Aula 2 - a

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Concreto Pré-moldado e Protendido
Materiais utilizados:
1- Concreto
1.2 - RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO
Em função da resistência característica do concreto à compressão (fck), a NBR 8953 - Concreto Para Fins Estruturais, classifica os concretos nos grupos I e II. Os concretos convencionais são designados pela letra C, seguida do valor da resistência característica, expressa em MPa, como: 
Grupo I: C20, C25, C30, C35, C40, C45, C50; 
Grupo II: C55, C60, C70, C80, C90, C100.
Para o concreto protendido geralmente usa-se 35 MPa ≥ fck ≥ 50MPa.
Estruturas com concretos de maior resistência são especificados para estruturas de concreto protendido, pois:
a) Elevadas solicitações prévias causadas pela força de protensão; 
b) Possibilitam dimensões menores das peças, logo menor peso próprio que é muito importante nos grandes vãos e peças pré-moldadas; 
c) Maiores módulos de elasticidade (Ec), logo menores efeitos de deformações imediatas, fluência e da retração. Assim as flechas e as perdas de protensão são menores; 
d) São mais impermeáveis e diminuem a possibilidade de corrosão das armaduras de protensão, que, por estar sob tensões muito elevadas, são mais suscetíveis à corrosão. 
C10 e C15 Não se aplicam a fins estruturais.
1.3 - RESISTENCIA A TRAÇÃO
A resistência a tração do concreto geralmente é de 8 a 15% da sua resistência característica do concreto à compressão. 
A resistência a tração pode ser determinada por ensaios de laboratório ou pelas seguintes fórmulas:
a) Para concretos de classes até C50 
b) Para concretos de classes C55 até C90
Momento de fissuração:
Sendo:
Estados Limites - São aqueles limites aos quais estruturas podem se apresentar no que se refere à segurança e utilização para o qual a estrutura foi projetada.
Estado Limite Último (ELU) - Estado limite relacionado ao colapso ou ruina parcial ou total da estrutura que determine a paralisação da utilização da mesma.
Estado Limite do serviço (ELS) – Estado limite vinculado ao conforto, durabilidade, aparência e boa utilização da estrutura. Apesar de não estar vinculada à ruptura propriamente dita da estrutura é de suma importância dado que pode inviabilizar a utilização da estrutura por pessoas, equipamentos ou para a finalidade que a estrutura foi projetada.
· Estado Limite de Formação de Fissuras (ELS-F) - Início da formação de fissuras no concreto quando sua resistência a tração é superada;
· Estado Limite de Abertura de Fissura (ELS-W) – Estado em que as fissuras apresentam aberturas máximas iguais aos máximos especificados por norma. Por exemplo, para o concreto protendido com protensão parcial esta abertura é limitada a 0,2mm;
Tabela 13.4 da Norma NBR6118
· Estado Limite de Deformação Excessiva (ELS-DEF) – Estado em que as deformações atingem os limites determinados por norma para cada tipo de estrutura.
Tabela 13.3 da Norma NBR6118
· Estado Limite de Descompressão (ELS-D) – Estado no qual, em um ou mais pontos da seção transversal à tensão longitudinal (normal) é nula não havendo tensão de tração no restante da seção.
· Estado Limite de Descompressão Parcial (ELS-D) - Estado limite semelhante ao anterior mas que se admite tensão de tração na seção transversal desde que esta tensão esteja numa região afastada no máximo a uma distancia ap (50mm) da armadura ativa.
· Estados Limite de Compressão Excessiva (ELS-CE) - Estado em que as tensões de compressão atingem o limite recomendado. Quando o concreto é submetido a tensões de compressão inicia-se um processo de danificação progressiva, principalmente pelo crescimento de microfissuras a partir de falhas pré-existentes no concreto e na interface pasta-agregados. Processo este responsável pelo comportamento não-linear do concreto e pelo efeito Rüsch.
Tensões de compressão > 0,5fck - acentua-se a microfissuração interna do concreto.
Tensões de compressão > 0,7fck - a microfissuração torna-se instável.
Para projeto das peças protendidas em serviço é geralmente adotada a tensão de apenas 50 ou 60 % da resistência característica do concreto à compressão.
· Estado Limite de Vibração Excessiva (ELS-VE) – Estado em que as vibrações atingem limites estabelecidos para utilização da estrutura. Normalmente relacionado a conforto e utilização de determinados equipamentos. 
Domínios de Deformações das Seções de Estruturas de Concreto Protendido 
Peças Protendidas Pré-Fabricadas
Geralmente se usa cimento tipo CPV ARI (Alta Resistência Inicial) devido aos altos esforços de protensão com pouca idade. (Logo maior produtividade e menor custo)
 - CPV ARI → 0,5fck com 1dia de idade e 0,8fck com 3 dias de idade (após a concretagem);
Também tem sido muito usado Concreto alto-adensável que reduz custo de produção dos elementos estruturais. (menor equipe, processo mais rápido de concretagem, não necessita vibração, etc)
 Usada cura térmica com vapor para melhorar ainda mais o processo de amadurecimento da resistência do concreto: CPV ARI + Cura Térmica com vapor → 0,7fck com 1 dia de idade.
Aços para Armadura Ativa
Retração e Fluência → encurtamento do concreto e do aço → perda de tensão de protensão da ordem de 150 a 300MPa;
Outras fontes importantes da perda da protensão são: atrito na movimentação das cordoalhas pós-tensionadas no interior da bainha, escorregamento do dispositivo de ancoragem (cunhas) e a relaxação do aço.
Aço para Protensão deve ter: 
· Grande Capacidade de Alongamento no regime elástico;
· Suportar elevadas tensões iniciais;
· Boa Aderência ao concreto;
· Boa Resistencia a Fadiga;
· Baixa relaxação. 
Aços usados para proteção:
a) Fios trefilados;
b) Cordoalhas (fio enrolados em forma de hélices);
c) Barras alta resistência. 
 
Resistência ao escoamento fp0,k = 0,8 a 0,88.f ptk 
Aços utilizados: Relaxação Normal (RN) e Relaxação Baixa (RB) → mais utilizado!
Aços de RB tem aproximadamente 25% da relaxação dos aços RN!
a) Fios
São produzidos encruados por trefilação a frio, tem seção circular e podem ter superfície lisa ou entalhadas. 
Trefilação: “consiste na passagem tracionada de um fio obtido por laminação, chamado de fio-máquina, por uma ou mais fieiras metálicas. A cada passagem em cada fieira seu diâmetro é reduzido e é aumentada sua resistência. A microestrutura do aço, formada por grãos microscópicos, vai encruando devido à deformação a frio (trefilação), conseguindo-se, com essa operação, quase dobrar a tensão de ruptura do fio.”[25] 
Diâmetros: 4,5,6,7, 8 e 9mm
Aços CP-145, CP-150, CP-160, CP-170, CP-175 sendo CP= concreto protendido e o número que acompanha a resistência fptk em kgf/mm² ex: CP-145 tem resistência final de 145 kgf/mm² ou 1450 MPa.
Módulo de Elasticidade = 205 GPa
Ex: CP-175 RB 5 E → aço para concreto protendido com resistência ultima à tração fptk = 1750MPa, com baixa relaxação, diâmetro de 5mm e superfície entalhada.
b) Cordoalhas
As cordoalhas podem tem 3 e 7 fios, serem engraxadas ou não.
 Diâmetros nominais são 9.5, 12.7 ou 15.2mm.
O aço utilizado é o CP-190 e CP-210, Modulo de Elasticidade 200GPa com especificações semelhantes à dos fios.
Assim por exemplo: CP-190 RB 3 x 3,0 → aço para concreto protendido com resistência ultima a tração fptk = 190kgf/mm² ou 190 kN/cm² ou 1900MPa, de relaxação baixa com 3 fios de 3,0mm de diâmetro.
c) Barras de alta resistência 
As barras são produzidas laminadas a quente com aços especiais que proporcional altas resistências.
Existem diversos diâmetros a partir de 15mm a depender do fabricante e sua superfície geralmente possui nervuras para utilização de porcas que vao fixar as barras nas chapas de ancoragem.