peças pré-moldadas.
 
 Painel de laje Vigota para laje pré
 alveolar moldada
	
Este processo é dividido em três fases:
1ª FASE : DISTENSÃO DA ARMADURA 
A distensão (estiramento/tracionamento) da armadura é feita na pista de protensão. A armadura é distendida e ancorada em apoios externos à fôrma da peça (apoios junto a pista de protensão).
Sobre pista de protensão
Uma pista de protensão pode passar de 200 metros de comprimento. A armadura de protensão é estirada ao longo desse comprimento e após o processo de protensão, a peça de concreto é cortada em painéis na medida desejada e transportados para a obra.
2ª FASE : CONCRETAGEM DA PEÇA
Após a distensão da armadura a peça é concreta (concreto é lançado na fôrma contida dentro da pista de protensão).
3ª FASE : CORTE DA ARMADURA E PROTENSÃO DO CONCRETO
Após o concreto atingir a resistência necessária a armadura é cortada (nesta situação já existe aderência entre o concreto e a armadura).
Após ser cortada a armadura tenta retornar ao comprimento que tinha antes da distensão provocando compressão no concreto em virtude de estar aderente ao mesmo.
PROTENSÃO COM ADERÊNCIA POSTERIOR
Este tipo de protensão ocorre quando o tracionamento da armadura é realizado após o lançamento e endurecimento do concreto (pós-tração).
Nesse tipo de protensão: 
Posicionamento da bainha e da armadura e montagem da fôrma.
O concreto é lançado na fôrma (concretagem da peça).
A armadura é ancorada e tracionada/estirada após endurecimento do concreto.
A aderência entre o concreto e a armadura é feita por meio da injeção de calda de cimento na bainha, garantido assim a transferência da protensão da armadura para o concreto. 
A protensão com aderência posterior é usada em pontes, barragens, grandes reservatórios de água, entre outros.
Vigas protendidas (pós-tração) de uma estrutura de ponte
Este processo é dividido em quatro fases:
1ª FASE : montagem das armaduras passivas (barra de aço comum) e fixação das bainhas metálicas nos estribos com as armaduras ativas em seu interior. Em alguns casos as armaduras ativas poderão ser enfiadas posteriormente.
2ª FASE : montagem da fôrma e lançamento do concreto, sem entrar em contato com a armadura de protensão pois a bainha o impede, assim não há aderência entre a armadura de protensão e o concreto.
3ª FASE : após o concreto adquirir a resistência necessária é executada a protensão, normalmente por meio de macacos hidráulicos que se apoiam no concreto e distendem a armadura de protensão.
4ª FASE : para criar aderência entre armadura de protensão e concreto é feita a injeção de calda de cimento na bainha, o que também protege a armadura contra a corrosão. A injeção é feita nas extremidades dos cabos.
PROTENSÃO SEM ADERÊNCIA
Não existe aderência entre a armadura de protensão e o concreto, assim não há transferência da protensão ao longo do seu comprimento.
A protensão é passada da armadura ativa para o concreto exclusivamente por dispositivos mecânicos em alguns pontos.
 	É um caso de pós-tração, ou seja, a armadura ativa será tracionada após o lançamento e endurecimento do concreto.
As armaduras ativas não aderentes podem ficar: 
Externas ao concreto 
Internas ao concreto
Protensão sem aderência externa ao concreto:
A armadura ativa não fica embutida dentro da peça de concreto. Melhor condição para a manutenção e substituição da armadura ativa, já que ela está externa e não aderente ao concreto, um bom exemplo é a viga caixão.
As armaduras de protensão são colocados na parte vazada da seção. A protensão é transferida para o concreto por meio de dispositivos especiais de fixação.
Protensão sem aderência interna ao concreto:
O desenvolvimento das cordoalhas engraxadas e plastificadas permitiu a execução da protensão com armaduras sem aderência interna ao concreto. As cordoalhas engraxadas e plastificadas, além de ser banhadas em graxa para a proteção, são revestidas com plástico que as protegem contra corrosão e impedem a sua aderência ao concreto. A protensão sem aderência interna é usada em lajes planas de edifícios comerciais e residenciais, bem como em pisos industriais.
Resumo: Tipos de protensão quanto a aderência
Protensão com aderência inicial: concreto protendido em que o estiramento da armadura ativa é feito utilizando-se apoios independentes do elemento estrutural, antes do lançamento do concreto, sendo a ligação da armadura de protensão comos referidos apoios desfeita após o endurecimento do concreto; a ancoragem no concreto realiza-se só por aderência (pré-tração). 
Protensão com aderência posterior: concreto protendido em que o estiramento da armadura ativa é realizado após o endurecimento do concreto, sendo utilizados, como apoios, partes do próprio elemento estrutural, criando posteriormente aderência com o concreto de modo permanente, através da injeção da pasta de cimento nas bainhas (pós-tração).
Protensão sem aderência: concreto protendido em que o estiramento da armadura ativa é realizado após o endurecimento do concreto, sendo utilizados, como apoios, partes do próprio elemento estrutural, mas não sendo criada aderência com o concreto, ficando a armadura ligada ao concreto apenas em pontos localizados (pós-tração).
 PROTENSÃO QUANTO A INTENSIDADE DA FORÇA DE PROTENSÃO
Os tipos de protensão quando a intensidade da força de protensão são: 
Protensão completa 
Protensão limitada 
Protensão parcial
Níveis de protensão:
Protensão completa: elimina as tensões de tração da peça concreto quando solicitada, impedindo a formação de fissuras no concreto
Protensão limitada: reduz as tensões de tração da peça de concreto quando solicitada, limitando a formação de fissuras no concreto.
Protensão parcial: semelhante a protensão limitada, porém, permite que as tensões de tração no concreto atinjam valores mais elevados, provocando uma maior formação de fissuras no concreto.
A escolha do tipo de protensão quanto a intensidade da força de protensão é feita em função: 
do tipo de construção, e/ou
da agressividade do meio ambiente.
De uma maneira geral: 
Protensão completa Caso de pré-tração → ambientes com agressividade forte e muito forte 
Protensão limitada Caso de pré-tração → ambientes com moderada agressividade Caso de pós-tração → ambientes com agressividade forte e muito forte 
Protensão parcial Caso de pré-tração → ambientes com fraca agressividade Caso de pós-tração → ambientes com fraca e moderada agressividade
PROTENSÃO QUANTO O POSICIONAMENTO DOS CABOS EM RELAÇÃO AO CONCRETO
Os tipos de protensão quando o posicionamento dos cabos em relação ao concreto são:
Protensão interna 
Protensão externa
Diz-se que uma peça está submetida à protensão interna quando a armadura ativa está embutida no concreto.
É o caso da: Protensão com aderência inicial
 Protensão com aderência posterior 
 Protensão sem aderência (interna ao concreto)
Protensão externa 
A peça está submetida à protensão externa quando a armadura ativa está externa ao concreto (cabos externos). 
Em obras deste tipo, se a armadura de protensão apresentar algum tipo de patologia após um certo período de uso, fica mais fácil substituí-la, por se tratarem de cabos externos não aderentes.É importante lembrar que a armadura de protensão deve ser adequadamente protegida contra a corrosão.
Protensão externa não aplicada por cabos
Existe um tipo de protensão externa feita sem o uso da armadura ativa. Para este tipo de protensão são colocados macacos hidráulico externos às peças, comprimindo-as. Este caso não é muito comum, visto que a protensão é perdida ao longo do tempo devido à fluência e à retração do concreto, sendo necessário prover um meio de se restaurar a protensão ao longo da vida da estrutura.
PROTENSÃO QUANTO DISPOSIÇÃO DOS CABOS
Os tipos de protensão quando a disposição dos cabos são:
Protensão circular
Protensão linear
PROTENSÃO CIRCULAR
A protensão circular é normalmente utilizada em reservatórios e silos cilíndricos. Neste caso, a armadura ativa envolve (circunda) a estrutura, produzindo um cintamento que comprime o concreto (protensão).
PROTENSÃO LINEAR
A protensão linear é normalmente utilizada em vigas e lajes. Neste caso, os cabos de protensão não são necessariamente retos. A diferença entra a protensão circular e linear está no fato de que na protensão linear os cabos não circundam o elemento protendido.
ARMADURAS ATIVAS
Também chamada de armadura de protensão, a armadura é constituída por barras, fios isolados ou cordoalhas. É destinada à produção de forças de protensão, isto é, na qual se aplica um pré-alongamento inicial. A armadura ativa é tracionada após a execução do elemento de concreto onde a inexistência de aderência refere-se somente à armadura ativa, uma vez que a armadura passiva (frouxa) sempre deve estar aderente ao concreto.
Conforme a antiga NBR 7197: "a armadura de protensão é constituída por fios ou barras,
feixes (barras ou fios paralelos) ou cordões (fios enrolados), e se destina à produção
das forças de protensão. Denomina-se cabo a unidade da armadura de protensão considerada
no projeto. A armadura de protensão também é designada por armadura ativa"
Concreto com armadura ativa pré-tracionada (protensão com aderência inicial):
Concreto protendido em que o pré-alongamento da armadura ativa é feito utilizando-se apoios independentes do elemento estrutural, antes do lançamento do
concreto, sendo a ligação da armadura de protensão com os referidos apoios desfeita após o endurecimento do concreto; a ancoragem no concreto realiza-se só por aderência.
Concreto com armadura ativa pós-tracionada (protensão com aderência posterior): 
Concreto protendido em que o pré-alongamento da armadura ativa é realizado após o endurecimento do concreto, sendo utilizados, como apoios, partes do próprio elemento estrutural, criando posteriormente aderência com o concreto de modo permanente, através da injeção das bainhas.
Concreto com armadura ativa pós-tracionada sem aderência (protensão sem
aderência): 
Concreto protendido em que o pré-alongamento da armadura ativa é realizado após o endurecimento do concreto, sendo utilizados, como apoios, partes do próprio elemento estrutural, mas não sendo criada aderência com o concreto, ficando a armadura ligada ao concreto apenas em pontos localizados.
Escolha da Armadura Ativa
Para tanto, deve-se escolher entre os seguintes aços de protensão, através das tabelas de fabricantes:
Fios para Protensão Aliviados (RN) e Estabilizados (RB)(pré-tração);
Cordoalhas de 3 e 7Fios Estabilizados (RB) (pós-tração aderente);
Cordoalhas de 7 Fios Engraxadas e Plastificadas (exclusivo para pós-tração não aderente).
Problemas com armaduras ativas
Corrosão do aço de protensão.
Como nos aços de concreto armado as armaduras de protensão também sofrem com a corrosão eletrolítica. No entanto nas armaduras protendidas apresentam outro tipo de corrosão, denominado corrosão sob tensão (stress-corrosion) fragilizando a seção da armadura, além de propiciar a ruptura frágil. Por este motivo à armadura protendida deve ser muito protegido.
Perdas de protensão.
São todas as perdas verificadas nos esforços aplicados nos cabos de protensão.
Perdas imediatas, que se verificam durante a operação de estiramento e ancoragem dos cabos:
Perdas por atrito, produzidas por atrito do cabo com peças adjacentes, durante a protensão;
Perdas nas ancoragens, provocadas por movimentos nas cunha de ancoragem, quando o esforço no cabo é transferido do macaco para a placa de apoio;
CONCLUSÃO
Conclui-se que o concreto protendido é um tipo de concreto armado no qual a armadura ativa sofre um pré-alongamento, gerando um sistema autoequilibrado de esforços (tração no aço e compressão no concreto) e essa é a diferença essencial entre concreto protendido e armado. Deste modo o elemento protendido apresenta melhor desempenho perante as cargas externas de serviço. Os aços da armadura ativa são caracterizados pela elevada resistência e por não possuírem patamar de escoamento. A elevada resistência é exigida para permitir grandes alongamentos em regime elástico e para compensar as perdas de protensão, devendo apresentar também: ductilidade antes da ruptura, boas propriedades de aderência,baixa relaxação e boa resistência à fadiga e à corrosão.
16
REFERÊNCIAS
MEHTA, P. K. Concreto: Estrutura, Propriedades e Materiais. Universidade Federal de Minas Gerais, 1994 (Mimeografado).
CAUDURO, EUGENIO LUIZ. Manual para a Boa Execução de Estruturas Protendidas Usando Cordoalhas de Aço Engraxadas e Plastificadas, Disponível em <www.belgo.com.br>. Acesso em: 30 out. 2017.
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS- Departamento de Engenharia de Estruturas. Fundamentos do concreto protendido.JOAO BENTO DE HANAI, São Carlos, 2005.
PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁSDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA.Concreto Protendido:Material didático para o autoaprendizado.Estimativa de carga de protensão. Junho 2015.
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA UNESP - Campus de Bauru/SP FACULDADE DE ENGENHARIA Departamento de Engenharia Civil.Disponível em: < http://wwwp.feb.unesp.br/pbastos/Protendido/Ap.%20Protendido.pdf>. Acesso em 02 nov. 2017