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MATERIAIS DE CONTRUÇÃO I TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES Professora: Larissa Andrade de Aguiar, DSc 1 Era romana: “Concretus” = fundido ou misturado Cimento e concreto: (re)descobertos em meados do século XVIII cimento Portland – John Smeaton, 1756 patente outorgada a John Aspdin, 1824 Normas pioneiras: ◦ Suíça: 1903 ◦ Alemanha: 1904 ◦ França: 1906 ◦ Inglaterra: 1907 1ª Norma brasileira: ◦ 1931 (Associação Brasileira de Concreto – ABC) ◦ Hoje: + de 280 normas na área de concreto... • Império Romano - Cimento pozolânico ( de origem vulcânica): Cimento vem do termo latino coementum, que designava na velha Roma uma espécie de pedra natural de rochedos. • 1817 - Invenção do Cimento Portland por Luis Vicat. • 1824 - Aspdin - França - Na ilha de Portland, consegue calcinar uma parte de argila e três partes de pedra calcárea, moída até obter um pó fino - Cimento Portland. • 1848 - Invenção do Concreto Armado por Lambot. Constrói um barco com argamassa de cimento reforçada com ferro. • 1861 - Monier - França - Vaso de flores de concreto com armadura de arame • 1898 - Intervenção do arq. Auguste Perret (o concreto armado na arquitetura moderna). "Ninguém pensaria em usar madeira em uma barragem, aço em pavimentação ou asfalto em estruturas de edifícios, mas o concreto é usado para cada uma dessas e em muitas outras utilizações em lugar de outros materiais de construção. Ele é usado para suportar, para vedar, para revestir e para preencher. Mais pessoas precisam conhecer melhor o concreto que outros materiais especializados." (J. Kelly) •1902 - Mörsch - Alemanha - Teoria científica sobre o dimensionamento de peças de concreto armado. Os conceitos desenvolvidos por Mörsch são válidos ainda hoje; •ANOS 60: SURGE O CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA (CAR) – CHIGAGO; •ANOS 80 – CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO – com o aparecimento de novos tipos de aditivos superplastificantes; •ANOS 90: CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL - JAPÃO Atualmente é o material artificial mais consumido pelo homem no mundo. Primeira ponte construída com concreto armado: Alvord Lake (1889, San Francisco, por Ernest L. Ransome) Reforma da Ponte Maurício de Nassau (1643/1917) Ponte sobre o Rio do Peixe (Santa Catarina) – 1930 ◦ Primeira Ponte de Concreto, em Balanços Sucessivos, no mundo ◦ Engenheiro Emilio Baumgart Edifício “A Noite”, Rio de Janeiro finalizado em 1930 com 24 andares (102,8 metros). Edifício Martinelli, São Paulo, finalizado em 1934 com 30 andares (130 metros) 1947 “Edifício do Banespa” (Ed. Altino Arantes) Burj Khalifa Bin Zayid anteriormente conhecido como Burj Dubai , localizado em Dubai, nos Emirados Árabes Unidos A maior estrutura construída pelo homem, com 828 metros de altura, inaugurado em 4 Jan 2010. Classificação: •Em relação ao uso de armadura: Simples - sem barras de aço Armado - com barras de aço Protendido - com cabos de aços tracionados. •Em relação à massa específica: Leve - massa < 1800 kg/m³ Normal - + 2400 kg/m³ Pesado - massa > 3200 kg/m³ •Em relação à resistência: Baixa resistência - < 20 MPa Moderada - 20 a 40 MPa Alta resistência - > 40 MPa. CONCRETO CONVENCIONAL CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA (CAR) CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO (CAD) CONCRETO COM ADIÇÃO DE FIBRAS CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL (CAA) CONCRETO BOMBEÁVEL CONCRETO PROJETADO CONCRETO ROLADO OU CONCRETO COMPACTADO COM ROLO CONCRETO COLORIDO CONCRETO CONVENCIONAL CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA (CAR) Esse tipo de concreto, como o próprio nome já diz, possui uma resistência a compressão bem maior que a comum com menor tempo de idade e é bastante utilizado em fundações, lajes, pilares, vigas, dentre outras situações, pois, é capaz de suprir as necessidades de resistência com um menor volume e gastando menos tempo, podendo gerar economia no custo da obra. 16 Esse é o tipo de concreto mais comum nas construções brasileiras, pois, pode ser utilizado em diversos tipos de estruturas. Ele possui uma consistência seca, por isso precisa da utilização de ferramentas como vibradores para ser adensado e seu transporte deve ser realizado por meio de carrinhos de mão, gruas, elevadores ou giricas. O seu Slump varia entre 40mm a 70mm e sua resistências varia de a cada 5,0MPa em um intervalo de 10,0 até 40,0MPa. CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO (CAD) CONCRETO COM ADIÇÃO DE FIBRAS O concreto de alto desempenho, também conhecido como CAD, possui dosagem especial que permite atingir resistências altíssimas, podendo chegar até 100 Mpa. Para atingir estas condições, o CAD pode ser elaborado com adições minerais tais como a sílica ativa, metacaulim e aditivos especiais. Os concretos assim obtidos podem ser aplicados em obras prediais de grande porte, construção pesada, obras marítimas e recuperações. Uma das principais vantagens deste concreto é que, por ser capaz de atingir resistências tão altas, ele pode levar a diminuição nas seções das peças de engenharia e maior aderência do concreto à armadura, ou seja, gerar maior aproveitamento da área disponível para construção. Além destas vantagens ele também reduz o custo final da obra quando em comparação com outras soluções e traz enorme durabilidade para a estrutura. Normalmente elaborado com fibras de vidro, nylon, polipropileno ou aço, dependendo das especificações de projeto. Os concretos assim obtidos reduzem ou inibem os efeitos da fissuração por retração na fase de endurecimento do concreto e, dependendo do tipo de fibra utilizado, podem eliminar a armadura de retração. 17 18 CONCRETO AUTO- ADENSÁVEL (CAA) CONCRETO BOMBEÁVEL Este concreto, com grande variedade de aplicações é obtido pela ação de aditivos superplastificantes, que proporcionam maior facilidade de bombeamento, excelente homogeneidade, resistência e durabilidade. Sua característica é de fluir com facilidade dentro das formas, passando pelas armaduras e preenchendo os espaços sob o efeito de seu próprio peso, sem o uso de equipamento de vibração. Para lajes e calçadas, por exemplo, ele se auto nivela, eliminando a utilização de vibradores e diminuindo o número de funcionários envolvidos na concretagem. Indicados para concretagens de peças densamente armadas, estruturas pré-moldadas, fôrmas em alto relevo, fachadas em concreto aparente, painéis arquitetônicos, lajes, vigas, etc. Pode-se definir concreto bombeável como o concreto transportado por pressão através de tubos rígidos ou mangueiras flexíveis e descarregado diretamente ou próximos dos pontos onde deve ser aplicado. A pressão pode ser aplicada por meio de pistões, por meio de ar comprimido ou pela deformação de tubos flexíveis. O concreto é considerado bombeável quando os seus componentes não se separam por segregação e quando a resistência ao deslocamento pelo interior da tubulação não atinja valores incompatíveis com a capacidade do equipamento. Como essas propriedades são influenciadas pela composição da mistura, a dosagem do concreto para bombeamento exige alguns cuidados especiais: ◦ Os concretos para bombeamento devem ter boa trabalhabilidade, isto é, o Slump ou Abatimento deve ser maior que 70 mm, sendo o mais recomendável, valores entre 80 e 100 mm ( Slump = 90 +/- 10 mm ). ◦ A Cortesia Concreto adota o Slump = 90 +/- 10 mm. Qualquer concreto diferente desta condição consideraremos do tipo especial. ◦ Ter argamassa suficiente e consumo mínimo de cimento de 270 kg/m3, para lubrificar os tubos internamente e facilitar o deslocamento do concreto dentro do tubo. ◦ Recomenda-se a utilização de britas com diâmetro máximo até 25 mm (brita 2), mesmo assim até 25%, devendo o restante ter diâmetro máximo de 19 mm (brita 1). Para prédios, dependendo da altura ou mesmo da distância de tubulação serão previstos agregados menores (britas) e/ou Slumps maiores. 19 CONCRETO PROJETADOCONCRETO ROLADO OU CONCRETO COMPACTADO COM ROLO (CCR) É um tipo de concreto que é lançado, “projetado” ou “jateado” através de mangueiras especiais com uso de ar comprimido. Pode ser via seca ou úmida dependendo se o concreto for lançado com ou sem água pré- misturada. O processo via seca aplica a água no bocal de lançamento o que é controlado pelo operador. Também são utilizados aditivos aceleradores de pega para reduzir o índice de reflexão, quantidade de concreto que não adere à superfície projetada. Reparo ou reforço estrutural, revestimento de túneis, monumentos, contenção de encostas, taludes, canais e galerias. Sua vantagem se dá na hora da utilização, pois dispensa fôrmas e diminui o prazo de execução das obras emergenciais. Também conhecido como concreto rolado ou CCR, é um concreto seco, com consistência que permite o seu lançamento em camadas com máquinas de terraplenagem e sua compactação através de rolos compactadores. Utilizado em barragens, na pavimentação rodoviária (base e sub-base) e urbana (pisos e contrapisos). Alta performance como elemento estrutural para base e sub-base de pavimentos com baixo custo. 20 Adicionando-se pigmentos especiais aos diversos tipos de concreto, pode-se obter uma grande variedade de tonalidades e cores que podem compor elementos arquitetônicos com grande durabilidade de manutenção de cor. Utilizado em elementos arquitetônicos decorativos, assim como em pisos, calçadas e fachadas. Elimina pintura e pode ser usado como marcador de áreas específicas. Apresenta grande durabilidade da cor, pois é composto por pigmentos à base de óxidos. 21 CONCRETO = PASTA + AGREGADOS + (zona de transição) FASE PASTA •No concreto fresco, envolve os agregados, enchendo os vazios, dando possibilidade de manuseio. •No concreto endurecido, aglutina os agregados, dando ao conjunto: resistência, certa impermeabilidade estabilidade dimensional e durabilidade. FASE AGREGADO •Predominantemente responsável pela massa específica, módulo de elasticidade, e estabilidade dimensional do concreto; •Pode influir na resistência e durabilidade do concreto; •O agregado também funciona como redutor de custos. O Concreto deve atender a: 1. Condições Técnicas: TRABALHABILIDADE - Consistência RESISTÊNCIA - Compressão, tração, flexão, desgaste. DURABILIDADE - Impermeabilidade, constância de volume. 2. Condições econômicas: Menor consumo de cimento. Dosagem do Concreto ◦ Dosar, é portanto, procurar o traço que atende as condições específicas de um projeto, utilizando corretamente os materiais disponíveis. ◦ O traço pode ser medido em peso ou em volume. Geralmente quando não está expressa de forma clara a unidade, supõem-se que esta medida seja em peso. Se o traço for em volume deve ser indicado. Frequentemente adota-se uma indicação mista: o cimento em peso e os agregados em volume. ◦ A dosagem pode ser não experimental ou experimental. ◦ A dosagem não experimental é baseada na sua experiência profissional ou em tabelas confeccionadas com base em outras obras realizadas, como apresentado na Tabela 1 ◦ A dosagem experimental baseia-se nas características dos materiais, nas solicitações mecânicas a que estará sujeito o concreto e nas implicações inerentes a cada obra. Assim sendo, é levado em conta as cargas que vão atuar na estrutura, as dimensões da peça, os processos construtivos bem como as condições do meio em que vai ser implantada a construção. ◦ A NBR 12655, item 6.4.2, só permite a dosagem não experimental, para obras de pequeno vulto (concreto da classe C10), às quais deverão respeitar as seguintes condições: quantidade mínima de cimento por m³ de concreto de 300 kg; proporção de agregado miúdo no volume total do agregado entre 30 a 50%, fixada de maneira a se obter um concreto de trabalhabilidade adequada ao seu emprego; e quantidade de água no volume total de concreto entre 7 a 10%, mínima compatível com a trabalhabilidade necessária. 25 Tabela 1 – Tabela prática para traços de concreto. 26 ◦ Para o caso de grandes obras, a dosagem experimental é a única aceitável, isto porque, os materiais constituintes e o produto resultante são ensaiados em laboratórios. Uma dosagem experimental, de modo geral, é orientada pelo seguinte roteiro: caracterização precisa dos materiais; estudo das dimensões das peças a concretar; cálculo da tensão de dosagem (resistência de dosagem); determinação do fator água/cimento; estabelecimento do traço inicial; e estabelecimento do traço final. 27 Traço Expressão da composição do concreto. Em massa, referente à unidade de massa de cimento. 1 : a : p : x cimento:areia:brita:água Relações importantes: 1. Relação água/cimento · Resistência e Durabilidade 2. Relação água/materiais secos · Trabalhabilidade/consistência Mistura ou Amassamento ◦ É a primeira fase da produção propriamente dita do concreto e tem como objetivo a obtenção de uma massa homogênea onde todos os componentes estejam em contato entre si. ◦ A falta de homogeneidade determina decréscimo sensível de resistência mecânica e durabilidade dos concretos. ◦ A mistura poderá ser manual ou através de equipamentos chamados betoneiras. ◦ O amassamento manual, conforme prescreve a NBR 6118, só poderá ser empregado em obras de pequena importância, onde o volume e a responsabilidade do concreto não justifiquem o emprego de equipamento mecânico, não podendo nesse caso, amassar, de cada vez, volume superior ao correspondente a 100 kg de cimento. 29 Transporte ◦ O transporte do concreto pode ser externo ou seja da central de concretagem até a obra, em caminhão betoneira, ou dentro da obra, até o local de lançamento, com carrinho de mão, giricas, elevadores, guinchos ou mesmo através de bombeamento. ◦ No transporte do concreto deve-se tomar cuidado para que não haja vibração excessiva, o que pode provocar segregação dos componentes, prejudicando a homogeneidade do concreto. O transporte, também deve ser rápido, a fim de evitar que o concreto perca a trabalhabilidade necessária às etapas seguintes. 30 Bombeamento ◦ É um sistema bastante flexível, utilizado atualmente em todo Brasil na concretagem de edifícios, devido a flexibilidade e à rapidez de execução. ◦ No caso de transporte por bombas, o diâmetro máximo interno do tubo deverá ser no mínimo três vezes o diâmetro máximo do agregado. ◦ Em geral, tem capacidade de bombeamento horizontal até 300 metros, havendo perda de cerca de 10 a 12 metros por curva de 90˚ e perda de cerca de 8 metros na horizontal por metro na vertical. ◦ A condição fundamental para o uso de bombas para transporte de concreto é a do atrito entre o concreto e as paredes internas do tubo. 31 ◦ As principais dificuldades de bombeamento do concreto advêm de: Entrada de um ninho de pedra, como, por exemplo, no fim de uma betonada, pois neste caso, não havendo a necessária lubrificação pela argamassa, dá-se o entupimento ( para evitar coloca-se um misturador antes da bomba e nunca se bombeia até o fim) Composições de concreto muito úmidas, sem coesão, com exsudação excessiva, ou traço deficiente em finos. 32 Lançamento ◦ O lançamento é a operação que consiste em colocar o concreto nas formas. O tempo máximo permitido entre o amassamento e o lançamento, esta situado entre 1 e 2 horas. ◦ O cuidado geral no lançamento consiste em manipular o concreto de forma que seus componentes não se separem e as recomendações são: que as formas estejam livres de detritos e substâncias estranhas; que as formas, quando em madeira, estejam saturadas de água, para que não absorvam a água do concreto; que seja evitado arrastar o concreto distâncias muito grandes. O arrastamento da mistura, com enxada, nas formas ou mesmo sobre o concreto já aplicado, pode provocar perda de argamassa, que adere aos locais poronde passa. Admite-se que o concreto seja espalhado, por arrastamento, em distâncias na ordem de 0,80 a 1,00 m. Para distâncias maiores deve-se apanhar o concreto com uma pá e aplicá-lo onde for necessário; 33 34 Adensamento ◦ É a operação que tem por finalidade a eliminação do ar e dos vazios contidos na massa. Deve ser feito durante e imediatamente após o lançamento. ◦ O adensamento pode ser executado por processos manuais - socamento ou apiloamento mecânicos- vibração ou centrifugação. ◦ Qualquer que seja o processo deve-se buscar que o concreto preencha todos os espaços da forma, evitando-se a formação de ninhos e a segregação dos componentes. ◦ Deve ser evitada, também, a vibração junto a ferragem, quando o concreto for armado, para não ocasionar vazios que prejudiquem a aderência do concreto com a armadura. ◦ Um bom indicativo da intensidade de vibração é o aparecimento de uma superfície brilhante e isto é um indicativo de que a água esta começando a separar-se dos agregados, devendo então ser terminado o processo. Outro indicativo é o respingo da nata na agulha que indica também o excesso de vibração. 35 Cura ◦ A cura do concreto é uma operação que pretende evitar a retração hidráulica nas primeiras idades do concreto quando sua resistência ainda é pequena. ◦ A perda de água se da por vários motivos tais como exposição ao sol, vento, exsudação, etc, e provocam um processo cumulativo de fissuração. ◦ O fato de se evitar a perda de água é um fator importante para diminuir o efeito da fissuração. ◦ O cuidado com proteções nos primeiros dias permite um aumento na capacidade resistente do concreto neste período, e consequentemente uma diminuição na retração do material. ◦ Alguns procedimentos de proteção podem ser: Molhar a superfície exposta diversas vezes nos primeiros dias após a concretagem Proteção com tecidos umedecidos Lonas plásticas que evitem a evaporação evitando-se a cor preta Emulsões que formem películas impermeáveis que impeçam a saída d'água. ◦ Algumas obras especiais requerem alguns tipos de concretos especiais, com cuidados diferenciados tanto na execução quanto na aplicação. Estas obras devem ser estudadas caso à caso. 36 Quais as recomendações da NBR 6118, quanto à mistura manual de concreto ? Citar os tipos de meio de transporte de concreto que podemos dispor em obras, dando exemplos? Quais os cuidados a serem tomados, quando utilizamos, em obra, o transporte do concreto em carrinhos de mão, de uma roda, afim de minimizar a segregação do mesmo? Caso de altura de queda do concreto, no lançamento, seja superior a 2,5 m, quais as medidas a serem adotadas, para evitar a segregação? Quais as regras gerais a serem observadas durante a vibração do concreto? Como funciona a cura? Dê exemplos dos métodos de cura. 37 Conhecer o comportamento do concreto no estado plástico é muito importante. Para se obter concretos endurecidos de boa qualidade, é necessário que ele seja tratado cuidadosamente na fase plástica, uma vez que as deficiências geradas nesta fase resultarão em prejuízos para o resto da vida da peça fabricada, comprometendo a sua durabilidade. A principal propriedade do concreto fresco : Trabalhabilidade Boas propriedades esperadas do concreto endurecido (resistência mecânica, compacidade, durabilidade ...) dependem das características da mistura no estado fresco, Resistência mecânica: ◦ relação “água/cimento” ou “vazios (água + ar) /cimento” ◦ grau de compactação ◦ homogeneidade ◦ resistência dos grãos do agregado ◦ aderência pasta-agregado Características próprias do concreto Condições de produção do concreto (equipamentos, metodologia de produção) Condições de projeto (dimensões das peças, distribuição das armaduras) Fatores relacionados à consistência: ◦ Teor água/mistura seca ◦ Tipo, finura e teor de cimento ◦ Granulometria e forma dos grãos dos agregados ◦ Aditivos Modificadores da reologia das misturas (plastificantes, super-plastificantes, incorporadores de ar...) Modificadores da pega do cimento (retardadores e aceleradores) Fatores relacionados à produção: ◦ Tipo de mistura: Objetivo: homogeneidade do concreto fresco Duração e eficiência do processo - maior estabilidade ◦ Tipo de transporte: Para a obra e/ou dentro da obra Não provocar segregação Caso especial: bombeamento ◦ Tipo de lançamento: Evitar segregação – consistência adequada ◦ Tipo de adensamento: Manual ou vibratório. Fatores relacionados às condições de projeto ◦ NBR-6118 • o tempo de manipulação das misturas; • as propriedades e as características dos cimentos e dos agregados; • a presença de qualquer adição mineral em substituição ao cimento; • a presença de qualquer adição química; • as proporções relativas dos materiais constituintes da mistura. OBS: Os fatores não são independentes um dos outros em seus efeitos. Ensaio de abatimento do tronco de cone - (NBR NM 67/98) – consistência plástica Ensaio de abatimento na mesa de Graff - (NBR NM 68/98) – consistência fluída Ensaio de VeBe – (ACI 211.3/87) – consistência seca Caixa de Walz – (DIN 1048-1) – consistência entre plástica e seca Métodos baseados nos seguintes fenômenos: ◦ Deformação ◦ Penetração ◦ Compactação ◦ Escoamento Ensaio de abatimento do tronco de cone (slump test) ◦ Chapa metálica ◦ Forma tronco-cônica (20 cm de diâmetro na base, 10 cm de diâmetro no topo e 30 cm de altura) ◦ Barra metálica com 16 mm de diâmetro e 60 cm de comprimento ◦ Enchimento da forma em 3 camadas, adensadas com 25 golpes com a barra metálica ◦ Retirada da forma, verticalmente, e medida da diferença entre a altura inicial de 30 cm e a altura após o abatimento (slump do concreto) Mais utilizado: útil para controle do concreto com slump conhecido ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST) O concreto é colocado dentro do cone em 3 camadas, sendo cada uma delas compactada com 25 golpes de uma haste padrão. Após a compactação e arrasamento da superfície o molde tronco-cônico é retirado e o “abatimento”, ou a medida em mm, que houve em relação à altura original é o valor medido. Valores normais: ◦ 60 a 70 mm para concretos comuns; ◦ 100 a 120mm para concretos bombeáveis. SLUMP TEST – O ENSAIO 0 cm 0 a 2 cm 3 a 4 cm 5 a 8 cm 9 a 12 cm 14 a 18 cm 20 a 22 cm Consistência indicativa do concreto em função do tipo de elemento estrutural, para adensamento mecânico Ou Cisalhante Segregação: separação entre os constituintes da mistura – perda da homogeneidade e uniformidade da massa. É a tendência dos agregados graúdos se separarem da argamassa de cimento, deixando o concreto não homogêneo e cheio de vazios. Pode ter origem na falta de argamassa. ◦ Causas: Diferença de tamanho dos grãos de agregados Diferenças de massas específicas dos componentes Excesso de vibração no adensamento ◦ Formas de segregação: Grãos maiores se separam dos demais (misturas secas) Separação da pasta (misturas muito úmidas) Causas externas: ◦ Transporte longo e com vibrações do concreto em carrinhos de mão, ou caçambas ◦ Perda de argamassa no transporte ◦ Vibração excessiva ◦ Arremesso do concreto com pá à distância ◦ “Transportar” o concreto sobre as fôrmas com o vibrador ◦ Largar o concreto sobre as formas com altura superior a 2,5 m. 58 Forma particular de segregação A água da mistura se separa e se eleva até a superfície da peça concretada Reflete a impossibilidade dos componentes sólidos reterem toda a água de amassamento Depende fortemente das características do cimento, do excesso de água e da presença de partículas finas Ocasiona grande aumento do fator a/c da superfície, reduzindo muito a resistência da peça. Consequências da exsudação: ◦ Superfície superior de cada camada lançada torna- se muito úmida, portanto enfraquecida ◦ Aumentoda permeabilidade ◦ Superfícies pouco resistentes à abrasão Para minimizar a exsudação: ◦ Reduzir a quantidade de água usada no concreto. ◦ Uso de agregados não lamelares ◦ Aumentar a presença de finos nos agregados miúdos ◦ Aditivo Intervalo de tempo desde a adição de água até o momento no qual o concreto não pode ser mais trabalhado. Ensaio: NBR 9832/87 Resistência à penetração da agulha de Proctor •Início: > 3,4 MPa •Fim: > 27,6 MPa INFLUÊNCIA: ◦ Temperatura do concreto ◦ Temperatura ambiente ◦ Tipo de cimento ◦ Relação a/c ◦ Utilização de aditivos ◦ Contaminação dos agregados PERDA PRECOCE DE ABATIMENTO: ◦ temperatura ◦ cimento ◦ aditivos RETRAÇÃO PLÁSTICA: ◦ taxa de evaporação > taxa ascensão ◦ pega demorada (tipos de cimento, aditivos, teores impróprios) ◦ assentamento ou exsudação excessivos FISSURAS: ◦ elementos estruturais com grandes superfícies expostas ◦ elevadas temperaturas ambientes ◦ cimento ◦ traço ◦ desempenamento excessivo do concreto ◦ retração por secagem Concreto resiste bem à compressão, até 150 MPa Resiste mal à tração: ◦ 5 a 20% da resistência à compressão Resiste mal ao cisalhamento Resistência a ser especificada para o concreto: ◦ Em todos os projetos → Compressão simples ◦ Em projetos especiais: Módulo de Elasticidade Tração simples Tração p/ compressão diametral Tração p/ flexão Desgaste por abrasão Cisalhamento direto Medida no Brasil em corpos-de- prova cilíndricos: ◦ 15 x 30 cm ou 10 x 20 cm; ◦ (25 x 50 cm concretos c/ agregados grandes); ◦ Adensamento manual ou mecânico; ◦ Desforma em 24 h; ◦ “cura” em câmara úmida ou por imersão até o ensaio; ◦ Ensaio com velocidade controlada até a ruptura; Varia com: ◦ Idade do concreto ◦ Tipo de cimento (mais fino hidrata mais rápido) ◦ Uso de aditivos (aceleradores, retardadores) ◦ Adições Cinzas volantes atrasam ganho de resistência Sílica Ativa aumenta a resistência. ◦ Condições de cura após produção do concreto: Ambiente de conservação do concreto e Período de exposição nestas condições. Umidade e temperatura: Perda de resistência por falta de cura úmida. (Ideal = U.R.>95%, temp. 20 a 25°C) A hidratação do cimento: ◦ Inicia no contato com a água ◦ Início da pega (2 a 3 horas) – inicia solidificação ◦ Final da pega (8 a 12 horas) - estado sólido ◦ 28 dias (70 a 80% da resistência final) ◦ Prossegue endurecendo por muitos meses – um ano 3) Processo de Cura Geometria e dimensões dos corpos de prova Grau de compactação do C.P. Teor de umidade do concreto Velocidade de aplicação da carga Distribuição de tensões Prensa para ensaio de compressão Vazios com ar são incorporados ao concreto devido a: ◦ Adensamento inadequado (Ar aprisionado) ◦ Aditivos incorporadores de ar (IAR) (Ar incorporado) Efeitos: ◦ Aumentam porosidade ◦ Reduzem resistência ◦ Melhoram trabalhabilidade sem aumentar o consumo de água. Agregados não “regulam” mas LIMITAM os valores da fck Rochas fracas ou agregados leves podem baixar a fck Formato dos grãos: ◦ Agregados de formato lamelar Prejudicam a trabalhabilidade – exigem mais água Se acomodam com mais vazios - exigindo mais pasta ◦ Superfícies dos grãos muito lisas podem prejudicar a aderência com a pasta. Efeitos sobre o concreto endurecido: ◦ Aumento da resistência ao ataque de águas agressiva; ◦ Diminui a absorção capilar , uma vez que as bolhas interrompem os canalículos, reduzindo a capilaridade; ◦ Redução da massa específica aparente; ◦ Eliminação de zonas fracas do concreto, pois confere- lhe melhor homogeneidade; ◦ Diminuição das resistências à compressão e à tração, dependendo da quantidade de ar incorporado. Os vazios capilares têm forma irregular, os vazios de ar incorporado são geralmente esféricos. "Os vazios do ar incorporado têm diâmetro típico de 50 μm; ao passo que a do ar acidental, em geral, formam bolhas muito maiores, algumas tão grande como as bolhas familiares, embora indesejáveis, que aparecem junto às formas. Critério utilizado em algumas obras especiais: ◦ Pisos industriais ◦ Pavimentos de aeroportos ◦ Pavimentos de Rodovias Tração direta – ftd Ensaio de difícil execução, por tensões secundárias de fixação do corpo de prova Topos do CP colados com epóxi ftd- 5 a 20% da resistência à compressão Abrasão: desgaste superficial do concreto. Adensamento: processo manual ou mecânico para compactar a mistura de concreto no estado fresco com o objetivo de eliminar vazios internos da mistura (bolhas de ar) ou facilitar a acomodação do concreto no interior das fôrmas. Aditivos: Substâncias que são adicionadas à mistura com o objetivo de modificar uma ou mais propriedades ou características do concreto. Agente de Cura: produto empregado na superfície do concreto com o objetivo de evitar a perda de água pela superfície exposta. Agregados: materiais granulares (brita, areia, etc) que são unidos pela pasta de cimento no preparo do concreto. Amostra de Concreto: volume de concreto retirado do lote com o objetivo de fornecer informações, mediante realização de ensaios, sobre a conformidade desse lote para fins de aceitação. Argila Expandida: são agregados produzidos artificialmente pelo aquecimento de certas argilas em um forno. Possuem baixa massa específica. Ar Incorporado : Bolhas de ar microscópicas incorporadas intencionalmente no concreto durante a mistura, geralmente pelo uso de aditivos. Bomba Estacionária: equipamento rebocável pra lançamento de concreto. Bomba lança: equipamento para lançamento do concreto com tubulação acoplada a uma lança móvel, montados sobre um veículo motor. Bombeamento: transporte do concreto por meio de equipamentos especiais, bombas de concreto, com tubulações e lanças metálicas, que conduzem o concreto desde o caminhão-betoneira até o local de concretagem. Canteiro de Obras: instalações provisórias destinadas a alojamentos, estoque de materiais e equipamentos, almoxarifado e escritórios, durante a fase de construção da obra. Capeamento: revestimento com pasta de cimento ou com mistura composta de pozolana e enxofre derretido, que regulariza os topos dos corpos-de-prova com o objetivo de distribuir uniformemente as tensões de compressão axiais. Central Dosadora: local de dosagem do concreto por meio de instalações e equipamentos especiais. O concreto é misturado e transportado ao local de aplicação por caminhões-betoneiras. Cobrimento: espessura de concreto entre a face interna da fôrma e a armadura. Concreto endurecido: concreto que se encontra no estado sólido e que desenvolveu resistência mecânica. Concreto Fresco: concreto que está completamente misturado e que ainda se encontra em estado plástico, capaz de ser adensado por um método escolhido. Consumo de Cimento: quantidade necessária (kg) para dosar um metro cúbico de concreto. Corpo de Prova: amostra do concreto endurecido especialmente preparada para testar suas propriedades, como resistência à compressão, módulo de elasticidade, entre outras. Cura: conjunto de medidas que devem ser tomadas a fim de evitar a evaporação da água necessária às reações de hidratação do cimento nas primeiras idades. Desmoldante: substância química utilizada pra evitar a aderência do concreto à fôrma. Dosagem: proporções dos materiais que compõem o concreto. Essas proporções são definidas experimentalmente com o objetivo de se obter uma mistura final com características e propriedades pré-estabelecidas. Escoramento: reforços executados nas fôrmas para suportar o seu peso próprio e também do concreto fresco lançado, garantido uma perfeita moldagem da peça concretada. Espaçadores: dispositivos colocados entre as armaduras e a face interna da fôrma, de modo a garantir o cobrimento necessário. Ensaio: realização de testes que visam determinarpropriedades físicas, químicas ou mecânicas de um material. Ensaio de Tronco de Cone, Slump Test ou Ensaio de Abatimento: ensaio realizado de acordo com a norma técnica para determinação da consistência do concreto e que permite verificar se não há excesso ou falta de água no concreto. Exemplar: Elemento da amostra constituído por dois corpos de prova da mesma betonada, moldados no mesmo ato, para cada idade de rompimento. Exsudação: aparecimento de água na superfície do concreto após seu lançamento e adensamento. Granulometria: distribuição das partículas dos materiais granulares entre várias dimensões. Hidratação do Cimento: reação química do cimento com a água. Lançamento: modo de transportes e colocação do concreto na fôrma a ser concretada. Lote de concreto : Volume definido de concreto, elaborado e aplicado sob condições uniformes (mesma classe, mesma família, mesmos procedimentos e mesmo equipamento). Massa Específica: é a relação entre a massa e o volume (m/V). Moldagem: procedimento normatizado para confeccionar os corpos-de-prova. Nichos de Concretagem: falhas de concretagem que ocasionam “buracos” no concreto, devido principalmente à falta de vibração. Pega do Concreto: início da solidificação da mistura fresca. Perda de Abatimento: perda de fluidez do concreto fresco com o passar do tempo. Pigmentos: material adicionado ao concreto para dar cor. Pode ser em pó ou líquido. Relação Água/Cimento (a/c): relação, em massa, entre o conteúdo efetivo de água e o conteúdo de cimento Portland. Resistência à Compressão: esforço resistido pelo concreto, estimado pela ruptura de corpos-de-prova. Resistência à Compressão Característica (fck): definida como o valor de resistência acima do qual se espera ter 95% de todos os resultados possíveis de ensaio. Resistência Média à Compressão (fcmj): corresponde ao valor da resistência média à compressão do concreto, a j dias. Quando não for indicada a idade, refere-se a j = 28 dias. Retração: redução no volume do concreto fresco. Segregação: separação dos componentes do concreto fresco de tal forma que sua distribuição não seja mais uniforme. Trabalhabilidade: determina a facilidade com a qual um concreto pode ser manipulado sem segregação nociva. Traço: proporção entre os componentes da mistura.
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