SISTEMAS CONSTRUTIVOS EM CONCRETO ARMADO E PROTENDIDO

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ESTUDO DOS PROCEDIMENTOS DE SISTEMAS CONSTRUTIVOS EM CONCRETO ARMADO E PROTENDIDO
CONCRETO ARMADO
Uma estrutura de concreto armado (lajes, vigas, pilares, bancos de jardim, tubos, vasos etc.) é uma ligação solidária de concreto, que nada mais é do que uma pedra artificial composta por pedra, areia , cimento e agua, com uma estrutura resistente à tração, que, em geral, é o aço.
É o método construtivo mais adotado no Brasil para obras residenciais. Funciona como um “esqueleto” formado a partir da combinação de pilares, lajes e vigas. As paredes servem apenas como fechamento e separação de ambientes. Todo o peso é absorvido pelo sistema pilares, lajes e vigas, e por isto pode-se dizer que as paredes não possuem função estrutural. 
Um ponto forte é que não há restrição quanto às medidas do projeto, o que permite maior liberdade criativa, não há limites para futuras reformas, e podem ser especificadas esquadrias fora do tamanho padrão.
Em uma estrutura de concreto armado, o uso de aço em vigas e pilares torna-se indispensável e o dimensionamento precisa ser bem calculado seguindo as normas vigentes dos órgãos reguladores.
CONCRETO PROTENDIDO
O concreto protendido é o meio mais utilizado para aumentar a resistência à tração do concreto. Este método construtivo tem como objetivo melhorar o desempenho das estruturas utilizando todo o potencial do concreto à compressão, deixando os esforços de tração para a armadura.
O uso do concreto protendido é bastante relevante em estruturas em que os esforços de flexão são elevados, já que este procedimento é utilizado para que a resistência do concreto seja maior.
O processo de protensão do concreto consiste em aplicar tensão nos cabos de aço antes da cura do concreto. A armadura sofre um pré-alongamento e produz um sistema auto equilibrado de esforços, sendo esse sistema a tração no aço e a compressão no concreto, aumentando a resistência do material sem grandes impactos de ações externas.
Há dois tipos de protensão no mercado, a protensão aderente e a protensão não-aderente. A protensão aderente compõe-se pelo uso de cabos em bainhas metálicas, podendo essas serem lisas ou onduladas, em que se faz a injeção da calda de cimento, sendo possível ganhar o tanto de aderência que é preciso no sistema. A protensão não-aderente consiste na utilização de cabos engraxados e cobertos por bainhas de polietileno ou polipropileno, os dois de alta aderência, proporcionando proteção contra corrosão.
As vantagens do concreto protendido são:
Possibilidade de grandes vãos, pois a laje de concreto protendido consegue vencer vãos que o concreto armado usual não venceria; menor peso estrutural, pois as lajes são esbeltas, fato que diminui o carregamento da fundação da edificação; economia de concreto e aço, em função da utilização da seção transversal plena e por serem utilizados aço e concreto de maior resistência; redução das tensões de tração provocadas pela flexão e pelos esforços cortantes aplicadas nas lajes; redução de deformações e fissurações; pode ser utilizado para a recuperação e reforço de estruturas comprometidas.
As desvantagens do concreto protendido são:
Falta de mão de obra especializada; conforme a geometria da estrutura, esta técnica pode ser inviável; boa qualidade do concreto durante a produção, a execução e compactação, o que necessita maiores cuidados; requer aço de alta resistência, o que custa até 3 vezes mais que o aço comum utilizado no concreto armado; requer bastante supervisão durante todas as fases da construção.
COMPARATIVO ENTRE CONCRETO PROTENDIDO E CONVENCIONAL: ESTUDO DE CASO
O concreto protendido quando usado nas longarinas das pontes, com o intuito de vencer grandes vãos, tem como vantagens a redução da seção transversal da viga, principalmente sua altura, assim como menores quantidades de aço e de concreto, com um menor peso próprio. Outro ponto positivo é o uso mais eficiente de materiais de alta resistência, se comparado ao concreto armado convencional.
No que se refere ao vão a ser vencido pelas longarinas, existe uma faixa de vão recomendado para cada tipo de material, técnica construtiva, seção transversal, tempo de execução da obra, dentre outros aspectos, que, se somados, retornam o custo do empreendimento e sua viabilidade econômica.
Comparativo entre concreto protendido e convencional: estudo de caso. Concreto & Construções | Ed. 98 | Abr – Jun/2020. DISPONÍVEL EM <http://dx.doi.org/10.4322/1809-7197.2020.98.0002> ACESSADO EM: 05/10/2020
Logo, este estudo busca comparar o uso do concreto protendido nas vigas principais da ponte sobre o Ribeirão Brejo Comprido, bem como analisar as variações na seção transversal e no custo em relação ao concreto armado convencional.
O empreendimento contempla duas pontes de concreto armado, suas dimensões são 66,00 m de comprimento por 15,45m de largura, com vão de 19,00 m e dois balanços de 4,50 m. Na seção transversal da ponte, têm-se três longarinas apoiadas sobre as transversinas, com 10,50m de largura, para a pista de rodagem entre os guarda-rodas, e 4,00m de largura, para a ciclovia, totalizando 15,45m de largura.
Segundo NBR 6118 (ABNT, 2014), o objetivo da protensão nas condições de serviço é impedir ou limitar a fissuração e os deslocamentos dos elementos estruturais, bem como favorecer o melhor aproveitamento de aços de alta resistência no estado-limite último (ELU).
Os resultados apresentados revelam um acréscimo de 13% no custo direto das longarinas de concreto protendido. Fica evidente que o item de ancoragem ativa da longarina de concreto protendido onerou de forma significativa o custo do uso deste material, correspondendo a 20% do total.
É interessante notar que, para o custo dos itens de aço (armadura passiva), concreto e fôrmas, o custo do concreto protendido foi menor, principalmente para o uso do aço (armadura passiva), com uma diferença de 34%.
Do mesmo modo, outra comparação que se fez pertinente é relativa ao volume e à resistência características do concreto para cada método construtivo. No caso do concreto armado convencional, a longarina foi dimensionada com o fck de 25 MPa e seção transversal retangular de 60 x 190 cm, enquanto a longarina de concreto protendido foi dimensionada com fck de 45 MPa e seção transversal de 40 x 130 cm.
O resultado é uma redução do volume de concreto de 54%, sendo que para o concreto armado o valor foi de 225,72 m³ e para o concreto protendido foi de 102,96 m³, conforme a Figura 13. A redução do volume de concreto pode ser explicada por três fatores: primeiro, a tensão de protensão aplicada, segundo, pelo uso de um concreto com maior resistência, exigido para o concreto protendido; terceiro, o uso seção transversal menor.
Por fim, conclui-se que o uso do concreto protendido como material de construção para longarinas de pontes com vãos até 19 metros, conforme o estudo de caso em questão, ainda apresenta custos diretos superiores aos custos do concreto armado convencional.
Como desvantagem, o concreto protendido exige o uso de mão de obra mais especializada e o uso de elementos construtivos onerosos, como, por exemplo, a ancoragem e os cabos de protensão. Outrossim, pode-se citar como vantagens a economia nos quantitativos de aço (armadura passiva), economia nos quantitativos do concreto e uma durabilidade maior do elemento estrutural devido ao fck maior.