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2ª LISTA DE EXERCÍCIOS DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I 1º semestre 2018 Concreto fresco e concreto endurecido: 1. Diferencie consistência de trabalhabilidade. Embora consistência e trabalhabilidade sejam coisas diferentes, pois a consistência está associada com a condição de umidade do material e ao grau de plasticidade desta (de modo geral ela exprime a energia necessária para a sua deformação) enquanto que a trabalhabilidade está associada com a capacidade do concreto de ser manuseado, sem perder a homogeneidade, e envolve não só a consistência, mas também as ações do processo de produção. Muitas vezes a medida da trabalhabilidade é efetuada por meio da “medida da consistência”, considerando-se então os fatores internos de trabalhabilidade. Consistência está associada com a condição de umidade do material e ao grau de plasticidade desta. De modo geral ela exprime a energia necessária para a sua deformação. Enquanto a trabalhabilidade está associada com a capacidade do concreto de ser manuseado, sem perder a homogeneidade. 2. Diferencie segregação de exsudação, indicando o que pode contribuir para os respectivos fenômenos. As principais patologias do concreto fresco são a segregação e a exsudação. A segregação é a separação de fases no concreto, onde os agregados graúdos tendem a se sedimentar em razão da sua mais elevada massa específica e da baixa viscosidade do concreto. Pode ser decorrente da má formulação do concreto, do excesso de vibração em concretos vibrados, assim como de ações decorrente do transporte ou lançamento. Como dito, as condições de coesão interna e o nível de viscosidade são meios de se impedir a segregação. A segregação altera as condições de viscosidade do concreto e cria condições de fraqueza. A exsudação é um caso particular de segregação onde a fase líquida se separa da fase sólida, por diferenças de densidade. Para se evitar a exsudação, não se deve utilizar quantidades excessivas de água no concreto, deve-se estabelecer uma boa proporção de finos, e utilizar convenientemente os aditivos. Os aditivos superplastificante reduzem a viscosidade do concreto, sendo úteis dentro dos limites prescritos. A partir do valor crítico de utilização o concreto se torna altamente susceptível à segregação e à exsudação, de modo um possível pequeno desvio na quantidade de água adotada pode induzir o material á segregação e exsudação. Isto é um assunto muito relevante para os casos dos concretos autoadensáveis, os quais costumam apresentar composições “pontudas”. As principais preocupações com a exsudação são as diminuições da resistência mecânica e da impermeabilidade no concreto, visto que a parte superior do concreto tende a ficar mais porosa. A água traz consigo partículas de cimento, impedindo a aderência de novas camadas de material. 3. Qual é a importância do concreto fresco para o concreto endurecido? Apesar de ser uma fase transitória é muito importante para garantir a qualidade do concreto endurecido. Essa etapa é fundamental, pois o endurecimento e consequente resistência do concreto dependerá do ocorrido na fase fresca, isto é, fatores como consistência, mobilidade, trabalhabilidade devem ser estudados no concreto ainda fresco para que ao endurecer, o concreto seja estável e garanta a resistência e durabilidade desejada. Deve-se tomar muito cuidado com transporte, lançamento, adensamento, relação água/cimento e relação água/materiais secos. 4. Quais são os fatores que podem influenciar na consistência do concreto, e de que maneira? Consumo de água (quanto o maior consumo de água, aumento da fluidez do concreto, aumento na porosidade da pasta endurecida e perda na resistência e da vida útil da estrutura); diâmetro máximo, granulometria, forma e textura dos agregados (quanto menor o diâmetro máximo (uso de agregado anguloso em relação a outro arredondado), maior quantidade de água para uma mesma consistência); temperatura (temperatura ambiente modifica a temperatura do concreto, que determina variações na quantidade de água necessária à mistura); tempo (as misturas enrijecem com o tempo: absorção de água pelo agregado, evaporação, perda de água nas reações químicas); e presença de aditivos plastificantes e superplastificantes (permitem a execução de concretos com menor relação água/concreto e aumentam a trabalhabilidade, obtendo- se estruturas com elevada resistência à compressão e durabilidade). 5. Quais são os fatores que podem influenciar na resistência do concreto a compressão, e de que maneira? A relação água/cimento (da hidratação do cimento Portland resultam cristais entrelaçados, os quais proporcionam a criação de um arranjo resistente); idade (como já foi apresentado, o cimento apresenta ganho de resistência mecânica crescente a longo prazo); a forma e a graduação dos agregados (os agregados que apresentam granulometria contínua podem ser melhor adensados, e, promovem também melhor condição de manuseio); tipo de cimento (existem cimentos que apresentam valores nominais de resistência mecânica maiores do que outros, devendo isto ser refletido no concreto); a presença de adições minerais (estas podem atuar por efeito fíler, preenchendo os poros do concreto); e fatores tecnológicos (a condição de preparo do concreto e a cura podem implicar significativamente na resistência mecânica deste). 6. Qual é a importância do concreto com fibras? As fibras são as responsáveis pelas melhorias do comportamento do concreto quanto á ductilidade. Estas atuam como pontes de transferência de esforços entre partes fissuradas do concreto. O desempenho destas pode variar quanto à porcentagem, comprimento de fibras, natureza e propriedades mecânicas. O concreto com fibras não tem incrementado o seu valor de resistência à compressão, contudo tem incrementado o valor da energia absorvida na ruptura, ou seja, o aumento da tenacidade. As fibras influenciam também na acentuação da viscosidade por fatores importantes: a área de contato e a superfície específica, e o elongamento. A área de contato também pode ter relação com a natureza do material. O elongamento se constitui um fator muito importante, de modo que o “fator fibras” é uma variável composta definida pela relação entre o comprimento da fibra e o seu “diâmetro equivalente”, da circunferência que pode circunscrever a largura da fibra. De modo geral, quanto maior é o comprimento da fibra maior é a sua influência nas condições de coesão da mistura. 7. O que caracteriza o concreto autoadensável? Os concretos autoadensáveis apresentam uma grande porcentagem de pasta em sua composição. Por esta razão eles são alvo de atenção no sentido de eles possam apresentar maior retração de secagem, maiores níveis de fluência e menor valor de módulo de elasticidade. Estudos apontam que estas varrições, embora estejam sujeitas a acontecer, elas estão enquadradas dentro da faixa de variação e de tolerâncias que é possível encontrar para os concretos convencionais. Os concretos autoadensáveis por outro lado apresentam pasta endurecida mais rica do que a dos concretos convencionais, de maneira a poder beneficiar as condições de aderência entre a pasta e os agregados, por uma melhor região de transição, e também podem ser beneficiadas as condições entre o concreto e a armadura, ou entre a matriz cimentícia e as fibras. 8. Qual é o comportamento do concreto quanto a sua ductilidade? Os materiais dúcteis apresentam um alongamento na ruptura, dando desta maneira um aviso prévio sobre a ruptura, enquanto que os materiais frágeis apresentam a ruptura de forma brusca e sem aviso prévio. O aço é o exemplode material dúctil, enquanto que a cerâmica e o concreto representam casos de materiais frágeis. Não é sem razões que o aço e o concreto trabalham em associação, de modo a se estabelecer um compósito, onde eles se complementam nas suas propriedades, dando as respectivas contrapartidas. As fibras são as responsáveis pelas melhorias do comportamento do concreto quanto á ductilidade. 9. Por que o concreto é um material permeável, e quais são as maneiras de se reduzir a permeabilidade do concreto quando na escolha dos materiais e na otimização da mistura? Dada a porosidade do concreto, dependente dos vazios existentes no concreto endurecido, e somada a característica de higroscopia, o concreto pode estar sujeito a absorção água. Além da condição natural do concreto, os sais presentes podem contribuir para que este seja mais higroscópico ainda. Quando os vazios são interconectados, o material adquire a condição de ser permeável. A condição para que o concreto seja menos permeável é que ele seja bastante compacto, e que o processo global envolvendo o seu planejamento e produção seja bem cuidadoso. A quantidade de água utilizada é muito importante, tendo em vista que, a quantidade dela utilizada além da hidratação deverá contribuir para a formação de vazios no concreto. O coeficiente de permeabilidade do concreto endurecido de modo geral sofre variação positiva com o aumento da relação água/cimento. O tipo de cimento é muito importante em relação a permeabilidade, tendo-se em vista que alguns tipos de cimentos podem ser mais susceptíveis à apresentar como subprodutos das reações de hidratação a cal hidratada a qual pode ser lixiviada pela água à longo prazo, deixando como consequências vazios no concreto. A preparação da mistura também é muito importante. Deve-se prever a compatibilidade entre as condições do concreto ainda fresco e o processo tecnológico, para que não se proporcione a criação de vazios no concreto. A cura deve ser bem cuidadosa para que a retração hidráulica não venha a ser acentuada. 10. Quais são os tipos de retração às quais o concreto pode estar sujeito? A retração hidráulica no concreto tem inicialmente como fatores principais contribuintes o tipo e o teor de cimento adotado. O enriquecimento do traço, ou o tipo de cimento, podem contribuir para o calor de hidratação liberado, e consequente evaporação acelerada da água. As condições de umidade e exposição a que estiver submetido o concreto são também muito importantes, pois influenciam também na velocidade de perda d’água do material para o meio, e, além destes fatores, tem-se o diâmetro máximo do agregado. A quantidade de água necessária para o manuseio do concreto tende a diminuir com o crescimento deste, e, consequentemente, a água que poderá se evaporar de forma mau comportada. Com relação à retração térmica, cabe relembrar a questão do calor de hidratação do concreto, onde durante uma fase, pode ocorrer a contração da superfície já resfriada concomitantemente com a expansão do concreto interior ainda quente. 11. Quais são os significados (e a importância de) H(%), “x” e “m” para um traço de concreto? “X” é expressa a relação mássica entre a água e o cimento, ou seja, a relação água cimento. Por outro lado, H(%) representa a quantidade total da água adicionada com relação à quantidade total de materiais secos. Sabe-se que “a+p” é conhecida como “m”, a relação “agregado total/cimento”. A variável “m” expressa quão rico ou pobre é um traço com relação ao consumo de cimento. Em que “a” expressa a relação mássica entre o agregado miúdo e o cimento, “p” por sua vez expressa a relação mássica entre o agregado graúdo e o cimento. As proporções entre os materiais componentes do concreto podem refletir nas suas propriedades no estado fresco e no estado endurecido. No estado fresco são ressaltadas a consistência e a mobilidade, as quais devem ser compatíveis com o processo tecnológico a ser adotado na construção.
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