Concreto Armado - Materiais e Propriedades

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MATERIAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conteúdo revisado em julho de 2014, de acordo com a NBR6118:2014 
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MATERIAIS 
 
 1 . CONCRETO ARMADO 
 
Denomina-se concreto armado ao material composto formado pela associação do concreto 
com barras de aço conveniente colocadas em seu interior. 
 
O funcionamento conjunto desses dois materiais só é possível graças à aderência. Devido à 
aderência, as deformações das barras do aço são praticamente iguais ás deformações do 
concreto que as envolve. 
 
O concreto é um excelente material para resistir aos esforços de compressão e resisti pouco à 
tração ( cerca de 10% da resistência à compreensão ) . 
 
As barras de aço cumprem a função de absorver os esforços de tração na estrutura, podendo 
também aumentar a capacidade de carga das peças comprimidas. 
 
Comportamentos de uma viga de concreto armado simplesmente apoiada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
linha elástica: y = f (x)
L
y
q
x
Fissuras na região tracionada
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2 . CONCRETO 
 
O concreto é um material constituído por mistura pré-fixada de aglomerante com água e com 
agregados graúdos e miúdos. O conjunto cimento mais água é denominado de pasta; 
adicionando-se o agregado miúdo à pasta, obtém-se a argamassa. Adicionando-se a esta o 
agregado graúdo, tem-se o concreto. 
 
 
 
aglomerante agregados 
 
cimento água areia brita 
 
pasta 
 
 argamassa 
 
 concreto 
 
 
A pasta tem a função de envolver os agregados, preencher os vazios e proporcionar ao 
concreto a trabalhabilidade necessária no estado fresco. A função do agregado é resistir aos 
esforços solicitantes, ao desgaste e à ação dos intempéries. 
 
O concreto depende dos materiais, da qualidade da mistura e do seu correto manuseio. Após a 
mistura, o concreto deve ser transportado, lançado, adensado e curado conforme as 
recomendações das normas brasileiras. 
 
 
3. PROPRIEDADES DO CONCRETO 
 
a) Peso específico: 
 
 Concreto simples: 2400 kg/m³ = 24 kN/m³ 
 Concreto armado: 2500 kg/m³ = 25 kN/m³ 
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b) Deformações: 
 
 Próprias: Retração e variação com a temperatura 
 Devidas ao carregamento externo: deformação imediata e deformação lenta 
 
Retração: É o fenômeno que aparece no concreto durante e após a cura. Manifesta-se 
como diminuição de volume, devido à perda do excesso de água. É acentuado no início e 
tende para um valor final ao longo do tempo. Minimiza-se este efeito, protegendo o concreto 
através de saturação da superfície com água, areia molhada, sacos molhados, etc. 
 
Temperatura: Varia de acordo com as leis da física. 
 
 
 
 
 
 
Deformação imediata: É a deformação que aparece imediatamente após a colocação das 
cargas. É influenciada por vários parâmetros tais como: qualidade do concreto, velocidade 
de aplicação das cargas, idade do concreto. 
 
 
 

  Etg 
 
Pode-se minimizar o efeito da temperatura 
criando juntas de dilatação geralmente em 
torno de 30 m. 
C/º100,1 5
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O módulo de elasticidade pode ser avaliado pela fórmula empírica abaixo (NBR6118:2014, 
item 8.2.8), na qual Ecs é o módulo de elasticidade secante do concreto e Eci é o módulo de 
elasticidade inicial. 
	∝ ∙ ; sendo: 
∝ 0,8 0,2 ∙
80
1,0; 
∝ ∙ 5600 	 para 	de 20 MPa a 50 MPa; 
21,5 ∙ 10 ∙ ∙ 1,25
⁄
	 para 	de 55 MPa a 90 MPa, 
sendo: 
∝ = 1,2 para basalto e diabásio 
∝ = 1,0 para granito e gnaisse 
∝ = 0,9 para calcário 
∝ = 0,7 para arenito 
 
OBS: 	 e são dados em MPa. 
 
A Tabela 8.1 da NBR6118:2014, mostrada abaixo, apresenta valores de módulos de 
elasticidade que podem ser usados no projeto estrutural, para agregado graúdo em granito (ou 
gnaisse) 
Tabela 8.1 (NBR6118:2014) – Valores estimados de módulo de elasticidade em função da 
classe de resistência à compressão do concreto (considerando granito como agregado graúdo) 
Classe 
 
C20 
 
C25 
 
C30 
 
C35 
 
C40 
 
C45 
 
C50 C60 C70 C80 C90 
Eci 
(GPa) 
25 28 31 33 35 38 40 42 43 45 47 
Ecs 
(GPa) 21 24 27 29 32 34 37 40 42 45 47 
∝ 0,85 0,86 0,88 0,89 0,90 0,91 0,93 0,95 0,98 1,00 1,00 
 
Deformação Lenta: Continuando com o carregamento, mesmo sem aumento da solicitação, 
ocorre um acréscimo de deformação. Com o tempo esta deformação tende a uma assíntota. 
  c Lenta 2 x  c Imediata 
 
tempo
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4. RESISTÊNCIA DO CONCRETO À COMPRESSÃO = fCK 
 
É a principal característica do concreto, e é bastante variável, mesmo com a mesma dosagem 
e os mesmos materiais empregados. 
Depende fundamentalmente do fator Água/Cimento: 
 
Mais Água  Menor resistência e melhor trabalhabilidade 
Menos Água  Maior resistência e pior trabalhabilidade 
 
A verificação da resistência é feita em corpos de prova e a idade normal para a ruptura é aos 
28 dias, podendo também ser rompido com idades menores ( 3, 7 dias, etc ). 
 
 Tabela Aproximada 
 
Idade do concreto 3 7 28 90 360 
Cimento 
Normal 0,40 0,65 1,0 1,20 1,35 
ARI 0,55 0,75 1,0 1,15 1,20 
 
 
A resistência obtida com o rompimento em laboratório é chamada de fcj (j = dias). 
 
Ex: fc,28 = Ruptura aos 28 dias. 
 fck = fcj – 1,65 sd 
 
onde, sd é o desvio–padrão em MPa, que depende da condição de preparo do concreto, 
 conforme a NBR 12655:2006 : 
 
Condição A: sd = 4,0 MPa, aplicável às classes C10 até C80. 
O cimento e os agregados são medidos em massa (peso), a água é medida em massa ou 
volume com dispositivo dosador e corrigida em função da umidade dos agregados. 
 
Condição B: sd = 5,5 MPa, 
B1: Aplicável às classes C10 até C25. 
O cimento é medido em massa, a água é medida em volume mediante dispositivo dosador e os 
agregados medidos em massa combinada com volume. 
B2: Aplicável às classes C10 e C20. 
O cimento é medido em massa, a água em volume mediante dispositivo dosador e os 
agregados em volume. 
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Condição C: sd = 7,0 MPa, 
Aplicável apenas aos concretos C10 e C15. 
O cimento é medido em massa, os agregados em volume, a água em volume. 
O valor de sd de concreteiras pode ser 2,0 MPa. 
 
Exemplo: Seja calcular o valor de fck, sendo fc,28 = 26,6 MPa, na condição A (sd = 4,0MPa) 
fck = fc,28 – 1,65 sd 
fck = 26,6 – 1,65 x 4 = 20 MPa 
Valores da classe de resistência do concreto para fins estruturais : 
 
C20 = 20 MPa; C25 = 25 MPa; C30 = 30 MPa; C35 = 35MPa; C40 = 40 MPa; C45 = 45 MPa; 
C50 = 50 MPa; C60 = 60 MPa; C70 = 70 MPa, C80 = 80 MPa, C90 = 90 MPa. 
 
A NBR 6118:2014, item 8.2.1, estabelece: 
“A classe C20, ou superior, se aplica a concreto com armadura passiva e a classe C25, ou 
superior, a concreto com armadura ativa. A classe C15 pode ser usada apenas em fundações 
e em obras provisórias, conforme a ABNT NBR 8953.” 
 
5. AÇO 
 
Tipos de armaduras ( aços ) 
 
Passivas 
 
Segundo o valor característico da tensão de escoamento, os aços são divididos nas seguintes 
categorias (NBR 7480:1996) : 
 
CA-25 = fy = 25 kN/cm² = 2.500 kgf/cm² 
 
CA-50 = fy = 50 kN/cm² = 5.000 kgf/cm² 
 
CA-60 = fy = 60 kN/cm² = 6.000 kgf/cm² 
 fy = Tensão de escoamento à tração kN/cm² 
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Diagrama tensão–deformação 
 
 
Es = módulo de elasticidade do aço. 
Es = 2.100.000kgf/cm² = 210.000 MPa = 21.000 kN/cm² 
 
Para cálculo nos estados limites de serviço e último pode-se utilizar o diagrama tensão–
deformação simplificado mostrado acima, para os aços com ou sem patamar de escoamento. 
 
Características de alguns aços 
 
CA-25: Superfície externa lisa 
Apresenta-se no mercado com bitolas grandes. 
6.3, 8.0, 10.0, 12.5, 16.0, 20.0, 25.0 mm 
É pouco usado em função do “alto custo”, comparado com os aços CA-50. 
 
CA-50: É o mais usado dos aços quando necessitamos de grandes áreas de armaduras, pois 
se apresenta no mercado com bitolas grossas, diferencia-se do CA-25, pois a superfície 
externa é não lisa (nervurada). 
6.3, 8.0, 10.0, 12.5, 16.0, 20.0, 25.0, 32.0 mm 
É muito usado em vigas, pilares, muros de arrimos, etc. 
 
CA-60: É o mais usado dos aços quando necessitamos de pequenas áreas de armaduras, pois 
se apresenta no mercado com bitolas finas, superfície externa lisa ou nervurada. 
4.2, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.5 mm. 
É muito usado em lajes, estribos de vigas ou de pilares. 
 
 
Es
s
fyd
yd
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Exemplo: Com base no diagrama tensão–deformação do aço CA-50, determinar a resistência 
de cálculo σsd para: 
a) sd = 2,07 ‰ 
b) sd = + 1,0 ‰ 
c) sd = + 3,0 ‰ 
 
Solução: 
 
s
yd
yd E
f
 , fyd =Tensão de escoamento à tração de cálculo. 
Es = módulo de elasticidade do aço. 
Es = 2.100.000 kgf/cm² = 210.000 MPa = 21.000 kN/cm² 
 
15,1
50

s
y
yd
f
f

 
 Coeficiente de minoração do aço = 1,15 
 
0%07,200207,0
000.21
15,1/50
yd (por mil) 
 
Logo se εsd  2,07 ‰ prevalece a linha reta onde σ = .E 
 
a) εsd = 2,07 ‰ => σsd = kN/cm²48,43000.21
1000
07,2
 
Neste caso particular εsd = εyd, σsd = fyd 
 
b) εsd = +1,0‰ => σsd = 1‰ x 21.000 = 21 kN/cm² 
c) εsd = +3‰ => o valor de σsd fica limitado pelo valor fyd = 43,48 kN/cm², logo 
εsd = +3‰ => σsd = 43,48 43,5 kN/cm² 
Es
s
fyd
yd
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6. AGRESSIVIDADE DO MEIO AMBIENTE 
 
A agressividade do meio ambiente está relacionada às ações físicas e químicas que atuam 
sobre as estruturas de concreto. 
 
 Tabela 6.1 (NBR 6118:2014) - Classes de agressividade ambiental 
 
Classe de 
Agressividade 
ambiental 
 
Agressividade 
Classificação
geral 
do tipo de ambiente 
para efeito de projeto 
Risco de 
deterioração da 
estrutura 
I Fraca 
Rural 
Insignificante 
Submersa 
II Moderada Urbanaa,b Pequeno 
III Forte 
Marinhaa 
Grande 
Industriala,b 
IV Muito forte 
Industriala,c
Elevado 
Respingos de maré 
a Pode-se admitir um microclima com uma classe de agressividade mais branda (uma classe acima) 
para ambientes internos secos (salas, dormitórios, banheiros, cozinhas e áreas de serviço de 
apartamentos residenciais e conjuntos comerciais ou ambientes com concreto revestido com 
argamassa e pintura). 
b Pode-se admitir uma classe de agressividade mais branda (uma classe acima) em obras em 
regiões de clima seco, com umidade média relativa do ar menor ou igual a 65 %, partes da 
estrutura protegidas de chuva em ambientes predominantemente secos ou regiões onde 
raramente chove. 
c Ambientes quimicamente agressivos, tanques industriais, galvanoplastia, branqueamento em 
indústrias de celulose e papel, armazéns de fertilizantes, indústrias químicas. 
 
A durabilidade das estruturas de concreto depende também das caracteristicas do concreto. 
Nas especificações para o dimensionamento dos elementos estruturais, cabe destacar os 
requisitos relativos ao fator água/cimento e a resistência do concreto à compressão. Em função 
da classe de agressividade, a NBR 6118:2014 prescreve na tabela 7.1 valores de mínimos de 
resistência para o concreto e máximos para a relação a/c. 
 
Tabela 7.1 (NBR 6118:2014) – Correspondência entre classe de agressividade e 
qualidade do concreto 
Concreto Tipo 
Classe de agressividade 
I II III IV
Relação 
água/cimento em 
massa 
CA ≤ 0,65 ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,45 
CP ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,50 ≤ 0,45 
Classe de concreto 
(ABNT NBR 8953) 
CA ≥ C20 ≥ C25 ≥ C30 ≥ C40 
CP ≥ C25 ≥ C30 ≥ C35 ≥ C40 
O concreto empregado na execução das estruturas deve cumprir com os requisitos estabelecidos na ABNT 
NBR12655. 
 
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7. COBRIMENTO DAS ARMADURAS 
 
Para garantir o cobrimento mínimo (Cmin) o projeto e a execução devem considerar o 
cobrimento nominal (Cnom) que é o cobrimento mínimo acrescido da tolerância de execução 
(∆c). Assim, as armaduras devem respeitar os cobrimentos nominais, estabelecidos na tabela 
7.2 da NBR 6118:2014 para ∆c = 10mm. Os cobrimentos nominais e mínimos estão sempre 
referidos à superfície de armadura externa, em geral à face externa do estribo. O cobrimento 
nominal de uma determinada barra deve ser no mínimo igual ao diâmetro da barra. 
Cnominal ≥Φ barra 
 
Tabela 7.2 (NBR 6118:2014) - Correspondência entre a classe de agressividade ambiental 
e cobrimento nominal para ∆c = 10mm 
Tipo do concreto 
Componente ou 
Elemento 
Classe de agressividade ambiental 
I II III IVc 
Cobrimento nominal (mm) 
Concreto Armado 
Lajeb 20 25 35 45 
Viga/pilar 25 30 40 50 
Elementos estruturais em 
contato com o solod 
30 40 50 
Concreto 
Protendidoa 
Laje 25 30 40 50 
Viga/pilar 30 35 45 55 
a Cobrimento nominal da bainha ou dos fios, cabos e cordoalhas. O cobrimento da armadura passiva deve respeitar 
os cobrimentos para concreto armado. 
b Para a face superior de lajes e vigas que serão revestidas com argamassa de contrapiso, com revestimentos finais 
secos tipo carpete e madeira, com argamassa de revestimento e acabamento, como pisos de elevado 
desempenho, pisos cerâmicos, pisos asfálticos e outros, as exigências desta Tabela podem ser substituídas pelas 
de 7.4.7.5, respeitado um cobrimento nominal  15 mm. 
c Nas superfícies expostas a ambientes agressivos, como reservatórios, estações de tratamento de água e esgoto, 
condutos de esgoto, canaletas de efl uentes e outras obras em ambientes química e intensamente agressivos, 
devem ser atendidos os cobrimentos da classe de agressividade IV 
d No trecho dos pilares em contato com o solo junto aos elementos de fundação, a armadura deve ter cobrimento 
nominal  45 mm. 
OBS: o item 7.4.7.5 especifica: 
Os cobrimentos nominais e mínimos estão sempre referidos à superfície da armadura externa, em geral à face externa do 
estribo. O cobrimento nominal de uma determinada barra deve sempre ser: 
a) cnom   barra; 
b) cnom   feixe = n =  √ ; 
c) cnom  0,5  bainha.. 
 
 
 
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Cobrimentos de algumas peças 
 
Lajes 
 
C= 20mm para Classe I 
C= 25mm para Classe II 
 
 
Vigas 
C = 25mm para Classe I 
C = 30mm para Classe II 
 
Pilar (mesmos valores de vigas) 
C = 25 mm para Classe I 
C = 30 mm para Classe II 
 
 
 
 
 
c
c
c