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Engenharia Civil História do Concreto O concreto é, depois da pedra, da argila e da madeira, um dos materiais de construção mais antigos que a humanidade conhece. Os romanos produziam um tipo de concreto com cinza vulcânica (pozolana natural) e cal que permitia a moldagem e a soldagem de peças formadas por grandes blocos de pedra. Pode-se afirmar que sua origem, em tempos mais recentes, remonta ao ano de 1756, quando John Smeaton utilizou pela primeira vez uma argamassa calcinada na construção do farol de Eddystone. Foi somente a partir de 1824, entretanto, com o advento do cimento Portland, que o concreto assumiu um lugar de destaque entre os materiais de construção, graças à enorme versatilidade que oferecia comparativamente aos demais produtos, possibilitando a moldagem, com relativa facilidade, das mais diversas formas arquitetônicas. Surgiram, então, as primeiras especificações para concreto baseadas no estudo científico de seus elementos constitutivos e das suas propriedades físicas. Engenharia Civil Concreto de Cimento Portland É o material resultante da mistura, em determinadas proporções, de um aglomerante ( cimento Portland ) com um agregado miúdo ( geralmente areia lavada ) , um agregado graúdo (geralmente brita ) e água. Pode-se ainda, se necessário, usar aditivos. A água e o cimento, quando misturados, desenvolvem um processo denominado hidratação e formam uma pasta que adere as partículas dos agregados. Nas primeiras horas após o preparo é possível dar a essa mistura o formato desejado. Algumas horas depois ela endurece e, com o passar dos dias, adquire grande resistência mecânica, convertendo-se num material monolítico dotado das mesmas características de uma rocha. A resistência do concreto depende destes três fatores básicos: • resistência do agregado; • resistência da pasta; • resistência da ligação entre a pasta e o agregado. Engenharia Civil A água e o cimento, quando misturados, desenvolvem um processo denominado hidratação e formam uma pasta que adere as partículas dos agregados. Nas primeiras horas após o preparo é possível dar a essa mistura o formato desejado. Algumas horas depois ela endurece e, com o passar dos dias, adquire grande resistência mecânica, convertendo-se num material monolítico dotado das mesmas características de uma rocha. A resistência do concreto depende destes três fatores básicos: • resistência do agregado; • resistência da pasta; • resistência da ligação entre a pasta e o agregado. A produção do concreto consta de uma série de operações executadas e controladas de forma a obter-se, a partir dos materiais componentes, um concreto que depois de endurecido resista aos esforços derivados das mais diversas condições de carregamento a que possa ser submetido, bem como apresente características de durabilidade. Engenharia Civil As operações necessárias à obtenção de um concreto são: • dosagem ou quantificação dos materiais; • mistura dos materiais; • transporte até o local da obra; • lançamento, ou seja, colocação do concreto no seu local definitivo (normalmente em uma forma); • adensamento, que consiste em tornar a massa do concreto a mais densa possível, eliminando os vazios; • cura, ou seja, os cuidados a serem tomados a fim de evitar a perda de água pelo concreto nos primeiros dias de idade. A obtenção de um concreto de boa qualidade depende de todas essas operações. Se qualquer delas for mal executada, causará problemas ao concreto. Não há como compensar as falhas em uma das operações com cuidados especiais em outra. Quando o concreto é dosado de acordo com certos princípios básicos, este apresenta, além da resistência, as vantagens de baixo custo, facilidade de execução, durabilidade e economia. Engenharia Civil Para tanto é necessário, inicialmente, conhecer as características que o concreto endurecido deve possuir, para depois, a partir dos materiais disponíveis, obter o concreto pretendido, mediante o proporcionamento correto da mistura e o uso adequado dos processos de fabricação. O concreto fresco representa uma fase transitória, porém de enorme influência nas características do concreto endurecido. Propriedades do Concreto Para efeito de suas propriedades, o concreto deve então ser analisado nestas duas condições: fresco e endurecido. O concreto fresco é assim considerado até o momento em que tem início a pega do aglomerante. O concreto endurecido é o material que se obtém pela mistura dos componentes, após o fim da pega do aglomerante Engenharia Civil Propriedades do Concreto Fresco Para o concreto fresco, as propriedades desejáveis são as que asseguram a obtenção de uma mistura fácil de transportar, lançar e adensar, sem segregação. As principais propriedades do concreto, quando fresco, são: • consistência • plasticidade • poder de retenção de água • trabalhabilidade Engenharia Civil Propriedades do Concreto Fresco Consistência Consistência é o maior ou menor grau de fluidez da mistura fresca, relacionando-se portanto, com a mobilidade da massa. O principal fator que influi na consistência é, sem dúvida, o teor água/materiais secos (A%). Teor de água/materiais secos é, pois, a relação entre o peso da água e o peso dos materiais secos multiplicada por 100. Engenharia Civil Propriedades do Concreto Fresco Consistência Em função de sua consistência, o concreto é classificado em: • seco ou úmido - quando a relação água/materiais secos é baixa, entre 6 e 8%; • plástico - quando a relação água/materiais secos é maior que 8 e menor que 11%; • fluido - quando a relação água/materiais secos é alta, entre 11 e 14%. Engenharia Civil Propriedades do Concreto Fresco Consistência Um concreto de consistência plástica pode oferecer, segundo o grau de sua mobilidade, maior ou menor facilidade para ser moldado e deslizar entre os ferros da armadura, sem que ocorra separação de seus componentes. São os mais usados nas obras em geral. A natureza da obra, o espaçamento entre as paredes das formas e a distribuição da armadura no seu interior impõem que a consistência do concreto seja adequada. Engenharia Civil Propriedades do Concreto Fresco Consistência Fixada a resistência, mediante o estabelecimento de determinado valor para a relação água/cimento, resta assegurar à mistura uma consistência compatível com a natureza da obra. O processo de determinação de consistência mais utilizado no Brasil, devido à simplicidade e facilidade com que é executado na obra, é o ensaio de abatimento conhecido como Slump Test. Engenharia Civil Propriedades do Concreto Fresco Consistência O equipamento para medição consta de um tronco de cone - Cone de Abrams - com as medidas apresentadas abaixo . Engenharia Civil Propriedades do Concreto Fresco Consistência Na elaboração do ensaio, o cone deve ser molhado internamente e colocado sobre uma chapa metálica, também molhada. Uma vez assentado firmemente sobre a chapa, enche-se o cone com concreto em três camadas de igual altura. Cada uma dessas camadas é “socada” com 25 golpes, com uma barra de ferro de 5/8” (16 mm). Terminada a operação, retira-se o cone verticalmente e mede-se o abatimento da amostra Engenharia Civil Propriedades do Concreto Fresco Consistência Segundo a NBR 6118, a consistência do concreto deve estar de acordo com as dimensões da peça a ser concretada, com a distribuição da armadura no seu interior e com os processos de lançamento e adensamento utilizados. As Tabelas 8 e 9 fornecem indicações úteis sobre os resultados do Slump Test. Engenharia Civil Propriedades do Concreto Fresco Consistência Engenharia Civil Propriedades do Concreto Fresco Plasticidade Plasticidade é a propriedade do concreto fresco identificada pela facilidade com que este é moldado sem se romper. Depende fundamentalmente da consistência e do grau de coesão entre os componentes do concreto. Quando não há coesão os elementos se separam,isto é, ocorre a segregação. Engenharia Civil Propriedades do Concreto Fresco Plasticidade Segregação é a separação dos grãos do agregado da pasta de cimento. Pode ocorrer durante o transporte, durante o lançamento - em conseqüência de movimentos bruscos -, durante o adensamento - por vibração excessiva -, ou pela ação da gravidade, quando os grãos graúdos, mais pesados do que os demais, tendem a assentar no fundo das formas. Engenharia Civil Propriedades do Concreto Fresco Poder de Retenção de Água O poder de retenção de água é o oposto à exsudação. Exsudação é o fenômeno que ocorre em certos concretos quando a água se separa da massa e sobe à superfície da peça concretada. Ocorre quando a parte superior do concreto se torna excessivamente úmida; sua consequência é um concreto poroso e menos resistente. Engenharia Civil Propriedades do Concreto Fresco Poder de Retenção de Água Além disso, o concreto pode estar sujeito à desintegração em virtude da percolação da água. Esse fenômeno acontece quando no processo de lançamento do concreto nas formas a parte sólida não é capaz de reter a água de amassamento. Ocorre geralmente em concretos com pequena porcentagem de finos, que são o material que passa pela peneira com abertura de malha igual a 0,15 mm. Para minorar a exsudação é necessário alterar a dosagem do concreto, aumentando-se a proporção de finos e o teor de cimento. A exsudação também pode ser controlada pela adequada confecção de um concreto trabalhável, evitando-se o emprego de água além do limite necessário. Engenharia Civil Propriedades do Concreto Fresco Trabalhabilidade É a propriedade do concreto fresco identificada pela maior ou menor facilidade de seu emprego para atender a determinado fim. O concreto é trabalhável quando no estado fresco apresenta consistência e dimensões máximas dos agregados apropriadas ao tipo de obra a que se destina, no que respeita às dimensões das peças, ao afastamento e à distribuição das barras das armaduras, bem como aos métodos de transporte, lançamento e adensamento que serão adotados. Engenharia Civil Propriedades do Concreto Fresco Trabalhabilidade A trabalhabilidade, portanto, além de ser uma característica inerente ao material, como a consistência, também envolve considerações quanto à natureza da própria obra que está sendo executada. É possível, pois, concluir que um concreto adequado para peças de grandes dimensões e pouco armadas poderá não sê-lo para peças delgadas e muito armadas, ou que um concreto que permite perfeito adensamento com vibração, sem segregação dos componentes e sem vazios, dificilmente proporcionará uma moldagem satisfatória com adensamento manual. Engenharia Civil Produção do Concreto • dosagem; • mistura; • transporte; • lançamento; • adensamento; • cura. . Engenharia Civil Produção do Concreto Uma vez conhecidas as propriedades que devem possuir o concreto em suas duas fases - fresco e endurecido-, pode-se detalhar o processo de produção do concreto. A produção do concreto consiste em uma série de operações de forma a se obter, a partir dos materiais componentes o concreto desejado. As operações necessárias à obtenção do concreto são: • dosagem; • mistura; • transporte; • lançamento; • adensamento; • cura. .
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