Tecnologia II - Estruturas de Concreto Armado- 2013

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ESTRUTURAS DE CONCRETO: 
CONCRETO: Pedra artificial, obtida pela mistura de aglomerante (cimentos), agregado miúdo, agregado graúdo e água. 
CONCRETO SIMPLES: Material frágil, pouca resistência à tração e grande resistência à compressão, na relação de aproximadamente 1/10. Somente aplicável a peças robustas submetidas à compressão. 
CONCRETO CICLOPICO: Em construções simples, com pequena sobrecarga, e por economia, pode-se utilizar na mistura 30% de pedra de mão. Ex. Blocos de fundação, muros de contenção.
CONCRETO ARMADO: A associação do concreto com o aço vem aproveitar vantajosamente as qualidades de resistência desses dois materiais – concreto boa resistência à compressão e aço boa resistência a ambos os esforços. A união destes materiais vem suprir a deficiência do concreto à tração e às vezes reforçar a sua resistência à compressão. 
Vantagens do concreto armado: 
Coeficientes de dilatação térmica aproximadamente iguais, não dando origem a solicitações secundárias.
Boa aderência entre os dois materiais garantindo a transmissão eficaz e segura das deformações e dos esforços entre um e outro.
Preservação do aço, contra a oxidação quando devidamente recoberto. 
Resiste bem à ação do fogo
Grande efeito plástico, graças a sua excepcional capacidade de se moldar qualquer forma, por mais irregular que seja.
Baixo custo de conservação. 
Sua resistência aumenta com o tempo. 
Resiste bem às vibrações, uso industrial, locais sujeito ao trafego intenso. 
São higiênicas, material monolítico que não abriga parasitas, nem favorece o desenvolvimento de mofos, bolores e fungos.
Mão de obra, de fácil qualificação e de baixa remuneração. 
Desvantagens:
Tempo “morto”, devido à cura, 28 dias, que pode em alguns caos ser diminuída com o uso de aditivos.
Peso próprio elevado. 
Impossibilidade de sofrer modificações posteriores devido a ligação rígida entre os elementos da estrutura. 
Custo elevado da demolição, baixo aproveitamento do material daí resultante. 
No caso de pequenas obras onde sua fabricação é feita no próprio canteiro é baixo controle tecnológico. 
Problemas de logísticas na execução da obra.
MATERIAIS: 
I - AGLOMERANTES: Material pulverulento usado para solidificar os agregados, na forma de pedra artificial. 
Conceito importante – PEGA – é o endurecimento do aglomerante, esta relacionado à viscosidade e ao poder de aderência do material. 
O tempo de pega é o período em que se processam as reações entre a água e o aglomerante.
O inicio da pega é o aparecimento da viscosidade. 
O fim da pega é o inicio do endurecimento. 
Após o inicio da pega do aglomerante é proibido o manuseio (mistura, transporte, lançamento, vibração) do concreto. 
O fim da pega não deve atrasar o fim da obra. 
A historia mostra uma evolução dos aglomerantes:
Origem mineral – sob forma pulverulenta e com a presença de água forma uma pasta com propriedades aglutinantes. 
Aéreo – Apresenta a propriedade de endurecer por reações de hidratação, ou pelo CO², presente na atmosfera, após o endurecimento não resiste à ação da água. Ex. Gesso, cal aérea. 
Hidráulico – endurece apenas pela reação com a água, solidifica até mesmo debaixo d’água, resiste satisfatoriamente após ação. Ex. Cal hidráulica. 
Cimentos: aglomerante hidráulico constituído de silicatos e/ou aluminatos de cálcio. 
Cimento Natural: aglomerante hidráulico obtido pela calcinação e moagem de um calcáreo argiloso, denominado rocha de cimento ou marga.
Cimento Portland: aglomerante hidráulico artificial, obtido pela moagem de clíquer portland, sendo feita à adição de uma ou mais formas de sulfato de cálcio. Durante a moagem, são permitidas adições a essa mistura de materiais pozolânicos, escorias de alto- forno e materiais carbonáticos. Em função dessas adições temos:
CPS – Cimento Portland Comum Simples.
CPE – Cimento Portland com Escória.
CPZ – Cimento Portland com Pozolana. 
Cimento de Alta Resistência Inicial (ARI) : cimento portland que atende as exigências de alta resistência inicial, é obtido pela moagem do cliquer portland.
Cimento Portland de Alto-Forno (AF) : clínquer portland e escória granulada de alto-forno, moídos em conjunto ou separadamente. 
Os tipos mais comuns de Cimento Portland no mercado tem as seguintes designações:
 – Cimento Portland Comum :
CP I – Cimento Portland Comum.
CP II – Cimento Portland Comum com Adições. No máximo a 5% da massa, podem ser escoria de AF, material pozolânico ou material carbonático. 
– Cimento Portland Composto: CP II 
CP II-E: com adição de escoria granulada de AF.
CP II – N: com adição de material carbonático. 
- Cimento Portland de Alto Forno: CP III. 
Tem em sua composição a adição de material pozolânico, o que resulta em produto com características semelhantes ao CPIII. 
- Cimento Portland de alta resistência inicial: CP V – AR I . Permite na composição no máximo 5% de material carbonático. 
Os cimentos CP I , CP II e CP III possuem três classes, segundo a resistência à compressão obtida aos 28d. 
-classe 25 – resistência a compressão de 25 MPa.
 -classe 32 – resistência a compressão de 32 MPa.
 -classe 40 – resistência a compressão de 40 MPa.
obs: 1 MPa = 10 Kgf/cm². 
O cimento pode ser entregue em sacos, contêiner ou a granel (para armazenamento em silos). Quando entregue em sacos, estes devem ter impressos de forma bem visível, em cada extremidade, a sigla e classe correspondentes (CPI-25, CPI -32, CPI -40 ou CP I-S-32, CP I-S-400, e, no centro o nome e a marca do fornecedor. Os sacos devem conter 50Kg líquidos de cimento e tem estar íntegros na ocasião da inspeção e recebimento. Em caso de entrega a granel ou contêiner, a documentação a entrega precisa conter a sigla correspondente (CPI ou CPI-S) a classe (25,32,40), o nome, a marca do fornecedor e a massa líquida do cimento. 
ESTOCAGEM: 
A embalagem do cimento não é impermeável, a absorção é lenta, mas a hidratação é inevitável. A hidratação precoce diminui a resistência e aumenta a água de amassamento.
O cimento deverá ser conservado na sua embalagem original até o seu consumo. 
Pilha de no máximo 10 sacos, salvo se o tempo de armazenamento for de 15d, caso em poderá ter 15 sacos. Os lotes recebidos em diversas épocas não deverão ser misturados, mas deverão ser colocados separadamente, de maneira a facilitar sua inspeção e seu uso na ordem cronológica. Tempo máximo de uso 90d, em caso da embalagem estar aberta 50d. 
Depósitos em abrigos fechados: não permitir a penetração de água, com os sacos colocados em estrados elevados em solo firme e seco. O solo deverá ser coberto com tábuas apoiadas em tijolos ou caibros, para manter o nível elevado. Afastar a pilha da paredes, a fim de prevenir a umidade. Atende ao fato de que as correntes de ar trazem consigo umidade. Em grandes depósitos cobrir com lençol plástico impermeável. 
A céu aberto: em casos especiais ou antes de iniciar a concretagem, talvez os sacos estejam armazenados em local aberto (junto a betoneira), colocar uma simples base seca ou estrado e com uma cobertura impermeável de lona plástica. 
 
I - AGREGADOS PARA CONCRETO: 
Agregado é o material de enchimento, usado por motivo de economia, contribuindo para diminuir a retração do cimento. Apresenta elevada resistência a compressão. 
Produto da degeneração natural ( pedregulho, areia) ou fragmentação mecânica (brita, pedrisco, filter, etc) é material granuloso das rochas naturais (granito, basalto, calcáreo).
Funções -
Técnica – Diminuir a retração.
Econômica – Baixar o custo. 
II . I – Classificação.
Quanto a origem - Natural – pedregulho, areia.
 Artificial – brita, pedrisco. 
Quanto ao peso unitário (γ) – 
Leve γ < 1 g/cm³ (pedra-pomis, argila e verniculita expandida)
 Normal 1< γ<2 g/cm³ (areia quartzosa, seixos, britasde gnaisse e de granito). 
 Pesados : γ> 2 g/cm³ ( magnetita, barita, limonita). 
Quanto as dimensões: São classificados em miúdo e graúdo. Existem, entretanto, denominações especiais que caracterizam certos grupos: filter, areia, pedrisco, seixo rolado (cascalho ou pedregulho) e brita: 
miúdo – areia natural quartzosa ou artificial (resultante do britamento de rochas estáveis), de diâmetro máximo igual ou inferior a 4,8mm. 
 Genericamente pode ser classificada como: fina, média ou grossa.
Existem métodos de ensaios para a determinação da granulometria da areia. 
Curva de granulometria, ensaios das peneiras 9,5 a 0,15mm. 
A resistência do concreto é máxima quando os vazios deixados pelos grãos maiores forem preenchidos por grãos sucessivamente menores, com um consumo mínimo de cimento e água. O teor de umidade da areia tem fundamental importância na dosagem. 
 Seleção da areia para a construção:
Areia de mina - arestas vivas e superfície áspera – resulta em boa aderência. 
 - impurezas - má aderência. 
 - alto custo. 
 Areia de rio - sem arestas e superfície lisa - má aderência.
 - sem impurezas (areia lavada). 
 - baixo custo. 
 Areia artificial – pedrisco. 
 - superfície áspera. 
 - material fino.
 - alto custo. 
 Areia de mar - salinidade (higroscopicidade) 
 - granulometria fina. 
graúdo – comercialmente se classificam em: 
brita 0 (pedrisco) – de 4,8mm a 9,5mm
brita 1 - de 9,5mm a 19mm. 
brita 2 – de 19mm a 38mm. 
brita 3 - de 38mm a 76mm. 
Pedra de mão – maior que 76mm. 
Cuidados a serem observados na escolha dos agregados:
 Areia: 
Torrões de argila.
Matérias carbonosas.
Gravetos, micas, grânulos tenros.
Impurezas orgânicas. 
Britas:
Torrões de argila.
Material pulverulento. 
 O agregado graúdo deve ser constituído de grânulos resistentes e estáveis. 
II – II – ESTOCAGEM : 
Os agregados também precisam ser estocados convenientemente. Na área de deposito é necessário providenciar para que tanto a areia quanto a brita sejam despejados em solo firme e limpo. Caso não haja superfície adequada na obra, aplicar uma camada de 10cm de concreto magro. O ideal é que a superfície revestida com a camada de concreto se situe em um ponto mais elevado em relação ao local de preparo das partidas, tendo inclinação no sentido das betoneiras. A areia e o agregados graúdos de diferentes bitolas deverão ser mantidos separados por paredes de pranchas de madeira. 
Cuidados: Manter os agregados limpos, evitar ponta de cigarro que poderá retardar a pega e endurecimento do concreto, folhas de árvore, serragem, argila, papel e outros. 
Fazer sempre uma inspeção visual do agregado graúdo. 
A areia poderá ser testada manualmente na obra, ao se esfregar uma porção dela entre as palmas das mãos, caso permaneçam limpas, a areia provavelmente também se encontra limpa. 
III - PREPARO DO CONCRETO: 
Pode-se considerar três casos de preparo do concreto: 
- Preparo do concreto para serviços de pequeno porte, com uso de betoneira no canteiro e sem controle tecnológico. A dosagem é empírica, baseada em tabelas com traço em volume, onde se estima uma resistência aos 28 dias. Para dosar os agregados normalmente é utilizada uma caixa dosadora em madeira chamada padiola, com 35x45cm na boca e altura variável. 
Ex. traço 1:2:3 – resistência provável em 28 dias - 25,4 MPA ou 254Kg/cm².
Padiolas: areia – altura 28,6 cm e brita 33,6 cm, usar 02 padiolas de cada agregado e um saco cimento. Fator água cimento – 0,61. Consumo de cimento por m³ - 6,9 sacos. 
 Nunca para concretos estruturais usar menos de 6 sacos por m³. 
- Preparo do concreto em obras de grande porte, com betoneira ou central no canteiro e com controle tecnológico. A dosagem é experimental com traço em peso. Consome tempo e o custo da experimentação. 
- Fornecimento de concreto pelas centrais de concreto - usinado. 
 Vantagens do concreto usinado: 
Economia de escala, rapidez na execução, conhecimento do custo real.
Evita desperdícios e perdas de materiais.
Economia de tempo e adicionais. 
Responsabilidade e garantia de resistência, dosagem, trabalhabilidade. 
 LANÇAMENTO DO CONCRETO: 
Molhar as fôrmas antes da concretagem, verificar a calafetagem e limpeza. 
Impedir contaminação, eliminando os focos, ex. barro nos pés dos operários.
Equipes de apoio – encarregado para o controle e conferência de nível após o desempeno; armador para manutenção das armaduras, cuidado especial com a negativa; eletricista para a verificação da integridade dos conduítes (pisar e diminuir a seção útil dos tubos) e caixas de derivações, carpinteiro para verificar a integridade das formas e o seu completo preenchimento com auxílio de martelo de borracha. Em caso de grandes estruturas recomenda-se a assessoria de um tecnólogo de concreto. O Engenheiro ou Arquiteto responsável pela obra deve estar presente verificando sempre a conformidade com os projetos, o escoramento e a rigidez, cobrimentos das laterais e dos fundos da formas, as bitolas, quantidade e espaçamento.
Não formar grande acumulo de material em ponto isolado da forma. 
Lançar o concreto logo após o batimento, não sendo permitido um intervalo superior a 1h entre o fim da mistura e o lançamento, sempre o limite de 2 1/2h entre a saída do caminhão da usina e o lançamento. Em caso de necessidade de maior intervalo exigir aditivo retardador de pega. 
Espalhar o concreto com auxílio de pás, enxadas, rodos especiais, no caso de lajes.
 Adensamento – réguas vibratórias em caso de laje e vibrador de imersão nas demais peças, ou socagem com uso de ferramentas como martelo. Fazer de modo continuo e energicamente, para que o concreto preencha todo os recantos da forma e para que não se formem ninhos ou haja segregação dos agregados por vibração prolongada demais, em geral 15s é o tempo suficiente para adensar a área em que a agulha esta imersa. Não tocar nas armaduras evitando vazios ao redor e prejuízos na aderência. 
Cura do Concreto – iniciar a cura tão logo a superfície permita, (secagem ao tato, brilho característico). O concreto deve permanecer úmido a fim de obter a resistência satisfatória, no mínimo 3 dias consecutivos. Em caso de grandes superfícies (lajes, pisos, coberturas, reservatórios) e em locais com grande radiação solar, o cuidado com a evaporação da água deve ser redobrado. Existem vários métodos para a cura do concreto – cobrir com lona, sacos de estopa, areia úmida, serragem, lâmina d’água bastante espessa, aspersor de água, uso de produtos químicos, cura térmica ou termoelétrica. Evitar o transito de pessoas e o impacto fortes sobre as peças, pelo menos nas primeiras 12h. 
DESFORMA DO CONCRETO: Procedimento de extrema responsabilidade.
 Cuidados especiais com peças esbeltas, deves-se evitar retiradas bruscas ou choques fortes. Peças em balanço ou com grandes vãos observar a alteração dos sistemas estruturais não previsto em projeto, resultando em trincas ou fissuras. 
Analisar e orientar quanto a segurança, evitando quedas das peças sobre trabalhadores e terceiros, rebater e retirar os pregos, evitando acidentes. NR 18.
Peças, pinos, amarras e parafusos, deverão ser colocadas em caixas e não abandonadas sem cuidados. Não usar alavancas (pés de cabras) entre o concreto endurecido e as fôrmas. Caso um painel necessite ser afrouxado, usar cunhas de madeira dura. 
 Se não tiver sido utilizado cimento de alta resistência inicial ou aditivos a retirada das formas deverá seguir os seguintes prazos:
1 – faces laterais .............................................3 dias.
2 – retirada de algumas escorras ..................... 7 dias.
3 – faces interiores, com algumas escorras
 bem encunhadas........................................ 14 dias.
4 – desforma total, exceto item 5..................... 21 dias. 
5 – vigas e arcos com vão maior que 10m........28 dias.
Pode-se utilizar desmoldante, sob a forma líquida de cor marrom-clara, o que torna fácil a remoção das formas sem danificar as superfícies e arestas do concreto, é altamente concentrado, resultando em alto rendimento, diminui o trabalho de limpeza e ao mesmo tempo conserva a madeira; não mancha o concreto. 
FORMAS PARA CONCRETO: 
Denominação vulgar para laje – taipal ou taipá. 
Materiais mais usados: Madeiras - tábuas de pinho de 3ª, isenta de nós, defeitos como empenos, fungos, perfuração por insetos, chapa de compensado (“Maderit”) – resinada (1,10 x 2,20m) ou plastificada (1,22 x 1,44 ou 1,10 x 2,20m) com espessuras de 6, 9, 12, 18 ou 21mm. 
Metálicas – Podem ser reaproveitadas várias vezes. 
Escoramentos: 
Madeira – eucaliptos, bambu gigante, pernas 3”x3”. 
Metálicos – escorras, andaimes. 
Observações a considerar: 
-Dar a forma da peça prevista em projeto, devem ser simples e fáceis de serem desmontadas e reaproveitadas. 
- Adoção de contraflechas.
- Superposição nos pilares. 
- nivelamento das lajes e vigas. 
- suficiência do escoramento adotado.
- furos para passagem de futura tubulação.
- limpeza das formas. Devem ser limpas imediatamente após o seu uso e não deixadas possam para o dia seguinte a utilização, usar escova de aço para eliminar a argamassa endurecida. 
Pregos – de arame galvanizado. Há pregos de cabeça vedante (chamados de telheiros, que servem para fixar telhas), pregos quadrados, os retorcidos (ou espirais), os com farpas e até de duas cabeças. Bitola usuais (nominais) – 12x12, 13x15, 16x24, 17x27, 18x30, 19x39. 
Depósitos – Os painéis deverão ser empilhados face a face, em posição horizontal, ou também se disporão verticalmente, desde que possam suas unidades ser identificadas, pintar números a fim de facilitar a identificação. Placas e sarrafos para reforço também precisam ser numerados e empilhados com os painéis. Quando as formas ao forem utilizadas imediatamente, as pilhas terão de ser cobertas com lonas plásticas para evitar deformações exageradas por secagem rápida (empenamento). 
ARMADURA DO CONCRETO (Comum).
Seguir rigorosamente o projeto estrutural, prancha de armação e detalhes, diâmetro das barras: 
Dobramento, emenda das barras, curvaturas, ganchos.
As barras geralmente tem 12m de comprimento. 
Número de barras e suas bitolas. 
Posição correta das barras. 
Amarração e cobrimento.
Os vergalhões poderão apresentar ligeira oxidação, porém ser isento de ferrugem solta, de argila, óleo. 
Corte das barras - em máquinas manuais conhecidas como tesoura, ou elétricas dotadas de disco em esmeril. 
Dobramento - em bancadas apropriadas. Sempre que for necessário caminhar sobre as armações colocar firmemente pranchas de madeira com pés de apoio na forma nunca na ferragem. 
Sua fixação nas barras longitudinais podem ser soldadas ou amarradas com arame recozido pelo armador com uso da ferramenta tôrques.
 Não proceder a concretagem de qualquer parte da estrutura sem que antes toda armação seja cuidadosamente verificada pelo Engenheiro da obra.