7 CONCRETO 2

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5. PROPRIEDADES DO CONCRETO FRESCO
5.1. Consistência e trabalhabilidade
A consistência traduz as propriedades intrínsecas da mistura fresca relacionada com a mobilidade da massa e a coesão entre os elementos componentes, tendo em vista a uniformidade e a compacidade do concreto.
As operações de transporte, lançamento e adensamento do concreto devem permitir a obtenção de uma massa homogênea e sem vazios.
A trabalhabilidade não é apenas uma característica inerente ao próprio concreto, mas envolve também as considerações relativas à natureza da obra e aos métodos de execução adotados.
Outro aspecto que deve ser considerado no estudo da trabalhabilidade do concreto é a segregação. A ausência de segregação é essencial para que se consiga a conveniente compacidade da mistura.
A segregação compreende a separação dos constituintes da mistura, impedindo a obtenção de um concreto com características de uniformidade satisfatórias.
A segregação pode ocorrer também como resultado de uma vibração exagerada. Um concreto em que isso venha a ocorrer será um concreto mais fraco e sem uniformidade.
https://www.youtube.com/watch?v=Awh9blmXBs0
5.2. Exsudação
Exsudação é a tendência da água de amassamento de vir à superfície do concreto recém lançado. Em conseqüência, a parte superior do concreto torna-se excessivamente umida, produzindo um concreto poroso e menos resistente.
A água, ao subir à superfície, pode carregar partículas finas de cimento, formando uma pasta, prejudicando a ligação de novas camadas de material e deve ser removida cuidadosamente.
A exsudação pode ser controlada pelo proporcionamento adequado de um concreto trabalhável, evitando-se o emprego de água além do necessário. Ás vezes corrige-se a exsudação adicionando-se grãos relativamente finos, que compensam as deficiências dos agregados.
5.3 Mistura do Concreto
Hoje, no Brasil, o concreto pode ser misturado pelos seguintes processos: processo manual para pequenas obras; concreto misturado em betoneiras da obra; concreto comprado de centrais de concreto e transportado em caminhões betoneiras (BOTELHO, 2006).
O amassamento manual do concreto, a empregar-se excepcionalmente em pequenos volumes ou em obras de pouca importância, deverá ser realizado sobre um estrado ou superfície plana impermeável e resistente. Misturar-se-ão primeiramente, a seco, os agregados e o cimento, de maneira a obter-se cor uniforme; em seguida, adicionar-se-á aos poucos água necessária, prosseguindo-se a mistura até conseguir-se massa de aspecto uniforme. Não será permitido amassar-se, de cada vez, volume de concreto superior ao correspondente a 100kg de cimento (BAUER, 2000).
A mistura mecânica é feita em betoneiras. Não existem regras gerais para a ordem de carregamento dos materiais na betoneira, entretanto, é aconselhado uma sequência, onde, coloca-se primeiramente uma parte da água e os demais materiais vêm seguindo uma ordem (brita, cimento, areia e o restante da água). Pode-se adotar, também, a sequência, na qual, se coloca a brita, metade da água, areia, cimento e o restante da água. Essa segunda sequência é indicada para as betoneiras de 360 litros (as mais usadas) e quando a dosagem for feita para um volume de 20 litros de cimento (SOUZA JÚNIOR, 2003).
O concreto dosado em central é particularmente útil em canteiros congestionados ou em construções rodoviárias onde se dispõe de pouco espaço para uma instalação de central de concreto e para estocagem de agregados. A maior vantagem própria do concreto pré-misturado é a de ser preparado com melhores condições de controle do que normalmente seria possível, a não ser em grandes obras (NEVILLE, 1997).
https://www.youtube.com/watch?v=B4x-qkqXK8U
https://www.youtube.com/watch?v=K70KUDFOrXg
6. PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO
6.1. Peso específico
O peso específico do concreto endurecido depende de muitos fatores, principalmente da natureza dos agregados, da sua granulométrica e do método de compactação empregado será tanto maior quanto maior for o peso específico dos agregados usados e tanto maior quanto mais quantidade de agregado graúdo contiver.
6.2. Deformações
As deformações do concreto podem ser de duas naturezas:
• Deformações causadas por variação das condições ambientes: retração e deformações provocadas por variações de umidade e temperatura ambiente;
• Deformações causadas pela ação de cargas externas: deformação imediata, deformação lenta, deformação lenta recuperável e fluência.
6.3 Retração
É a diminuição de volume do concreto desde o fim da cura até atingir um estado de equilíbrio compatível com as condições ambientes. A retração se processa mais rapidamente até uns 3 a 4 meses e depois mais lentamente. Pode-se admitir que, para as dimensões usuais, um quarto da retração se dá aos 7 dias, um terço aos 14 dias e metade em 1 mês, três quartos em 6 meses.
6.4 Influência da temperatura
A variação da temperatura ambiente não se transmite instantaneamente ao concreto, mas tem uma ação retardada sobre a variação da temperatura deste, sendo de amplitude tanto menor quanto mais afastado da superfície exposta ao ar estiver o ponto considerado.
O coeficiente de dilatação térmica para o concreto armado, segundo a NBR6118, é considerado igual a 10-5/ºC, salvo quando determinado especificamente parta o concreto a ser usado.
6.5 Fluência
Deformação lenta é o acréscimo de deformação que ocorre no concreto com a manutenção da carga ao longo do tempo, sob a ação de uma carga constante. A fluência é inversamente proporcional à resistência do concreto e diretamente proporcional as tensões aplicadas.
6.6 Diagrama tensão-deformação
O diagrama tensão – deformação do concreto é obtido em ensaio à compressão axial de um corpo de prova cilíndrico com 10 cm de diâmetro e 20 cm de altura ou 15x30cm respectivamente.
Todas as curvas são de características similares. Consistem de um trecho inicial relativamente reto, correspondendo a um comportamento elástico do concreto para tensões baixas, onde deformação é linearmente proporcional à tensão.
Depois o diagrama começa a curvar, passando por um ponto de máxima tensão, que corresponde à resistência do concreto à compressão na sua idade, apresentando no final um ramo decrescente. A deformação de ruptura do concreto, εcc , está na maioria dos casos entre 0,3% e 0,6%. 
	
	
6.7 Módulo de elasticidade
O módulo de elasticidade é um parâmetro numérico relativo à medida da deformação que o concreto sofre sob a ação de tensões, geralmente tensões de compressão. Os concretos com maiores resistências à compressão normalmente deformam-se menos que os concretos de baixa resistência, e por isso tem módulos de elasticidade maiores. O módulo de elasticidade depende muito das características e dos materiais componentes dos concretos, como o tipo de agregado, da pasta de cimento e a zona de transição entre a argamassa e os agregados. 
A importância da determinação dos módulos de elasticidade está na determinação das deformações nas estruturas de concreto, como nos cálculos de flechas em lajes e vigas. Nos elementos fletidos, como as vigas e as lajes por exemplo, o conhecimento das flechas máximas é muito importante e é um dos parâmetros básicos utilizados pelo projetista estrutural.
O módulo de elasticidade é avaliado por meio do diagrama tensão x deformação do concreto (σ x ε). Devido a não linearidade do diagrama σ x ε (não-linearidade física), o valor do módulo de elasticidade pode ter infinitos valores. Porém, tem destaque o módulo de elasticidade tangente, dado pela tangente do ângulo (a’) formado por uma reta tangente à curva do diagrama σ x ε. Um outro módulo também importante é o módulo de elasticidade secante, dado pela tangente do ângulo (a’’) formado pela reta secante que passa por um ponto A do diagrama. O módulo deve ser obtido segundo ensaio descrito na NBR 8522
Na falta de resultados de ensaios a NBR 6118 (item 8.2.8) permite estimar o valor do módulo de elasticidade inicial aos 28 dias segundo a expressão:
O módulode elasticidade secante a ser utilizado nas análises elásticas de projeto, especialmente para determinação de esforços solicitantes e verificação de estados limites de serviço, pode ser obtido pelo método de ensaio da NBR 8522[26], ou estimado pela expressão:
A NBR 6118 (item 8.2.8) fornece uma tabela com valores arredondados que podem ser utilizados no projeto estrutural, considerando o granito como agregado graúdo (Tabela 2.3).
6.8 Coeficiente de Poisson
Toda a força ou tensão provoca, ao mesmo tempo, deformação no seu sentido de aplicação e também uma deformação no sentido transversal. A relação entre os valores absolutos da deformação transversal e da longitudinal é o coeficiente de Poisson ν .
A experiência tem demonstrado que o coeficiente de Poisson do concreto varia entre 0,11 a 0,21. A NBR 6118 admite para o concreto um coeficiente de Poisson relativo às deformações elásticas igual a 0,2.
6.9 Resistência à compressão simples do concreto (axial)
A resistência à compressão simples é a característica mais importante de um concreto, não só porque o concreto trabalha predominantemente à compressão, como também porque fornece outros parâmetros físicos que podem ser relacionados empiricamente à resistência à compressão. Este ensaio é realizado em corpos de prova cilíndricos, geralmente 10x20cm.
A norma que rege este ensaio é a NBR5738 e 5739 – Tensão de ruptura:
σc = P/S onde P=carga de ruptura e S= área do corpo de prova.
	
	
Rompimento de corpo de prova.
	
	
	
	Tipos de rupturas.
	
6.10 Resistência à tração do concreto.
O conhecimento da resistência do concreto à tração é uma importante característica desse material, porque os esforços solicitantes aplicam tensões e deformações de tração nos elementos estruturais de Concreto Armado. Esse conhecimento é particularmente importante na determinação da fissuração (momento fletor de primeira fissura e verificação da abertura da fissura), no dimensionamento das vigas à força cortante e na resistência de aderência entre o concreto e a barra de aço.
A resistência do concreto à tração varia entre 8 e 15 % da resistência à compressão. São basicamente três os tipos de ensaio comumente realizados para a determinação da resistência do concreto à tração: tração direta, tração indireta e tração na flexão. O ensaio de tração direta é mais difícil de ser executado, porque exige dispositivos especiais (garras metálicas) e prensa universal, capaz de aplicar força de tração. Os ensaios de tração indireta e tração na flexão surgiram buscando contornar essas dificuldades, e o resultado serve como parâmetro para a estimativa da resistência à tração direta, como permitida pela NBR 6118.
A resistência à tração indireta (fct,sp) é determinada no ensaio de compressão diametral, prescrito na NBR 7222[23], desenvolvido por F.L. Lobo Carneiro na década de 50, sendo o ensaio conhecido mundialmente por Brazilian test ou splitting test. O ensaio consiste em comprimir longitudinalmente o corpo de prova cilíndrico 15 x 30 cm segundo a direção do seu diâmetro, como mostrado na Figura 2.7.
	
	
Quando as tensões de compressão (sII) são aplicadas no corpo de prova, ocorrem ao mesmo tempo tensões de tração (sI) perpendiculares na direção diametral, horizontais, que causam o rompimento do corpo de prova, separando-o em duas partes.
A resistência do concreto à tração indireta por compressão diametral é determinada pela equação:
 
A NBR 6118 (item 8.2.5) permite estimar a resistência à tração direta (fct) como 90 % da resistência à tração por compressão diametral:
 
A resistência à tração na flexão (fct,f), determinada conforme a NBR 12142[25], consiste em submeter uma viga de concreto simples ao ensaio de flexão simples, como mostrado na figura abaixo. A viga é submetida a duas forças concentradas iguais, aplicadas nos terços do vão. Em normas estrangeiras são encontradas outras configurações para o ensaio, com corpos de prova e vãos diferentes dos prescritos pela norma brasileira.
	
	Ensaio de tração à flexão do concreto.
	
Ensaio de tração na flexão, utilizado para verificar a capacidade do concreto quanto a resistência de projeto na tração à flexão pelos prismas moldados em obra, juntamente com os moldes cilíndricos de resistência à compressão axial.
A resistência à tração na flexão corresponde à tensão aplicada na fibra mais tracionada, no instante da ruptura, sendo avaliada pela equação:
 
A resistência à tração máxima na flexão é também chamada “módulo de ruptura”. A estimativa da resistência à tração direta em função da resistência à tração na flexão é dada por (NBR 6118, item 8.2.5):
 
Na falta de ensaios para determinação dos valores de fct,sp e fct,f , a resistência média à tração direta pode ser avaliada em função da resistência característica do concreto à compressão (fck), por meio das expressões (NBR 6118, item 8.2.5):
a) para concretos de classes até C50:
 
b) para concretos de classes C55 até C90
 
CONTROLE TECNOLÓGICO
O padrão de qualidade do concreto utilizado em obras depende em grande medida do tipo de controle que se tem sobre ele. É apenas por meio dos serviços de controle tecnológico desse material que é possível detectar desempenhos abaixo do especificado em projeto e, assim, prever reforços estruturais ou outras soluções adequadas à estrutura em questão.
De acordo com o professor do curso de engenharia civil da Universidade Presbiteriana Mackenzie, o engenheiro Simão Priszkulnick, o conjunto de atividades que fazem parte desse serviço destinam-se a confirmar o atendimento do material aos projetos estrutural e arquitetônico de uma obra. Por esse motivo, é imprescindível que a empresa contratada para realizar o controle conte com os certificados de calibração de equipamentos devidamente atualizados, laboratórios credenciados junto ao Inmetro (Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial), funcionários treinados e capacitados, com vínculo empregatício e pleno conhecimento das normas vigentes.
A NBR 12654 (Controle Tecnológico dos Materiais Componentes do Concreto) dispõe sobre os ensaios que devem ser efetuados nestes materiais. Como sabemos que é praticamente impossível encontrar materiais totalmente isentos de substâncias nocivas, as normas desempenham um papel de fundamental importância, pois nos apresentam os limites de tolerância destes elementos. Já entre as determinações da NBR 12655 (Concreto – preparo, controle e recebimento) existe a obrigatoriedade de uma dosagem experimental para concretos com resistência igual ou superior a 15 MPa.
Os testes mais comuns feitos com o concreto recebido na obra são descritos abaixo:
Teste de resistência (fck):
Neste ensaio, a amostra do concreto é “capeada” e colocada em uma prensa. Nela, recebe uma carga gradual até atingir sua resistência máxima (kgs). Este valor é dividido pela área do topo da amostra (cm²). Teremos então a resistência em kgf/cm². Dividindo-se este valor por 10,1972 se obtém a resistência em MPa.
https://www.youtube.com/watch?v=v90at42oyLw
https://www.youtube.com/watch?v=hgluEuQyDbM
Aceitação do concreto NBR12655:2015 
A aceitação é feita normalmente em dois momentos distintos:
Quando do recebimento do caminhão betoneira na obra, através do teste de consistência, também conhecido como ensaio de abatimento ou slump test (NBR 7223).
O resultado deste teste deve ser menor ou igual ao valor máximo admitido na nota fiscal de entrega do concreto. Se o resultado for superior, demonstrará que o concreto está com excesso de água em sua composição, o que implica em uma alteração do fator água/cimento e na possível queda de sua resistência. Neste caso o caminhão pode ser rejeitado.
Independentemente da realização do teste de slump, devem ser colhidas amostras do concreto (corpos de prova), que no estado endurecido servirão para a realização de ensaios de resistência à compressão. Estas amostras devem ser em quantidadesuficiente para a determinação do Fck estimado, através de fórmulas e parâmetros existentes na NBR 6118.
A aceitação, neste caso, será automática se o fck estimado for maior ou igual ao fck solicitado.
Caso contrário poderão ainda ser feitos:
– Ensaios especiais no concreto, gerando novos resultados de fck para comparação.
– Uma análise do projeto, para verificar se o fck estimado é aceitável.
– Ensaios na estrutura.
Se mesmo assim o concreto for rejeitado, poderemos ter:
– Um reforço na estrutura.
– O aproveitamento da estrutura, com restrições quanto ao seu uso.
– A demolição da parte afetada.
Como vimos, o controle tecnológico é de grande importância para quem quer executar uma obra com qualidade e fundamental para quem não quer assumir os riscos de uma obra sem controle.
VIDA ÚTIL DA ESTRUTURA DE CONCRETO
Por vida útil entende-se o período de tempo no qual a estrutura é capaz de desempenhar as funções para as quais foi projetada, sem necessidade de intervenção não prevista. A questão da vida útil das estruturas de concreto deve ser considerada como resultante de ações coordenadas e realizadas em todas as etapas do processo construtivo (HELENE, 2002).
Uma diretriz geral, encontrada na literatura técnica, ressalta que a durabilidade da estrutura do concreto é determinada por quatro fatores identificados como regra dos 4c: composição ou traço do concreto; compactação ou adensamento efetivo do concreto na estrutura; cura efetiva do concreto na estrutura; cobrimento das armaduras (HELENE, 2002).
Nessa mesma linha de raciocínio a resistência do concreto aos diferentes meios agressivos depende da natureza e tipo dos seus materiais constituintes assim como da composição ou dosagem do concreto, ou seja, depende do tipo e consumo de cimento, tipo e consumo de adições, relação da água com o cimento, natureza do agregado (HELENE, 2002).
Destarte, para evitar o envelhecimento precoce e satisfatório as exigências de durabilidade devem ser observados os seguintes critérios de projeto: prever drenagem eficiente; evitar formas arquitetônicas e estruturais inadequadas; garantir concreto de qualidade apropriada, particularmente nas regiões superficiais dos elementos estruturais; garantir corrimentos de concreto apropriados para proteção às armaduras; detalhar adequadamente as armaduras; controlar a fissuração das peças; prever espessuras de sacrifício ou revestimentos protetores em regiões sob condições de exposição ambiental muito agressivas; definir um plano de inspeção e manutenção preventiva (HELENE, 2002).
As principais causas de deterioração de estruturas de concreto, decorrentes de erro de projeto estrutural são: falta de detalhamento ou detalhes mal especificados; cargas ou tensões não levadas em consideração no cálculo estrutural; variações bruscas de seção em elementos estruturais; falta, ou projeto deficiente de drenagem; efeitos da fluência do concreto, não levados em consideração (BAUER, 2009).
DURABILIDADE – Requisitos e condições NBR12655:2015
1 Exigências de durabilidade
As estruturas de concreto devem ser projetadas e construídas de modo que, sob as condições ambientais previstas na época do projeto e quando utilizadas conforme preconizado em projeto, de acordo com o que estabelece a ABNT NBR 6118, apresentem segurança, estabilidade e aptidão em serviço durante o período correspondente à sua vida útil de projeto.
2 Condições de exposição da estrutura
De acordo com a ABNT NBR 6118, a agressividade ambiental é classificada de acordo com o apresentado na Tabela 1 nos projetos das estruturas correntes.
Atendidos os critérios de projeto estabelecidos na ABNT NBR 6118, a durabilidade das estruturas é altamente dependente das propriedades do concreto. Ensaios comprobatórios do desempenho da durabilidade da estrutura frente ao tipo e ao nível de agressividade previsto em projeto devem estabelecer os parâmetros mínimos a serem atendidos. Na falta desses e devido à existência de uma forte correspondência entre a relação água/cimento, a resistência à compressão do concreto e sua durabilidade, permite-se adotar os requisitos mínimos expressos na Tabela 2.
3.Condições especiais de exposição
Para condições especiais de exposição, devem ser atendidos os requisitos mínimos de durabilidade expressos na Tabela 3 para a máxima relação água/cimento e a mínima resistência característica.
4 Sulfatos
Concretos expostos a solos ou soluções contendo sulfatos devem ser preparados com cimento resistente a sulfatos de acordo com a ABNT NBR 5737, e atender ao que estabelece a Tabela 4, no que se refere à relação água/cimento e à resistência característica à compressão do concreto (fck).
5 Cloretos
De forma a proteger as armaduras do concreto, o valor máximo da concentração de íons cloreto no concreto endurecido, considerando a contribuição de todos os componentes do concreto no aporte de cloretos, não pode exceder os limites estabelecidos na Tabela 5. Quando forem realizados ensaios para determinação do teor de íons cloreto solúveis em água, deve ser seguido o procedimento da ASTM C 1218.
Não é permitido o uso de aditivos contendo cloretos em sua composição em estruturas de concreto armado ou protendido.