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Aula 01 – 2020-1- revisão controle tecnológico do concreto Sistemas estruturais – Concreto FUNDAMENTOS DO CONCRETO ARMADO COMPOSIÇÃO DO CONCRETO Os primeiros materiais a serem empregados nas construções foram a pedra natural e a madeira, sendo o ferro e o aço empregados séculos depois. O concreto armado só surgiu mais recentemente, por volta de 1850. FUNDAMENTOS DO CONCRETO ARMADO Para um material de construção ser considerado bom, ele deve apresentar duas características básicas: resistência e durabilidade. A pedra natural tem resistência à compressão e durabilidade muito elevadas, porém, tem baixa resistência à tração. A madeira tem razoável resistência, mas tem durabilidade limitada. O aço tem resistências elevadas, mas requer proteção contra a corrosão. O concreto armado pode ter surgido da necessidade de se aliar as qualidades da pedra (resistência à compressão e durabilidade) com as do aço (resistências mecânicas), com as vantagens de poder assumir qualquer forma, com rapidez e facilidade, e proporcionar a necessária proteção do aço contra a corrosão. Transporte do concreto usinado Esquematicamente pode-se indicar que a pasta é o cimento misturado com a água, a argamassa é a pasta misturada com a areia, e o concreto é a argamassa misturada com a pedra ou brita, também chamado concreto simples (concreto sem armaduras). A definição para o Concreto Simples, conforme a NBR 6118 (item 3.1.2) é: O cimento portland, tal como hoje mundialmente conhecido, foi descoberto na Inglaterra por volta do ano de 1824, e a produção industrial foi iniciada após o ano de 1850. O cimento portland é um pó fino com propriedades aglomerantes, aglutinantes ou ligantes, que endurece sob ação da água. Depois de endurecido, mesmo que seja novamente submetido à ação da água, o cimento portland não se decompõe mais (ABCP, 2002). O cimento é o principal elemento dos concretos e é o responsável pela transformação da mistura de materiais que compõem o concreto no produto final desejado. Cimento Os agregados podem ser definidos como os “materiais granulosos e inertes que entram na composição das argamassas e concretos” (BAUER, 1979). São muito importantes no concreto porque cerca de 70 % da sua composição é constituída pelos agregados, e são os materiais de menor custo dos concretos. Agregados do concreto Os agregados são classificados quanto à origem em naturais e artificiais. Os agregados naturais são aqueles encontrados na natureza, como areias de rios e pedregulhos, também chamados cascalho ou seixo rolado. Os agregados artificiais são aqueles que passaram por algum processo para obter as características finais, como as britas originárias da trituração de rochas. Na classificação quanto às dimensões os agregados são chamados de miúdo, como as areias, e graúdo, como as pedras ou britas. O agregado miúdo tem diâmetro máximo igual ou inferior a 4,8 mm, e o agregado graúdo tem diâmetro máximo superior a 4,8 mm. Os agregados graúdos (britas) têm a seguinte numeração e dimensões máximas. - brita 0 – 4,8 a 9,5 mm; - brita 1 – 9,5 a 19 mm; - brita 2 – 19 a 38 mm; - brita 3 – 38 a 76 mm; - pedra-de-mão - > 76 mm. As britas são os agregados graúdos mais usados no Brasil, com uso superior a 50 % do consumo total de agregado graúdo nos concretos (MEHTA & MONTEIRO, 1994). No passado era comum a mistura de britas 1 e 2 para a confecção de concretos, porém, hoje no Brasil, a grande maioria dos concretos feitos para as obras correntes utiliza apenas a brita 1 na sua confecção. A água é necessária no concreto para possibilitar as reações químicas do cimento, chamadas reações de hidratação, que irão garantir as propriedades de resistência e durabilidade do concreto. Tem também a função de lubrificar as demais partículas para proporcionar o manuseio do concreto. Normalmente a água potável é a indicada para a confecção dos concretos. CONCEITO DE CONCRETO ARMADO O concreto é um material que apresenta alta resistência às tensões de compressão, porém, apresenta baixa resistência à tração (cerca de 10 % da sua resistência à compressão). Assim sendo, é imperiosa a necessidade de juntar ao concreto um material com alta resistência à tração, com o objetivo deste material, disposto convenientemente, resistir às tensões de tração atuantes. Em resumo, pode-se definir o concreto armado como “a união do concreto simples e de um material resistente à tração (envolvido pelo concreto) de tal modo que ambos resistam solidariamente aos esforços solicitantes”. De forma esquemática pode-se indicar que concreto armado é: Concreto armado = concreto simples + armadura + aderência. Armaduras do concreto estrutural Espaçadores para armaduras Armação do concreto Longitudinal – positiva e negativa (combatem o momento fletor) Transversal – estribos ( combatem o cisalhamento) Longitudinal – positiva e negativa (combatem o momento fletor) Transversal – estribos ( combatem o cisalhamento) Resistência à Compressão No Brasil, a resistência à compressão dos concretos é avaliada por meio de corpos de prova cilíndricos com dimensões de 15 cm de diâmetro por 30 cm de altura, moldados conforme a NBR 5738/03. O ensaio para determinar a resistência é feito numa prensa na idade de 28 dias a partir da moldagem, conforme a NBR 5739/94. Concreto O concreto utilizado em estruturas é caracterizado por sua resistência, o fck. Essa resistência é medida através do rompimento de corpos de prova, e significa que ao dizermos que um concreto tem um determinado fck, a probabilidade de se obter uma resistência menor do que a indicada é apenas de 5%. É bom ressaltar que o fck, que é a resistência do concreto, é medida por uma unidade de tensão, ou seja, uma carga (força) por uma unidade de área. Essa medida pode ser dada em MPa ou Kgf/cm2. Podemos dizer, por exemplo, que um concreto tem fck igual a 18 MPa. Isto significa dizer que a resistência (fck) do concreto é igual a 18MPa ou ainda 180 kgf/cm2. Pascal: Pressão exercida pela força de 1 N uniformemente distribuída numa placa de 1 m2 Megapascal: 1 milhão de Pascal = 1 x 10⁶ Supondo-se que 1kgf =~ 10 N 1 Megapascal = 1.000.000 Pascal (N/m2) = 1.000.000 / 10000 x 10 = 10 kgf/cm² 1 m2 = 100 cm x 100 cm = 10.000 cm2 1N = 1/10 Kgf Concreto fck = 25 Mpa , é o mesmo que dizer fck = 250 kgf/cm² Em função da resistência característica do concreto à compressão (fck), a NBR 8953/92 divide os concretos nas classes I e II. Os concretos são designados pela letra C seguida do valor da resistência característica, expressa em MPa, como: Classe I: C10, C15, C20, C25, C30, C35, C40, C45, C50; Classe II: C55, C60, C70, C80. Durante as últimas décadas foi muito comum a aplicação de concretos com resistências à compressão (fck) de 13,5 MPa, 15 MPa e 18 MPa. No entanto, a NBR 6118 (item 8.2.1) introduziu uma mudança muito importante nesta questão, que é a das estruturas de concreto armado terem que ser projetadas e construídas com concreto C20 (fck = 20 MPa) ou superior, ficando o concreto C15 só para as estruturas de fundações e de obras provisórias. Massa Específica A massa específica dos concretos simples gira em torno de 2.400 kg/m3. A NBR 6118 se aplica a concretos com massa específica entre 2.000 kg/m3 e 2.800 kg/m3. Não sendo conhecida a massa específica real, pode-se adotar o valor de 2.400 kg/m3 para o concreto simples e 2.500 kg/m3 para o concreto armado. CONCEITO DE CONCRETO PROTENDIDO O concreto protendido é um refinamento do concreto armado, onde a idéia básica é aplicar tensões prévias de compressão nas regiões da peça que serão tracionadas pela ação do carregamento externo aplicado. Desse modo, as tensões de tração são diminuídas ou até mesmo anuladas pelas tensões de compressão pré-existentes ou pré- aplicadas. Com a protensão contornasse a característica negativa de baixa resistência do concreto à tração.Controle tecnológico do concreto Definições Falar em controle tecnológico do concreto, significa falar principalmente, no controle dos materiais que fazem parte da sua composição, pois as principais “doenças” que podem afetar o concreto, estão intimamente ligadas à falta de qualidade dos materiais que o compõem. É importante que o construtor tenha uma noção básica sobre este assunto, antes de iniciar um processo de “rodar o concreto na obra”, pois a economia, neste caso, pode se transformar em uma grande dor de cabeça. Definições 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. Definições A contratação de um laboratório gabaritado para a execução destes serviços é de fundamental importância para quem quer fazer seu próprio concreto. No caso de quem compra o concreto dosado em central, os encargos com os ensaios dos materiais e com as dosagens experimentais, já estão implícitos nas responsabilidades da própria concreteira. Isto não impede que o comprador faça ensaios paralelos, ou solicite para que a concreteira lhe forneça para análise, os resultados dos ensaios que ela fez em seus materiais. Definições Além das dosagens experimentais e dos ensaios dos materiais, o Controle Tecnológico do Concreto estabelece que sejam feitos ensaios de amostras retiradas do concreto fresco. Com mais este procedimento, está fechado o círculo dos cuidados necessários para se manter constante a qualidade exigida do concreto, sendo estes ensaios utilizados também como parâmetros para a aceitação do concreto. Slump test – teste do abatimento do cone O primeiro teste a ser realizado é o ensaio de abatimento do tronco de cone, o chamado teste de slump, que avalia a trabalhabilidade do concreto. Os equipamentos utilizados nesse teste são um molde tronco-cônico, uma gola, uma haste metálica, uma concha e uma base. O molde cônico é preenchido em 3 etapas sendo o concreto adensado a cada vez, com 25 golpes de um bastão metálico. Após esse processo, o topo do molde é regularizado e a gola e o molde são removidos, e de forma lenta e contínua. O abatimento é medido do ponto médio do concreto até o topo do molde. Slump test – teste do abatimento do cone SLUMP TEST Ele é responsável por verificar a trabalhabilidade do concreto e sua unidade de medida é o centímetro (cm). Diferente do que muitos pensam, não existe nenhuma relação entre a resistência do concreto e seu Slump. Para concreto usinado, a verificação do Slump é realizada assim que o caminhão betoneira chega na obra, e ele tem uma tolerância indicada, para mais ou para menos. Por exemplo, um concreto com Slump 10 +/- 2, que o Slump desse concreto pode variar de 8cm a 12cm. Slump test Fatores que afetam a trabalhabilidade: Fatores internos: Consistência; Traço do concreto; Granulometria do concreto; Forma do grão do agregado; Aditivos; Fatores externos: Mistura; Transporte; Lançamento; Adensamento; Características da peça. Slump test Slump test – teste do abatimento do cone Teste de compressão Prensa em laboratório Tabela de consistências
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