APS Concreto Estrutural

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1. INTRODUÇÃO E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA.
Neste presente trabalho iremos abordar sobre os fatores que influenciam na resistência do concreto, levando também em consideração a economia na fabricação do material de construção. 
Concreto é basicamente o resultado da mistura de cimento, água, areia e brita. Na mistura do concreto, o Cimento Portland, juntamente com a água forma uma pasta mais ou menos fluida, dependendo do percentual de água adicionado. Essa pasta envolve as partículas de agregados com diversas dimensões para produzir um material, que, nas primeiras horas, apresenta-se em um estado capaz de ser moldado em fôrmas das mais variadas formas geométricas. Com o tempo, a mistura endurece pela reação irreversível da água com o cimento, adquirindo resistência mecânica capaz de torna-lo um material de excelente desempenho estrutural, sob os mais diversos ambientes de exposição.
	No preparo do concreto, um ponto de atenção é o cuidado que se deve ter com a qualidade e a quantidade da água utilizada, pois ela é a responsável por ativar a reação química que transforma o cimento em uma pasta aglomerante. Se sua quantidade for muito pequena, a reação não ocorrerá por completo e se for superior a ideal, a resistência diminuirá em função dos poros que ocorrerão quando este excesso evaporar. Além disso, concreto deve ter uma boa distribuição granulométrica a fim de preencher todos os vazios, pois a porosidade, por sua vez, tem influência na permeabilidade e na resistência das estruturas de concreto.
O desenvolvimento do concreto deve-se, sem dúvida, à sua facilidade de conformação. Em pouco tempo verificou-se que o novo material apresentava boa resistência à compressão, porém baixa resistência à tração, o que motivou a adição de aço à argamassa de concreto, originando o concreto. (CARVALHO, 2008) 
	A figura 1 mostra um pouco do que é a mistura concreto.
Figura 1 – Concreto sendo despejado
Fonte: (Blog 100pepinos, 20-?)
 	Concreto armado é o nome dado à estrutura de concreto que possui em seu interior, armações feitas com barras de aço.
  	Estas armações são necessárias para atender à deficiência do concreto em resistir a esforços de tração (seu forte é a resistência à compressão) e são indispensáveis na execução de peças como vigas e lajes, por exemplo.
	O projeto das estruturas de concreto armado é feito por engenheiros especializados no assunto, conhecidos também como calculistas. São eles quem determinam a resistência do concreto, a bitola do aço, o espaçamento entre as barras e a dimensão das peças que farão parte do projeto (sapatas, blocos, pilares, lajes, vigas, etc).
 	Um bom projeto deve considerar todas as variáveis possíveis e não só os preços unitários do aço e do concreto. Ao se utilizar uma resistência maior no concreto, por exemplo, pode-se reduzir o tamanho das peças, diminuindo o volume final de concreto, o tamanho das formas, o tempo de desforma, a quantidade de mão de obra, a velocidade da obra, entre outros (PORTAL DO CONCRETO, 20-?).
	A figura 1.2 mostra o concreto sendo despejado em uma armadura de aço, que após sua cura vira o concreto armado. 
Figura 1.2 – Concreto Armado
Fonte: (BRANCO, 20-?)
– Cimento
	O cimento Portland é um material pulverulento, constituído de silicatos e aluminicatos complexos, que, ao serem misturados com a água, hidratam-se, formando uma massa gelatinosa, finamente cristalina, também conhecida como “gel”. Esta massa, após contínuo processo de cristalização, endurece, oferecendo então elevada resistência mecânica.
 	Ele pode ser definido também, como sendo um aglomerante ativo e hidráulico, aglomerante: pois é o material ligante que promove a união dos grãos de agregados, ativo: por necessitar de um elemento externo para iniciar sua reação, hidráulico: porque este elemento externo é a água.
 	Concluímos então que a água tem um papel de destaque dentro da engenharia do concreto, tão importante que a relação entre o peso da água e o peso do cimento dentro de uma mistura recebeu um nome: fator água cimento (A/C). 
 	Este  fator  é  a base para a definição de todas as misturas compostas com cimento e água (concreto, argamassa, etc.) devendo ser muito bem compreendido por todos aqueles que trabalham com o concreto.
 	A água deve ser empregada na quantidade estritamente necessária para envolver os grãos, permitindo a hidratação e posterior cristalização do cimento.
 	O fator A/C deve ser sempre o mais baixo possível, dentro das características exigidas para o concreto e da qualidade dos materiais disponíveis para a sua composição.
 	Quando temos muita água na mistura, o excesso migra para a superfície pelo processo de exsudação. Deixa atrás de si vazios chamados de porosidade capilar. Esta porosidade prejudica a resistência do concreto aumenta sua permeabilidade e diminui a durabilidade da peça concretada (PORTAL DO CONCRETO, 20-?).
 	A figura 1.3 mostra o Cimento Portland puro.
Figura 1.3 – Cimento Portland 
Fonte: (BRANCO, 20-?)
– Agregados
	Agregados são materiais que, no início do desenvolvimento do concreto, eram adicionados à massa de cimento e água, para dar-lhe “corpo”, tornando-a mais econômica. Hoje eles representam cerca de oitenta por cento do peso do concreto e sabemos que além de sua influência benéfica quanto à retração e à resistência, o tamanho, a densidade e a forma dos seus grãos podem definir várias das características desejadas em um concreto.
	Devemos ter em mente que um bom concreto não é o mais resistente, mas o que atende as necessidades da obra com relação à peça que será moldada. Logo, a consistência e o modo de aplicação acompanham a resistência como sendo fatores que definem a escolha dos materiais adequados para compor a mistura, que deve associar trabalhabilidade à dosagem mais econômica.
 	Os agregados, dentro desta filosofia de custo-benefício, devem ter uma curva granulométrica variada e devem ser provenientes de jazidas próximas ao local da dosagem. Isto implica em uma regionalização nos tipos de pedras britadas, areias e seixos que podem fazer parte da composição do traço.
 	Com relação ao tamanho dos grãos, os agregados podem ser divididos em graúdos e miúdos, sendo considerado graúdo, todo o agregado que fica retido na peneira de número 4 (malha quadrada com 4,8 mm de lado) e miúdo o que consegue passar por esta peneira.
 	Podem também ser classificados como artificiais ou naturais, sendo artificiais as areias e pedras provenientes do britamento de rochas, pois necessitam da atuação do homem para modificar o tamanho dos seus grãos. Como exemplo de naturais, temos as areias extraídas de rios ou barrancos e os seixos rolados (pedras do leito dos rios).
 	Outro fator que define a classificação dos agregados é sua massa específica aparente, onde podemos dividi-los em leves (argila expandida, pedra-pomes, vermiculita), normais (pedras britadas, areias, seixos) e pesados (hematita, magnetita, barita) (PORTAL DO CONCRETO, 20-?). A figura 1.4 mostra os agregados areia e britas 
Figura 1.4 - Agregados
    Fonte: (SILVA, 2016)
	
	1.3 – Aditivos 
	Os aditivos, que não estavam presentes nos primeiros passos do desenvolvimento do concreto, hoje são figuras de fundamental importância para sua composição. Há quem diga que eles são o quarto elemento da família composta por cimento, água e agregados e que sua utilização é diretamente proporcional à necessidade de se obter concretos com características especiais.
 	Eles têm a capacidade de alterar propriedades do concreto em estado fresco ou endurecido e apesar de estarem divididos em várias categorias, os aditivos carregam em si dois objetivos fundamentais, o de ampliar as qualidades de um concreto, ou de minimizar seus pontos fracos.
 	Como exemplo, podemos dizer que sua aplicação pode melhorar a qualidade do concreto nos seguintes aspectos: trabalhabilidade, resistência, compacidade, durabilidade, etc. Também pode diminuir sua permeabilidade, retratação, calor de hidratação, tempo de pega (retardarou acelerar), absorção de agua. 
	Sua utilização, porém, requer cuidados. Além do prazo de validade e demais precauções que se devem ter com a conservação dos aditivos é importante estar devidamente informados sobre o momento certo da aplicação, a forma de se colocar o produto e a dose exata.
 	Não é exagero comparar os aditivos aos remédios, que podem tanto trazer mais saúde para seus pacientes, como podem virar um veneno se ministrados na dose errada.
 	Tomando-se os cuidados necessários a relação custo-benefício destes produtos é muito satisfatória. As empresas que prestam serviços de concretagem, não abrem mão das suas qualidades e possuem, portanto, equipamentos e controles apropriados para conseguir o melhor desempenho possível dos concretos aditivados (PORTAL DO CONCRETO, 20-?).
– Lajes
	Laje é o elemento estrutural de uma edificação, responsável por transmitir as ações de peso e pressão para as vigas, e destas para os pilares. Há dois tipos básicos de lajes utilizados em construções de casas comuns: maciça e pré-moldada. A laje maciça, pouco utilizada atualmente, é altamente resistente e oferece bom isolamento acústico e térmico é moldada na obra, normalmente em fôrma de madeira, feita de chapas de compensado adequado para obra e fôrmas de concreto armado. Estas chapas, por sua vez, são apoiadas em tábuas de madeira, que são sustentadas por postes de apoio (escoras). A armação da laje (maciça) é constituída por vergalhões, distribuída e armada sobre a forma plana, para que depois seja despejado o concreto. Quando o concreto se cura é formada uma verdadeira rocha plana artificial.
	Mais difundidas, atualmente, as lajes pré-moldadas facilitaram muito os métodos construtivos, tornando a execução das lajes mais rápida e mais barata. 	Elas também reduzem a necessidade de fôrmas e são formadas por dois elementos básicos, que devem ser encaixados e montados na própria obra, utilizam-se vigotas em formato de T invertido ou de cabeça para baixo, pré-moldadas em concreto armado, ou seja, chegam prontas para serem usadas na obra. O segundo elemento básico são lajotas de cimento (também podem ser de cerâmica), padronizadas para serem encaixadas entre duas vigotas T, ficando apoiadas nas mesmas.
	A montagem da laje é feita posicionando-se as vigas em paralelo, em distância regular e igual entre elas, apoiadas nas paredes dos vãos ou vigas, cobrindo toda a extensão a ser fechada. O espaço que fica entre uma viga e outra é preenchido pelas lajotas, colocadas em sequência, uma atrás da outra, e apoiadas em forma de encaixe nas vigas.
	Depois da montagem, geralmente são colocados alguns vergalhões finos, de transversal às vigotas, em seguida, é jogada uma camada de concreto que adere às vigotas e aos vergalhões, formando uma estrutura única e rígida. Optar entre um ou outro tipo de laje fica a critério do engenheiro ou arquiteto da obra, levando em consideração a resistência necessária, viabilidade econômica e disponibilidade local. O que é ponto comum em qualquer dos dois sistemas construtivos é o uso de um bom cimento (VOTORANTIM, 2016).
	A figura 1.5 mostra uma laje pré-moldada.
Figura 1.5 – Laje pré-moldada 
Fonte: ( Blog fazfacil. 20-?)
- Vigas 
	Uma viga é um elemento estrutural sujeito a cargas transversais. A viga é geralmente usada no sistema laje-viga-pilar para transferir os esforços verticais recebidos da laje para o pilar ou para transmitir uma carga concentrada, caso sirva de apoio a um pilar. Pode ser composta de madeira, ferro ou concreto armado. A viga transfere o peso das lajes e dos demais elementos (paredes, portas, etc.) às colunas (PORTAL DO CONCRETO, 20-?). A figura 1.6 mostra uma viga pré-moldada em concreto armado.
Figura 1.6 – Viga de concreto armado.
Fonte: (VENDRAMINI, 20-?)
1.6 Fundamentação Teórica.
O concreto é o material mais utilizado na construção civil, um composto originado basicamente da mistura de pelo menos um agregado e, também água, pedra e areia. O cimento ao entrar em contato com a água, forma-se uma pasta juntamente com os agregados, resultando uma mistura resistente e de fácil modelagem, que apresenta alta resistência a compressão. (LIMA, 2014)
A resistência a compressão é o principal fator que define a qualidade, e para isso é preciso uma dosagem do concreto, ou traço, que estabelece a quantidade de componentes para resultar na resistência estabelecida pelo projeto. O concreto pode ser fornecido por usinas, onde existe uma possibilidade maior de manter o controle da dosagem com o uso de balanças, ou também pode ser preparado no próprio local da obra. Os concretos com resistência à compressão entre 10 Mpa e 50 Mpa, são os mais utilizados em todo o mundo.
Apesar do uso intenso, os concretos convencionais apresentam algumas falhas importantes, que justificaram ao longo dos anos o surgimento de novos concretos, chamados concretos especiais, onde cada um tem sua especialidade e que trouxeram avanços em relação aos concretos convencionais. (WATANABE, 2008) 
As principais deficiências que os concretos convencionais apresentam são: baixa relação resistência-peso, dificuldade de preencher peças esbeltas muito armadas, retração plástica, baixa ductilidade e permeabilidade em ambientes úmidos. 
Diante disso, nos últimos anos foi estudado a possibilidade de acrescentar materiais no concreto, para que melhorasse seu desempenho, resistência e durabilidade. Sendo assim, foram desenvolvidos os concretos leves, de alto desempenho, auto adensável, com fibras, com polímeros, entre outros.
1.7- Concreto Leve
Os concretos leves são reconhecidos pelo seu reduzido peso específico e elevada capacidade de isolamento térmico e acústico. Os mais utilizados são os celulares e os produzidos com agregados leves, como vermiculita e argila expandida.
Segundo Moravia (2006, p.193) “A argila expandida é o produto obtido por aquecimento de alguns tipos de argila na temperatura em torno de 1200ºC. ” Com essa alta temperatura ocorre fenômenos que originam uma estrutura porosa, com massa unitária pequena, que pode ser utilizada como agregado graúdo na fabricação de concreto leve. 
Além do procedimento de alto forno, há também outros processos que resultam no agregado de argila expandida, como o tratamento térmico da matéria-prima em forno rotativo a gás, onde os agregados apresentam granulometria variada com formato arredondado e apresentam baixa absorção de água. E o processo de sinterização contínua, onde os agregados apresentam altos valores de absorção de água e formato irregular. (WATANABE, 2008)
A caracterização da microestrutura da argila expandida é importante para a fabricação dos concretos, auxiliando na compressão das reações físico-químicas que ocorrem na sua interface com a matriz de cimento. Devido a sua alta porosidade, a argila expandida proporciona uma redução de resistência mecânica dos concretos.
Porém, o concreto leve tem como vantagens a preservação da capacidade de sustentação de carga da estrutura, redução do peso próprio da estrutura, mas também pela diminuição significativa de custos de fundação. 
O concreto leve estrutural pode ser aplicado em diversos setores da construção civil, como, por exemplo, nos sistemas construtivos pré-fabricados, plataformas marítimas flutuantes, pontes e edificações de múltiplos andares.
Segundo Watanabe (2008, p.76) “No Brasil, o uso de concreto leve é modesto, com destaque para a produção de materiais construtivos pré-fabricados. “ 
2 . OBJETIVO
O objetivo deste trabalho é obter a resistência do concreto, feito pelo método de ensaio de compressão axial e o peso específico de um corpo de prova, valor este que será utilizado no cálculo de 2 (dois) vigas e 2 (dois) lajes, de tamanhos específicos e distintos.
3. METODOLOGIA 
3.1 Materiais Utilizados
Para a realização desse ensaio, foram necessários os seguintes materiais:
Balança;
Pincel
Molde cilíndrico;
Pá de alumínio;
Bacia de alumínio;
Argila expandida;
Cimento;
Aditivo;
Água;
Brita 0;Areia.
3.2 Procedimento
Foi realizado um ensaio no Laboratório da UNIP - Campus de Bauru, onde foi moldado 2 (dois) corpos de prova, cilíndricos de 15cmx30cm com concreto estrutural (500kg de cimento por m^3 de concreto), diferindo apenas pelo tipo de agregado graúdo utilizado. Um corpo de prova foi moldado com brita 1 usual da região e o outro corpo com agregado estrutural leve, que no caso foi utilizado argila expandida.
Primeiramente, foi calculado o traço de cada componente, correspondente a 4,5kg de concreto. Feito isso, foi efetuado a medição do peso de cada material em uma balança, para usar a quantidade adequada e evitar erros, e colocando dentro da bacia; sendo eles: o cimento, a areia, a brita 0, a argila expandida e água com aditivo.
Depositado na bacia de alumínio, foi necessário mexer com as mãos fazendo os componentes se unirem e formarem uma massa. Depois colocado o concreto dentro do molde cilíndrico, onde já havia sido passado óleo com auxílio de um pincel, para desinformar com maior facilidade. É necessário que no molde a massa fique bem próximo da borda superior, para um maior preenchimento.
Finalizando o ensaio, o molde cilíndrico é reservado para aguardar o período de 7 dias, assim poder obter a cura e depois realizar o teste de ruptura desse corpo de prova, na prensa hidráulica.
3.3 Formulário 
3.4 Resultados e Discussões
4. CONCLUSÃO.
5. REFERÊNCIAS.
MARCELINO, Narbal. Concreto Armado é solução durável e econômica. Disponível em: < http://www.aecweb.com.br/cont/m/rev/concreto-armado-e-solucao-duravel-e-economica_6993_0_1> Acesso em: 8.maio.2017.
Concreto Armado. Disponível em: <http://www.portaldoconcreto.com.br/cimento/concreto/armados.html > Acesso em: 8.maio.2017.
Concreto Leve Estrutural. Disponível em: <http://www.cinexpan.com.br/concreto-leve-estrutural.html/ > Acesso em: 17.maio.2017.
Concreto Leve Estrutural. Disponível em: <http://www.concrebas.com.br/solucoes-em-concreto/concreto-leve-estrutural/ > Acesso em: 17.maio.2017.
SANTOS, R.E. A armação do concreto no Brasil “História da difusão do concreto armado e da construção de sua hegemonia”. 2008. 338f – Belo Horizonte, 2008.
CARVALHO, J.D. Sobre as origens e desenvolvimento do concreto. Revista Tecnológica, v.17, p19-28, 2008.
MORAVIA, W.G et al. Caracterização microestrutural da argila expandida para aplicação como agregado em concreto estrutural leve. P193- 199, Belo Horizonte, 2006.
ARAÚJO, J.M. Curso de Concreto Armado. Vol1. Editora Dunas. 3ed. Rio Grande, 2010.
LIMA, Caio. et. al. Concreto e suas inovações. Ciências exatas e tecnológicas. V.1, n.1, p31-40. Maceió, 2014.
6. ANEXOS
 
ANEXO 1 – Argila Expandida, agregado graúdo utilizado na fabricação do concreto leve.
ANEXO 2 – Cimento utilizado para a fabricação do concreto.
ANEXO 3 – Areia utilizada na fabricação do concreto.
ANEXO 4 – Brita 0 utilizada na fabricação do concreto.
ANEXO 5 – Balança utilizada para medições dos componentes.
ANEXO 6 – Água com aditivo, sendo acrescentado a mistura.
ANEXO 7 – Mistura sendo preparada pelo aluno Johnny Mendonça.
ANEXO 8 – Concreto leve, colocado no molde cilíndrico. 
ANEXO 9 - Molde cilíndrico utilizado para o corpo de prova.
ANEXO 10 – Corpos de provas. 
ANEXO 11 – Prensa hidráulica para a compressão do concreto.
ANEXO 12 – Corpo de prova rompido no teste de compressão.