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Resumo dos procedimentos de sistemas construtivos em concreto armado e protendido 1. Concreto armado Surgindo da necessidade de um material que possuísse alta resistência à compressão e durabilidade (concreto) e de um material com boa resistência à tração (aço), foi criado por volta de 1850 o concreto armado. A colaboração entre os dois ocorre através do posicionamento de barras de aço (armadura) dentro da forma antes da colocação do concreto, criando assim uma peça que tolera esforços de tração e compressão. A trabalho conjunto entre os materiais pode ser observada na figura abaixo que compara duas vigas uma em concreto simples e outra em concreto armado respectivamente. Fonte: Pfeil (2009) Vale ressaltar que a eficiência da colaboração entre os materiais não é decorrente apenas do fato de resistirem a diferentes tipos de esforços, mas ainda a boa aderência presente entre eles e o semelhante coeficiente de dilatação térmica. Referente aos componentes do concreto estão presentes: Cimento: Aglomerante ativo e hidráulico que endurece sob a ação da água, composto de silicatos e aluminicatos complexos; Água: A sua proporção tem papel fundamental na maleabilidade do concreto, resistência e durabilidade da peça, o suficiente apenas para garantir a hidratação e posterior cristalização do cimento. Agregados: Definidos como materiais minerais sólidos e inertes que compõe cerca de 70% do volume total do concreto e interfere de forma positiva na retração e resistência que o concreto irá apresentar. São divididos em graúdos (brita) e miúdos (areia), ambos constituem o concreto, sendo os miúdos aqueles que ficam retidos na peneira ABNT de 0,075 mm e passam na 4,8 mm, enquanto os graúdos são os que consegue passar na peneira de 4,8 mm. Quanto à armadura, não precisa ser necessariamente de aço, o material precisa apenas conter alta resistência a tração, logo, podendo ser também utilizado fibra de carbono, bambu, etc. Esta é chamada de “armadura passiva” as tensões a quais está submetida é apenas decorrente da peça onde está inserida. Contudo, precisam estar devidamente limpas de forma a evitar qualquer prejuízo a aderência entre a armadura e o concreto, algo essencial, uma vez que evita um possível escorregamento entre os dois elementos. A qualidade e o posicionamento da armadura deverão ser especificados pelo projetista e respeitadas na execução da obra. As distancias das barras entre si e das faces internas das formas devem ser mantidas durante o lançamento do concreto. O projetista tem de ser um engenheiro especializado em cálculo estrutural que irá determinar: o dimensionamento da bitola de aço a ser utilizada, a resistência do concreto, o espaço entre as barras de aço e ainda os elementos estruturais que irão compor a edificação. Dentre as principais vantagens para a utilização do concreto armado, podemos destacar: Elevada resistência a esforços de tração e compressão; Proporciona maior liberdade aos formatos das estruturas, devido à fácil moldagem; Fácil execução, portanto, não exige grande qualificação da mão d obra; Boa resistência ao fogo e ao tempo; Alta resistência ao desgaste mecânico; Entretanto, a adoção desse sistema construtivo também pode implicar em algumas desvantagens, como por exemplo: Encarecimento do projeto, devido a utilização de formas; Alta produção de resíduos na construção; Alto peso próprio, limitando assim execuções de obras com grandes vãos; Maior prazo de execução da obra, em razão do tempo de cura; Dificuldade em demolição; Por possuir alta versatilidade, pode ser empregado em várias obras como: edificações, barragens, pontes, viadutos, etc. Sua regulamentação é tratada em algumas normas da ABNT, sendo as principais a NBR 6118 – Projeto de estruturas de concreto e a NBR 14931 – Execução de estruturas de concreto. Entretanto, no planejamento e execução do projeto várias outras também são utilizadas, de forma a atender as particularidades de cada projeto. 2. Concreto protendido É um aperfeiçoamento do concreto armado, onde tensões de compressão são previamente aplicadas nas regiões do elemento que serão tracionadas pela força aplicada. Dessa forma, protege as estruturas das tensões de trações e das fissuras geradas por elas. A diminuição dessas fissuras confere ainda maior vida útil às peças, visto que protege a armadura contra a ação da água e da umidade, impedindo assim sua corrosão. Esse comportamento proporciona maiores alternativas técnicas como a possibilidade vencer grandes vãos. O concreto protendido funciona através do tracionamento prévio da armadura ativa, entretanto, o valor de tensão de tração não pode ultrapassar seu regime elástico. Logo, quando o aço tender a voltar a seu estado original, irá aplicar uma força de compressão na peça. Para a obtenção de uma grande força de protensão e compensar as perdas que ocorrerão com o tempo, é necessária a utilização de peças com alta capacidade de deformação dentro do regime elástico. Tal sistema construtivo exige a adoção de concretos e aços de resistência mais elevadas do que as utilizadas no concreto armado. A figura a seguir demonstra uma viga de concreto seguindo três possibilidades: uma viga de concreto simples, armado e protendido. Fonte: Bastos (2019) Há diversos sistemas de protensão utilizados, dentre eles os sistemas de pré e pós-tensão. No sistema de pré-tensão o alongamento da armadura ativa é feito antes da concretagem da peça, e é normalmente empregado para a produção de intensiva de grande quantidade de peças em fábricas. Já no sistema de pós-tensão onde a força de protensão é aplicada apenas após a concretagem. Para esse formato o concreto deve ser resistente o suficiente para suportar receber a protensão aplicada. A pós-tensão é normalmente aproveitada na produção limitada de peças em fábricas, em vigas de ponte, etc. A pós tensão ainda pode ser dividia em duas categorias: Pós-tracionado aderente – A aderência com o concreto é criada através da injeção das bainhas; Pós-tracionado não aderente – Não é criada aderência com o concreto, a armadura fica ligada ao concreto em apenas alguns pontos; A intensidade da força de protensão a ser adotada será avaliada de acordo com o vão, carregamento, agressividade do ambiente e das condições em serviço. Dentro do nível de protensão é possível optar pela protensão completa, que indica uma peça livre de fissuras de flexão, mais adequada a ambientes agressivos. Para ambientes não tão agressivos é sugerido a adoção as protensão parcial que possui a abertura de fissura controlada a um valor máximo de 0,2 mm, não prejudicando assim nem a estética nem a durabilidade. Dentre as principais qualidades do concreto protendido, é possível ressaltar: Possibilidade de grandes vãos; Menor peso estrutural; Redução do tempo de construção; Redução dos esforços de tração por flexões e por esforços cortantes aplicados nas lajes; Menos deformações e fissuras nas peças utilizadas; Entretanto, o concreto protendido também apresenta desvantagens quanto a sua utilização, sendo algumas delas: Escassez de mão de obra especializada; Limitação quanto ao tipo de geometria de estrutura que pode ser empregado; Exigência de uso de aço e concreto de alta resistência; Maior nível de atenção durante todas as etapas da construção; Devido ao maior controle tecnológico durante sua execução tal método torna a construção mais eficiente. Utilizada pela primeira vez no Brasil desde 1949, o sistema vem sendo cada vez mais requisitado, principalmente em lajes.