Aula 09 - Concreto Endurecido

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Materiais de Construção II -
CONCRETO - Propriedades do 
Concreto Endurecido
Engº Luiz Gustavo Laval 1
1
Prof. Eng. Luiz Gustavo Laval
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO II
CONCRETO
PROPRIEDADES DO CONCRETO 
ENDURECIDO
luiz.gustavo@imed.edu.br
CONCRETO ENDURECIDO
INTRODUÇÃO:
O concreto é considerado como um sólido a partir da pega – é um
material em perpétua evolução – é sensível às modificações das
condições:
� ambientais;
� físicas;
� químicas;
� mecânicas.
O conjunto destas características e propriedades qualificam o
concreto.
A durabilidade do concreto pode ser perfeitamente aceitável
quando a estrutura se encontra devidamente protegida da ação
destes elementos e ser inteiramente inadequada se exposta
diretamente à ação de agentes desintegradores.
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CONCRETO ENDURECIDO
INTRODUÇÃO:
Estrutura hidráulica – impermeabilidade é essencial;
Estrutura de Edifícios – características mecânicas de resistência e
rigidez são essenciais;
O conhecimento das propriedades, suas possibilidades e limitações,
e dos fatores que as condicionam é o elemento que permite ao
engenheiro escolher o material adequado para o trabalho em suas
obras.
NANOESTRUTURA DO CONCRETO ENDURECIDO:
O concreto como material composto possui 3 fases principais:
� Silicato de cálcio hidratado (C-S-H): fase compõe de 50% a 60%
o volume de sólidos em uma pasta de cimento completamente
hidratada e é, portanto, a fase mais importante e determinante
das suas propriedades;
� Hidróxido de cálcio (CH): Também chamados de portlandita,
estes cristais constituem 20% a 25% do volume de sólidos na
pasta de cimento hidratada (geralmente na forma de grandes
cristais prismáticos hexagonais), formando cristais afetadas
pela disponibilidade de espaço, pela temperatura de
hidratação e pelas impurezas no sistema - contribuem pouco
na resistência do concreto, devido a sua área superficial ser
consideravelmente baixa;
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NANOESTRUTURA DO CONCRETO ENDURECIDO:
O concreto como material composto possui 3 fases principais:
� Sulfoaluminatos de cálcio: ocupam de 15% a 20% do volume de
sólido da pasta de cimento hidratada e possuem apenas um
papel secundário nas relações microestrutura-propriedades.
Durante os estágios iniciais da hidratação, a relação
sulfato/alumina geralmente favorece a formação do trissulfato
hidratado (AFt ou etringita), podendo eventualmente
transformar-se, em maiores idades, em monossulfoaluminato
hidratado (AFm), deixando o concreto vulnerável ao ataque por
sulfatos;
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DENSIDADE:
Varia segundo o processo de adensamento utilizado na sua
fabricação:
� Concreto não adensado – 2,1 t/m³;
� Concreto comprimido – 2,2 t/m³;
� Concreto socado – 2,25 t/m³;
� Concreto vibrado – 2,3 à 2,4 t/m³;
� Concreto Armado – 2,45 à 2,5 t/m³ - depende da densidade de
armaduras;
� Concreto de agregado leve (ex. argila expandida, escória
expandida, etc.) – 0,3 à 1,8 t/m³;
� Concreto de agregado pesado (ex. barita, magnetita, etc.) – 3,5
à 5,5 t/m³;
Variam também (em menor proporção) quanto a quantidade de água
retida nos poros e o meio ambiente onde está inserido.
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RESISTÊNCIA MECÂNICA:
Historicamente a resistência mecânica do concreto é o parâmetro
mais empregado para se avaliar a qualidade do material – conceito
moderno: contempla não apenas a resistência mecânica do concreto,
mas também outras propriedades que possuem influência em
propriedades de interesse na Engenharia, como os mecanismos de
transporte, a dureza, a resistência ao impacto, a deformabilidade, a
energia de fratura, etc.
De extrema importância, pois nos elementos
estruturais o concreto pode ser solicitado à
compressão, à tração, ao cisalhamento ou a
uma combinação dos três tipos de tensão em
várias direções, dependendo das características
dos esforços solicitantes atuantes no elemento
estrutural.
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RESISTÊNCIA MECÂNICA:
Os agregados e a pasta de cimento apresentam um comportamento
tensão-deformação diferenciado se comparado ao concreto,
conforme ilustrado na Figura 1.
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RESISTÊNCIA MECÂNICA:
Segundo Mehta & Monteiro (2008):
� ATÉ APROX. 50% DA CARGA DE RUPTURA: a fissuração na pasta
não chega a ser significativa;
� ENTRE 50% E 75% DA CARGA DE RUPTURA: a fissuração torna-se
evidente;
� 75% DA CARGA DE RUPTURA: ocorre um aumento considerável da
fissuração na matriz e na zona de transição;
� ENTRE 75% E 80% DA CARGA MÁXIMA: pode ocorrer a ruptura do
concreto, quando submetido a um carregamento constante;
O comportamento tensão-deformação do concreto não é linear,
devido à propagação de microfissuras e depende da velocidade de
carregamento.
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FATORES QUE INFLUENCIAM NA RESISTÊNCIA MECÂNICA:
� Propriedades dos componentes (cimento, agregados, aditivos e
adições minerais);
� Proporcionamento dos componentes (relação água/cimento e
relação agregado/cimento);
� Condições de cura e idade dos corpos-de-prova.
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FATORES QUE INFLUENCIAM NA RESISTÊNCIA MECÂNICA:
RELAÇÃO ÁGUA CIMENTO:
A influência da relação água/cimento (a/c) na resistência é um fator
importante no proporcionamento dos materiais constituintes do concreto.
O conceito de relação a/c tem sido o pilar da tecnologia do concreto por
quase um século, sendo considerado conveniente e simples desde que o
concreto não possua nenhum material cimentício além do cimento
Portland.
Contudo, com o emprego crescente das adições minerais nos concretos, o
termo relação água/aglomerante (a/agl) também é bastante empregado na
moderna tecnologia do concreto.
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FATORES QUE INFLUENCIAM NA RESISTÊNCIAMECÂNICA :
TIPO DE CIMENTO:
Um fator que influencia significativamente na resistência do concreto é o
tipo de cimento adotado.
Várias propriedades influenciam a resistência do concreto para uma dada
idade:
• físicas (finura, superfície específica);
• químicas (teores de aluminatos e silicatos de cálcio).
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FATORES QUE INFLUENCIAM NA RESISTÊNCIA MECÂNICA:
IDADE:
A resistência do concreto é tradicionalmente caracterizada pelo valor aos 28
dias, sendo essa idade referência para outras propriedades do concreto.
Aparentemente não existe um significado científico para a adoção dos 28
dias como idade de referência (apenas o fator de ser um múltiplo de uma
semana e ao fato da obrigatoriedade do ensaio ser realizado no mesmo dia
útil da concretagem.
AGREGADOS:
Em concreto com resistências convencional, a ruptura ocorre ou na pasta ou
na interface agregado/pasta.
Com o surgimento de concretos de maiores resistências, verificou-se que
algumas formas de ruptura poderiam ocorrer nos agregados. Dessa forma,
o estudo da influência das propriedades do agregado na resistência do
concreto é de extrema relevância.
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FATORES QUE INFLUENCIAM NA RESISTÊNCIA MECÂNICA:
ADITIVOS MINERAIS E QUÍMICOS:
Na nova tecnologia do concreto, o emprego tanto de adições minerais
quanto dos aditivos vem ganhando espaço nos últimos anos, em função das
melhorias obtidas em propriedades do concreto, tanto no estado fresco
quanto no estado endurecido.
Estudaremos os efeitos das adições e dos aditivos em conteúdo específicomais adiante na disciplina.
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FATORES QUE INFLUENCIAM NA RESISTÊNCIA MECÂNICA :
PARAMETROS DE MOLDAGEM DOS ENSAIOS:
� ensaio de resistência à compressão devem ser padronizado, a fim de
que não ocorram diferenças oriundas de procedimentos
inadequados de preparação e execução;
� tamanho dos corpos-de-prova e dimensão máxima característica do
agregado graúdo;
� condições de cura (umidade e temperatura – cura deve ser realizada
em água saturada com cal ou em câmara úmida com uma umidade
relativa de, no mínimo, 95%);
� condições de regularização dos corpos-de-prova (superfícies dos
corpos-de-prova que ficarão em direto contato com a prensa – base
e topo – e que podem ser responsáveis por uma grande variação nos
resultados de resistência;
� velocidade e duração da aplicação da carga (entre 0,3 e 0,8 MPa/s,
aplicada continuamente e sem choques - NBR 5739:2007)
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ENSAIOS PARA DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA
MECÂNICA DO CONCRETO:
Para se determinar a resistência do concreto, podem ser empregados dois 
métodos: 
� ensaios destrutivos – são empregados em maior escala para a
verificação de tal propriedade, em função da praticidade, da rapidez
dos resultados obtidos e dos baixos custos envolvidos.
� ensaios não destrutivos – aplicados na área de investigação de
estruturas acabadas (com sinais de comprometimento de elementos
estruturais em função da resistência inadequada do concreto) –
ensaios mais complexos, que exigem equipamentos sofisticados e
mão-de-obra qualificada para a sua operação e interpretação dos
resultados.
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ENSAIOS PARA DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA
MECÂNICA DO CONCRETO:
RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO:
A resistência à compressão axial é uma propriedade bastante estudada
pelos pesquisadores – pode ser associada (direta ou indiretamente) com
outras propriedades do concreto no estado endurecido, principalmente às
relacionadas a durabilidade.
A resistência à compressão do concreto
é calculada através da Equação:
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ENSAIOS PARA DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA
MECÂNICA DO CONCRETO:
RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO:
A NBR 8953:2009 estabelece que os concretos estruturais devem ser
classificados em dois grupos, no que diz respeito à resistência à
compressão:
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https://www.youtube.com/watch?v=G9asyHIBQLU
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ENSAIOS PARA DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA
MECÂNICA DO CONCRETO:
RESISTÊNCIA À TRAÇÃO:
Existem três formas de determinar a resistência à tração do concreto:
a. por tração direta – raramente executada – os dispositivos de fixação dos
corpos de prova induzem o surgimento de tensões secundárias que
influenciam significativamente nos resultados ;
b. tração na flexão –
NBR 12142:2010;
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ENSAIOS PARA DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA
MECÂNICA DO CONCRETO:
RESISTÊNCIA À TRAÇÃO:
c. tração por compressão diametral – NBR 7222:2010.
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ENSAIOS PARA DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA
MECÂNICA DO CONCRETO:
ENSAIOS NÃO DESTRUTIVEIS:
As propriedades do concreto que podem ser avaliadas por meio de ensaios
não destrutivos:
• massa específica;
• módulo de elasticidade e resistência;
• dureza superficial;
• absorção e permeabilidade;
• condições de umidade;
• localização das armaduras;
• existência de vazios e fissuração
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RESISTÊNCIA À FADIGA:
Importante propriedade para aplicações em pavimentos viários e pisos
industriais – carregamentos dinâmicos e cíclicos ao longo da vida útil de
serviço, estruturas em alto mar (offshore) e dormentes ferroviários;
� Rompimento sob um número repetido de solicitações – todas elas
menores que a resistência;
� A cada carregamento e descarregamento, surgem deformações
residuais na estrutura
� Ruptura ocorre apenas no limite de fadiga.
Esta propriedade é dependente da resistência à tração na flexão do
concreto e a tensão de tração à flexão máxima para cada carga considerada.
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CISALHAMENTO:
Para fins de cálculo estrutural, a base para dimensionamento ao
cisalhamento na flexão de peças de concreto armado é o modelo proposto
por Mörsch:
� o mecanismo resistente de uma viga fissurada pode ser associado ao
de uma treliça, com o concreto e aço equilibrando, conjuntamente, o
esforço cortante – neste modelo, a viga tem o funcionamento
análogo a uma treliça, com o banzo superior constituído pelo
concreto comprimido na flexão, o banzo inferior pela armadura
longitudinal de tração, as diagonais tracionadas pela armadura
transversal e as diagonais comprimidas por bielas de concreto
inclinadas.
Dificuldade para determinar a resistência ao cisalhamento, pois em virtude 
da baixa resistência à tração do concreto, ocorrerá a fissuração diagonal nos 
planos de atuação das tensões principais de tração.
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RESISTÊNCIA EM ESTADOS MULTIPLOS DE TENSÃO:
Quando se rompem os corpos-de-prova de concreto por compressão
simples em uma prensa de laboratório, surgem interferências do ensaio no
valor da resistência final e na forma de ruptura, devido ao atrito dos topos
do CP com os pratos da prensa;
Porém, quando se elimina o atrito entre os topos do CP e os pratos da
prensa, consegue-se determinar a resistência real daquele concreto, bem
como definir sua forma de ruptura, aproximando-se da realidade;
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RETRAÇÃO:
Está associada a deformações em pastas de cimento (principalmente,
devido a sua perda de água), argamassas e concretos, sem que haja
qualquer tipo de carregamento, reações químicas deletérias e expansivas
ou variações térmicas.
Tipos de retração:
� Retração plástica (plastic shrinkage);
� Retração devida à contração química ou deformação autógena 
(autogenous);
� Retração por secagem ou hidráulica (hydraulic shrinkage);
� Retração por carbonatação (carbonation shrinkage).
Ensaios de retração do concreto - consiste em medir a variação de
comprimento dos corpos-de-prova ao longo do tempo - ABNT NBR
12650:2012.
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FLUÊNCIA:
Um material apresenta fluência (creep) se, sob tensão, constante, sua
deformação aumenta no tempo. Os principais fatores que influem na
fluência:
� Idade de Carregamento
� Relação Tensão-Resistência
� Geometria da peça
� Efeito da Umidade e da Temperatura
� Efeito do Cimento
� Influência dos Agregados
� Efeito dos Aditivos
� Efeito das Adições Minerais
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FLUÊNCIA:
A redução do efeito da fluência do ponto de vista dos materiais, passa pelo
controle de fatores:
� fluência ocorre na pasta de cimento e está relacionada com os
movimentos internos da água adsorvida;
� fluência é um fenômeno elásto-plástico (partes reversível e
irreversível);
� o processo de secagem tem efeito direto sobre a fluência;
� a fluência cresce com o aumento da temperatura;
� a fluência diminui com o aumento das dimensões da peça;
� em média, 25% da fluência total ocorre após 2 semanas, 55% após 3
meses e 75% após 1 ano;
� a fluência é inversamente proporcional à resistência do concreto no
instante de aplicação da carga;
� a relação tensão/resistência atinge valor acima de 0,4 surgemmicrofissuras no concreto – aumentam significativamente a fluência;
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PROPRIEDADES TÉRMICAS:
� EXTERNA: Condições climáticas (frio e o calor), aliados à baixa
umidade do ar e à ação do vento, são os fatores que geram ou
potencializam problemas no concreto (variações de volume, etc.);
� INTERNA: Calor proveniente da hidratação do aglomerante, quando
o concreto ainda encontra-se no estado fresco provoca variações
volumétricas na estrutura.
A temperatura pode interferir no comportamento do concreto desde o
estágio inicial de cura até em idades avançadas, quando ocorre o equilíbrio
térmico com o ambiente.
CONDUTIBILIDADE: É relativamente inferior a outros materiais (ex.: ligas
metálicas, asfalto) o que confere ao concreto capacidade de reter grande
quantidade de calor e dissipá-lo gradativamente – maiores quanto mais
próximas as superfícies de contato
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PROPRIEDADES TÉRMICAS:
CONVECÇÃO TÉRMICA: É a troca de energia térmica de um fluido em
contato com uma superfície sólida - um dos principais fenômenos de troca
de calor, principalmente em estruturas mais esbeltas onde a área exposta
ao ambiente é significativa em relação ao seu volume e proporciona
maiores riscos do problema térmico (ex. radiers, grandes lajes, viga-parede,
etc.)
RADIAÇÃO TÉRMICA: O calor é transmitido de um corpo de maior
temperatura para outro de temperatura mais baixa – estruturas com
grandes superfícies expostas (lajes de concreto), a radiação solar pode ser
uma grande fonte provocadora de deformações causadoras de fissuras –
estruturas em contato com fornos e caldeiras na área industrial.
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PROPRIEDADES TÉRMICAS:
HIDRATAÇÃO DO CIMENTO:
� grande fonte geradora de calor nas primeiras idades pós-lançamento do
concreto;
� maior influência quanto maior for o consumo na dosagem de concreto e
o tipo de aglomerante;
� adição de escória de alto forno moída ou pozolanas (cimento CPIII ou
CPIV) resulta em menor calor de hidratação - reação de hidratação lenta;
� Cimentos CPI, CPII-F e CPV – possuem maiores teores de alita e celita –
maior calor de hidratação;
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PROPRIEDADES TÉRMICAS:
VARIAÇÕES DE TEMPERATURA:
� AÇÃO DO FRIO:
� provocam grande retração capaz de fissurar o concreto;
� partem da superfície para o núcleo (macrofissuras);
� estruturas mais esbeltas e/ou com pequena espessura estão mais
propensas a esse problema;
� congelamento da água a baixas temperaturas que pode gerar
microfissuras - evitar a saturação com água do concreto, tornando-o
� menos poroso (baixa relação a/c e estrutura com boa cura);
� menos poroso (baixa relação a/c e estrutura com boa cura);
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PROPRIEDADES TÉRMICAS:
VARIAÇÕES DE TEMPERATURA:
� AÇÃO DO CALOR:
� A execução de concretos em tempo quente significa submeter as
estruturas a elevações de temperatura acima daquelas que seriam
suportáveis – consequência: fissuração do concreto (principalmente
na fase de queda de temperatura);
� Problema mais recorrentes nas estruturas de concreto massa;
� Estruturas com espessura com mais 1,0m (na menor dimensão) e
consumo de aglomerante superior a 400kg/m3 podem acumular
calor suficiente para que o problema térmico possa ser também
significativo.
� Pré-refrigeração (ex. gelo em escama na mistura do concreto);
� Pós-refrigeração (utilização de uma rede de tubos no interior do
concreto com circulação de água até que a temperatura do
concreto atinja o desejável;
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RETRAÇÃO TÉRMICA:
Alguns fatores que influenciam a retração térmica:
� Condições climáticas (vento, radiação solar, etc.);
� Variações sazonais da temperatura ambiente;
� Temperaturas de lançamento e de estabilização do concreto;
� Consumo de material aglomerante (cimento+adições);
� Água empregada (natural, gelada ou na forma de gelo em escamas);
� Propriedades do concreto endurecido;
� Dimensões e forma da estrutura;
� Tipos e tempo de permanência das formas;
� Altura e intervalos de lançamento de camadas;
� Tipo e tempo de cura; etc.
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FISSURAÇÃO:
A principal manifestação patológica relacionada com a retração térmica é a
fissuração do concreto, seja em escala macroscópica (observável a olho nu),
conforme apresentado na ou microscópica (microfissuras na matriz
cimentícia).
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As fissuras de retração térmica se interceptam
segundo ângulos aproximadamente retos, com
profundidade que pode ser elevada (100 vezes
a profundidade da fissura de retração
hidráulica), chegando a seccionar toda a
estrutura.
Sua propagação é relativamente rápida e, após
28 dias, sua abertura pode chegar a décimos de
milímetro, sua profundidade a dezenas de
centímetros e o espaçamento entre as fissuras
é da ordem de metros.
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RETRAÇÃO TÉRMICA:
Medidas Preventivas e Corretivas da Retração Térmica:
� Escolher cimento com baixo calor de hidratação e com finura
adequada;
� uso de materiais pozolânicos – reduzir o calor de hidratação;
� uso de agregados adequados, que resultem em dosagens com menor
consumo de cimento/m³ - menor módulo de elasticidade;
� grandes estruturas - priorizar a escolha de concretos adequados
(CCR em substituição ao concreto massa convencional);
� Uso de aditivos redutores água – redução no consumo de cimento;
� Realização de estudos de dosagens bem fundamentados;
� Realização de medidas preventivas adicionais como a pré-
refrigeração e/ou pós-refrigeração do concreto;
� Estudar alturas de camadas de concretagem máximas possíveis –
principalmente aquelas próximas à fundação - de modo que se tenha
minimizada a elevação da temperatura no interior do concreto;
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RETRAÇÃO TÉRMICA:
Medidas Preventivas e Corretivas da Retração Térmica:
� Lançamento do concreto no período noturno ou em épocas do ano
mais favoráveis, em que não só a temperatura ambiente, mas
também a temperatura dos materiais é mais baixa;
� Estudo de juntas de contração ou de dilatação adequadas para as
estruturas de concreto de modo que estas possam absorver as
deformações de origem térmica, etc.
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AÇÕES DO MEIO AMBIENTE SOBRE AS ESTRUTURAS DE 
CONCRETO:
• Dimensões do clima nos estudos de durabilidade
• Considerações sobre o clima brasileiro
• Parâmetros meteoro-químicos
� Temperatura
� Amplitude térmica
� Chuva, umidade relativa e tempo de superfície úmida
� Chuva ácida
� Vento
� Chuva dirigida
� Poluentes
� Insolação
ATIVIDADE ACADÊMICA EFETIVA: Fazer a leitura do CAPÍTULO 21 – Ações do 
Meio Ambiente sobre as Estruturas de Concreto – livro: Concreto: Ciência e 
Tecnologia, Editor: Geraldo C. Isaia, – Disponível no portal
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DURABILIDADE/VIDA ÚTIL DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO:
Durabilidade é o resultado da interação entre a estrutura de concreto, o
ambiente e as condições de uso, de operação e de manutenção.
A questão da vida útil deve ser tratada sob os seguintes aspectos:
� Métodos de Introdução ou Verificação da Vida Útil no Projeto;
� Procedimentos de Execução e Controle de Qualidade;
� Procedimentos de Uso, Operação e Manutenção.
O conhecimento da durabilidade das estruturas de concreto são
fundamentais para:
� auxiliar na previsão do comportamento do concreto em longo prazo;
� prevenir manifestações patológicas precoces nas estruturas – esseconhecimento é fundamental para reduzir riscos de fissuras, corrosão,
expansões e outros problemas;
� contribuir para a economia, sustentabilidade e durabilidade das
estruturas.
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DURABILIDADE/VIDA ÚTIL DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO:
No Brasil há uma proposta de definição clara de Vida Útil de projeto desde o
início da década de 90, limitada aos fenômenos de corrosão das armaduras,
que pode ser esquematizado conforme mostrado nas figuras a seguir. Para os
demais fenômenos de deterioração ainda não há propostas brasileiras nem
internacionais.
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DURABILIDADE/VIDA ÚTIL DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO:
VIDA ÚTIL DE PROJETO: Período de tempo que vai até a despassivação da
armadura, normalmente denominado de período de iniciação. Corresponde
ao período de tempo necessário para que a frente de carbonatação ou a
frente de cloretos atinja a armadura.
VIDA ÚTIL DE SERVIÇO: Período de tempo que vai até o momento em que
aparecem manchas na superfície do concreto, ou ocorrem fissuras no
concreto de cobrimento, ou ainda quando há o destacamento do concreto de
cobrimento.
VIDA ÚTIL ÚLTIMA OU TOTAL: Período de tempo que vai até a ruptura ou
colapso parcial ou total da estrutura.
VIDA ÚTIL RESIDUAL: Corresponde ao período de tempo em que a estrutura
ainda será capaz de desempenhar suas funções, contado nesse caso a partir
de uma data qualquer, correspondente a uma vistoria. Essa vistoria e
diagnóstico podem ser efetuados a qualquer instante da vida em uso da
estrutura.
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DURABILIDADE/VIDA ÚTIL DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO:
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DURABILIDADE/VIDA ÚTIL DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO:
Os mecanismos mais importantes e frequentes de envelhecimento e de
deterioração das estruturas de concreto estão descritos nas NBR 6118:2007 e
NBR 12655:2006:
� Mecanismos preponderantes de deterioração relativos ao concreto:
� lixiviação (águas puras e ácidas);
� expansão (sulfatos, magnésio);
� expansão (reação álcali-agregado);
� reações deletérias (superficiais tipo eflorescências).
� Mecanismos preponderantes de deterioração relativos à armadura:
� corrosão devida à carbonatação;
� corrosão por elevado teor de íon cloro (cloreto).
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DURABILIDADE/VIDA ÚTIL DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO:
Os mecanismos mais importantes e frequentes de envelhecimento e de
deterioração das estruturas de concreto estão descritos nas NBR 6118:2007 e
NBR 12655:2006:
� Mecanismos de deterioração da estrutura propriamente dita:
� ações mecânicas, movimentações de origem térmica, impactos, ações
cíclicas (fadiga), deformação lenta (fluência), relaxação, e outros
considerados em qualquer norma ou código regional, nacional ou
internacional, mas que não fazem parte de uma análise de vida útil e
durabilidade tradicional
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DURABILIDADE/VIDA ÚTIL DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO:
Uma diretriz geral, encontrada na literatura técnica, ressalta que a
durabilidade da estrutura de 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.
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Classes adotadas pela NBR 
6118:2007 e NBR 12655:2006
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DURABILIDADE/VIDA ÚTIL DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO:
No Brasil a primeira norma sobre estruturas de concreto, publicada pela
Associação Brasileira de Concreto (ABC), data de julho de 1931 e especifica:
� consumo de cimento ≥ 240 kg/m3, SEMPRE;
� consumo de cimento ≥ 270 kg/m3, PARTES EXPOSTAS;
� consumo de cimento ≥ 300 kg/m3, PARA PONTES;
� água de amassamento não deve conter cloretos, sulfatos e nem
matéria orgânica;
� cobrimento ≥ 1,0cm para LAJES INTERIORES;
� cobrimento ≥ 1,5cm para LAJES EXTERIORES;
� cobrimento ≥ 1,5cm para PILARES E VIGAS INTERIORES;
� cobrimento ≥ 2,0cm para PILARES E VIGAS EXTERIORES;
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AÇÃO DA CARBONATAÇÃO NO CONCRETO:
A carbonatação transforma íons alcalinos como: cátions de sódio, potássio e
cálcio, em sais de carbonatos desses elementos, pela ação ácida do CO2
presente no ar.
� Representa um dos fatores iniciadores mais importantes da corrosão
das armaduras;
� Ocorre a uma velocidade lenta;
� Atenua-se com o tempo.
Acontece através:
� Dissolução do dióxido de carbono (CO2) – Mais Relevante;
� Decomposição do silicato de cálcio hidratado (C-S-H) e das fases
aluminato.
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AÇÃO DA CARBONATAÇÃO NO CONCRETO:
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AÇÃO DA CARBONATAÇÃO NO CONCRETO:
Controle e Mitigação da Carbonatação no Concreto:
� Aumento do cobrimento com um revestimento adicional de
argamassa e concreto:
� Evita que a frente de carbonatação atinja a armadura, podem ser
utilizados produtos de películas superficiais (tintas e vernizes) e
argamassas cimentícias modificadas.
� Se já houve a carbonatação as películas não são mais adequadas
� Realcalinização:
� Eleva o pH da pasta cimentícia por meio de substâncias alcalinas
que são introduzidas no concreto através dos seus poros –
acontece por difusão ou migração iônica (realcalinização
eletroquímica).
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AÇÃO DA CARBONATAÇÃO NO CONCRETO:
Controle e Mitigação da Carbonatação no Concreto:
� Realcalinização por difusão (ou passiva):
� Aplicação de um revestimento muito alcalino sobre a superfície
carbonatada;
� A realcalinização é alcançada pela lenta difusão dos álcalis através
da zona carbonatada.
� Inconveniente: Processo demorado e muito difícil de controlar a
correta distribuição do material de revestimento.
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AÇÃO DA CARBONATAÇÃO NO CONCRETO:
Controle e Mitigação da Carbonatação no Concreto:
� Realcalinização eletroquímica do concreto:
� Aplica-se temporariamente uma corrente entre um ânodo (tela fixada no
exterior do concreto) e um cátodo interno (armadura).
� Movimentação dos íons positivos no eletrólito (uma solução alcalina,
geralmente carbonato de sódio) em direção à armadura, enquanto os íons
hidroxila são produzidos na
armadura de aço devido à
redução da água.
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CORROSÃO DAS ARMADURAS DAS ESTRUTURAS DE 
CONCRETO:
Efeito da umidade, resistividade e acesso de oxigênio:
� O concreto seco possui uma alta resistividade - nessa condição, não
permite a mobilidade dos íons;
� Com o aumento da unidade interna do concreto resistência ôhmica vai
diminuindo e o processo de corrosão pode se desenvolver;
� Quando os poros do concreto estão saturados de água, a resistividade
é a menor possível e o oxigênio encontra maior dificuldade para
chegar até a armadura – o processo de corrosão está controlado
� A velocidade de corrosão máximas se dão em concretos com altos
teores, porém sem saturar os poros.
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CORROSÃO DAS ARMADURAS DAS ESTRUTURAS DE 
CONCRETO:
Efeito da temperatura:
� O aumento da temperatura estimula a mobilidade das moléculas,
favorecendo seu transporte através da microestrutura do concreto .
� A corrosão aumenta duas vezes a cada aumento de 20ºC – os efeitos
da temperatura a -20ºC apresentamvelocidade de corrosão reduzida
10 vezes a cada redução de temperatura de 20ºC abaixo de 0ºC.
Formação de macrocélulas de corrosão:
� Por diferença de concentração de sais (íons cloreto).
� Por diferença de pH.
� Pela presença de fissuras.
� Por aeração diferencial.
� Pela formação de pilhas galvânicas.
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CORROSÃO DAS ARMADURAS DAS ESTRUTURAS DE 
CONCRETO:
Métodos para proteção contra a corrosão:
� Proteção por barreira.
� Repassivação.
� Proteção catódica.
� Proteção por inibição.
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CORROSÃO DAS 
ARMADURAS 
DAS 
ESTRUTURAS DE 
CONCRETO:
Estratégia para 
diagnóstico da 
corrosão
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REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO NO CONCRETO:
A RAA é um termo geral utilizado para descrever reações químicas que
podem ocorrer internamente no concreto entre alguns componentes
mineralógicos presentes em rochas e agregados reativos e álcalis da solução
dos poros.
Como resultado da reação, são formados produtos que, na presença de
umidade e na sua maioria, são capazes de expandir e causar tensões
internas, fissurações e deslocamentos, afetando a durabilidade das
estruturas de concreto.
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REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO NO CONCRETO:
Tipos:
� REAÇÃO ÁLCALI SILICATO – é um tipo específico de reação em que
participam alguns tipos de silicatos presentes em certas rochas –
silicatos reativos mais comuns são o quartzo tensionado por processos
tectônicos e os minerais da classe dos filossilicatos presentes em
ardósias, filitos, xistos, gnaisses, granulitos, quartzitos, entre outros –
esta reação é mais lenta;
� REAÇÃO ÁLCALI-CARBONATO – é o tipo de reação em que participam
os agregados rochosos carbonáticos. A forma mais conhecida de
deterioração do concreto é devida à desdolomitização da rocha
dolomita e consequente enfraquecimento da ligação pasta-agregado –
não há a formação de gel expansivo
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REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO NO CONCRETO:
Evidências visuais mais comuns da RAA:
� fissuração em forma de mapa (em concretos sem armadura);
� fissuração orientada (em concreto armado);
� exsudação de gel na superfície do concreto;
� manchas superficiais;
� macrofissuras com descoloração visível ao longo de suas bordas;
� perda de aderência entre a pasta e o agregado;
� expansão visível do concreto.
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REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO NO CONCRETO:
Evidências visuais mais comuns da RAA:
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REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO NO CONCRETO:
Existem vários fatores que influenciam a velocidade e intensidade da RAA.
Dependendo do tipo de parâmetro interveniente, o desencadeamento da
RAA pode ser mais rápido ou mais lento e suas expansões e prejuízos podem
ser mais ou menos intensos.
� características e propriedades dos materiais;
� características e propriedades do compósito (argamassa ou concreto);
� condições ambientais e tempo de exposição;
� Agregado - quanto mais desorganizada e instável é a estrutura do
mineral no agregado, mais reativa será a fase;
� Cimento – Maiores expansões quanto maior o álcalis do cimento;
� Condições ambientais e tempo de exposição – À medida que a
umidade aumenta as expansões aumentam
� outros fatores.
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REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO NO CONCRETO:
Medidas preventivas:
� Considerando a potencialidade reativa de um agregado para a RAS, as
possibilidades são:
� troca do material reativo para um inócuo – solução nem sempre
viável técnica e economicamente;
� limitação do teor de álcalis do concreto – solução não totalmente
confiável;
� emprego de adições químicas;
� emprego de adições minerais.
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REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO NO CONCRETO:
A RAA é um fenômeno complexo, que pode gerar expansões e ser destrutivo,
dependendo dos materiais e condições de exposição.
É importante avaliar o potencial reativo do agregado em laboratório de
forma a adotar a melhor ação preventiva.
A definição da ação preventiva também deve levar em conta o tipo de
estrutura/elemento e condições de exposição, a partir de uma análise de
risco.
Forma preventiva mais empregada: adições minerais.
Na fase de diagnóstico, a avaliação em campo e laboratório são importantes,
incluindo um sistema de instrumentação para alimentar modelos, auxiliar no
prognóstico, e definir a melhor forma de intervenção.
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AÇÕES FÍSICAS E QUÍMICAS NO CONCRETO:
Agentes físicos e químicos que podem comprometer a durabilidade do
concreto:
� Físicos:
� Abrasão;
� Erosão;
� Cavitação;
� Os sais cristalizados nos poros;
� Congelamento e degelo.
� Químicos:
� Hidrólise dos componentes dos materiais cimentícios;
� Troca iônica;
� Ações de sulfatos e do ácido carbônico.
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AÇÕES FÍSICAS E QUÍMICAS NO CONCRETO:
ABRASÃO:
Corresponde ao efeito do atrito causado ao concreto por veículos ou
máquinas em movimento – perda gradual e continuada da argamassa
superficial do concreto – observável principalmente em pisos e pavimentos
rodoviários. Classificadas segundo o DNIT:
� DESGASTE LEVE: perda de argamassa superficial em até 6mm de
profundidade – exposição do agregado graúdo;
� DESGASTE MÉDIO: perda de argamassa superficial de 7 a 12 mm de
profundidade – com perda da argamassa entre as partículas do
agregado graúdo;
� DESGASTE PESADO: perda de argamassa superficial de 13 a 25 mm de
profundidade – nítida exposição do agregado graúdo;
� DESGASTE SEVERO: perda de argamassa superficial, de agregado
graúdo e, da argamassa de envolvimento do agregado graúdo, em
profundidades maiores que 25 mm - possível exposição da armadura.
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AÇÕES FÍSICAS E QUÍMICAS NO CONCRETO:
EROSÃO:
É o efeito do atrito causado por partículas em suspensão e em movimento
em meio aquoso, por exemplo:
� Pontes;
� Túneis;
� Canais;
� Barragens;
� Vertedouros.
CAVITAÇÃO:
É a formação de bolhas de vapor provocadas pelo rebaixamento de pressão
em regiões onde há um aumento elevado na velocidade de escoamento do
líquido. A elevação desta velocidade é ocasionada por sobressaltos
existentes na superfície de escoamento, havendo queda de repentina de
pressão, formando-se as bolhas – geralmente observado em sistemas
hidráulicos
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AÇÕES FÍSICAS E QUÍMICAS NO CONCRETO:
CAVITAÇÃO:
As irregularidades abruptas não devem exceder 3 mm e as graduais 6 mm.
Adicionalmente, as irregularidades abruptas, normais à direção do fluxo,
devem ser aplainadas. A verificação das irregularidades deve ser feita através
de gabarito de 1,5 m de comprimento.
FISSURAÇÃO POR SAIS CRISTALIZADOS NOS POROS:
A utilização de quantidade de água no concreto superior à estritamente
necessária, além do aprisionamento ou incorporação intencional de ar na
mistura, tornam o concreto um material naturalmente poroso – poros da
pasta endurecida de cimento, os poros do agregado e aqueles presentes na
interface da pasta com os agregados.
Classificação dos concretos
segundo a porosidade
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AÇÕES FÍSICAS E QUÍMICAS NO CONCRETO:
FISSURAÇÃO POR SAIS CRISTALIZADOS NOS POROS:
A cristalização de sais nos poros do concreto pode gerar pressões capazes de
fissurá-lo,a extensão do dano depende do local da cristalização do sal, que é
determinado por um equilíbrio dinâmico entre a taxa de evaporação da água
pela superfície exposta do material e a taxa de fornecimento da solução do
sal para este local.
CONGELAMENTO E DEGELO:
A ação intermitente de temperaturas negativas e positivas nos países de
clima frio provoca o congelamento da água nos poros de concreto, cujo
aumento de volume pode levar a sua deterioração. Por outro lado,
ambientes destinados à armazenagem sob temperaturas negativas, como
câmaras frigoríficas, também estão sujeitos a patologias.
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AÇÕES FÍSICAS E QUÍMICAS NO CONCRETO:
AÇÃO DE SULFATOS:
Na reação com os aluminatos de cálcio hidratados do cimento ou com a
alumina reativa do agregado, o íon sulfato é responsável pela formação de
um composto expansivo (sulfoaluminato de cálcio) que compromete a
estabilidade do concreto endurecido.
O ataque por sulfato também pode provocar a diminuição progressiva da
resistência e perda de massa em virtude da perda de coesão dos produtos de
hidratação do cimento.
Manifesta-se nas formas:
� de expansão e fissuração do concreto – torna-se mais fácil a
penetração da água agressiva no seu interior, acelerando a sua
deterioração.
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AÇÕES FÍSICAS E QUÍMICAS NO CONCRETO:
AÇÃO DE SULFATOS:
Fatores que influenciam o ataque por sulfato são:
� quantidade e natureza de sulfato presente;
� nível da água e sua variação sazonal;
� fluxo de água subterrânea e a porosidade do solo;
� forma de construção;
� qualidade do concreto, com destaque à baixa permeabilidade do
concreto.
OUTRAS AÇÕES FÍSICAS E QUÍMICAS NO CONCRETO:
� Reações por troca de cátions;
� Hidrolise dos componentes dos materiais cimentícios;
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AÇÃO DO FOGO NAS ESTRUTURAS DE CONCRETO:
O concreto endurecido comporta-se como material “homogêneo” em
temperatura ambiente.
Em altas temperaturas apresentam comportamentos distintos:
� Desidratação da pasta;
� Pirólise (reações químicas causada pelo calor) de cada componente;
� Expansão ou contração diferencial.
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AÇÃO DO FOGO NAS ESTRUTURAS DE CONCRETO:
Efeitos do calor no concreto endurecido:
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Concreto:
•material estrutural incombustível;
•possui baixa condutividade térmica;
•não exala gases tóxicos ao ser 
aquecido;
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AÇÃO DO FOGO NAS ESTRUTURAS DE CONCRETO:
Alterações na Micro estrutura:
Pasta de cimento Portland
� Expansão
� Contração
� Desidratação
� Decomposição do C-S-H
� Decomposição do carbonato de cálcio (CaCO3)
Agregados
� Expansão
� Transformações mineralógicas: quartzo α > β
� Decomposição generalizada
Água livre
� Evaporação
� Aumento da pressão interna de vapor
� Fissuração excessiva
� Desplacamento (Spalling)
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AÇÃO DO FOGO NAS ESTRUTURAS DE CONCRETO:
Dilema: reabilitação ou demolição?
� Intensidade do incêndio
� incêndio acidental;
• edifícios projetados cf. legislação vigente;
� incêndio intencional (arsoning);
• World Trade Center, prisões;
� Spalling: fenômeno aleatório;
� Uso de agregados termicamente estáveis;
� Configuração das de armaduras;
� Idade do concreto;
� Dimensões do elemento de concreto;
• Ensaios em pequena escala não são representativos da situação de
incêndio real (influência da amostra);
� Adições
• Locais sujeitos a situações severas de incêndio
• materiais altamente inflamáveis (túneis, aeroportos, etc.)
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BIBLIOGRAFIA:
� BAUER, L. A. F. - Materiais de Construção – Volume 1. Editora LTC, 5º
Edição;
� Editor ISAIA, Geraldo C. – CONCRETO: CIÊNCIA E TECNOLOGIA –
Editora IBRACON, Volume 2, 1ª Edição,.
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