06 - Resumo THAU III Cimento Moderno e Concreto

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CIMENTO MODERNO E CONCRETO 
Arquitetura e Urbanismo da Sociedade Industrial 
 
(cimento moderno e concreto) 
 
O Cimento Moderno 
 
1824 – Joseph Aspdin patenteia seu Portland-Cement, um 
cimento natural obtido do beneficiamento de pedras portland 
(pedras de uma região específica da Inglaterra). O cimento portland 
de Aspdin não se diferenciava de cimentos naturais anteriormente 
em uso; não pode, portanto, ser comparado ao cimento moderno. 
 
1844 – Isaac Charles Johnson descobre, por acaso, que é 
necessária a vitrificação da mistura de cal e argila para que se 
obtenha um comento capaz de produzir uma argamassa hidráulica 
de cura rápida. A temperatura de vitrificação da mistura gira em 
torno de 1400-1500°C, enquanto as temperaturas que se 
praticavam na queima dos cimentos naturais até então produzidos 
ficavam entre 1300 e 1400°C. A descoberta de Johnson é 
considerada o início do cimento moderno. 
 
Produção Industrial do Cimento Moderno 
 
1877 – T. R. Crampton patenteia pela primeira vez um forno 
rotatório para produção de cimento. Até então, produzia-se o 
cimento em fornos verticais, idênticos àqueles utilizados na 
produção de cimentos naturais (“cal”). 
 
 
Imagem retirada dos slides do professor 
 
A passagem do vertical para o horizontal que permitiu o surgimento 
da indústria do cimento moderno. 
 
1885 – Frederick Ransome patenteia um forno rotatório 
aprimorado, que resolve problemas do forno original de Crampton, 
viabilizando um salto na produção do cimento: os novos eram 
capazes de produzir, em média, de 10 a 15 vezes mais que os 
fornos verticais tradicionais. 
Até o início da Primeira Guerra Mundial os Estados Unidos, pioneiros 
na introdução e na difusão dos novos fornos rotatórios, tomam a 
dianteira na produção de cimento no mundo industrial, passando de 
uma produção média de menos de um milhão de toneladas para 
mais de 16 milhões de toneladas anuais. 
 
Concreto – Primeiros Passos Teóricos 
 
1848 – Joseph Louis Lambot constrói um barco de fereiment – 
casca de argamassa armada com arames e barras metálicas. 
 
1854 – William B. Wilkinson patenteia lajes de concreto e ferro. 
 
1867 – Josef Monier patenteia vasos de flores feitos de 
argamassa de cimento armada com telas metálicas. 
 
1871-1881 – Thaddeus Hyatt patenteia uma série de elementos 
construtivos feitos de argamassa de cimento reforçada com 
barras e telas metálicas. 
 
Anos 1890 – François Hennebique obtém uma série de patentes 
relativas ao uso do concreto armado na construção. 
 
Contribuição mais importante de Hennebique: continuidade das 
armaduras/estruturas monolíticas. 
 
1802 – Primeira edição do Traité de l’Art de Bâtir, de Jean 
Baptiste Rondelêt. A técnica do Pisé – considerada precursora do 
concreto moderno – é aqui descrita em detalhe. 
 
1826 – C. L. M. H. Navier publica seu Résumé des leçons données 
à l’École des ponts et chaussées sur l’application de la mécanique 
à l’establissement des constructions et des machines. Navier 
formula aqui a hipótese explicativa da flexão como resultado da 
ação combinada de tração e compressão. 
 
1877 – Thadeys Hyatt publica Na account of some Experiments 
with Portland Cement Concrete Combinated with Iron as a Building 
Material with reference to Economy in Construction and for 
Security Against Fire in the making of Roofs, Floors and Walking 
Surface. Publicação é resultado de uma série de ensaios de carga 
 
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à ruptura (50) realizados em vigas com o objetivo de verificar as 
variações da resistência à flexão em função da posição das 
armaduras. Hyatt concluiu aqui que resistência à compressão acima 
da linha neutra é suficiente para contrabalançar tração abaixo da 
linha neutra e que a resistência à tração abaixo da linha neutra 
deve ser garantida mediante colocação das barras metálicas 
naquela posição. 
 
1886 – Mathias Koenen publica artigo em que, baseando-se na 
teoria da flexão de Navier, passa a considerar apenas a resistência 
do ferro à tração, desconsiderando a do concreto. Koenen supôs 
– equivocamente – a linha neutra na metade da altura da seção 
resistente de uma viga. Teoria de Koenen considerada uma das 
bases da moderna teoria do concreto armado. 
 
1894 – Edmond Coignet e N. de Tedesco publicam Le calcul des 
ouvrages em ciment avec ossature métallique. Principal conclusão 
aqui apresentada: é possível tratar/calcular concreto armado 
como se fosse material homogêneo, desde que se introduza nos 
procedimentos de cálculo fator que reproduza razão entre os 
coeficientes de elasticidade do metal e do concreto. Este fator foi 
o que permitiu a correta definição da posição da linha neutra nas 
vigas de concreto armado. 
 
1902 – Emil Mörsch publica Der Eisenbetonbau – Seine 
Anwendung und seine Theorie (Construção em concreto armado – 
sua aplicação e sua teoria), considerada a primeira teoria 
abrangente do concreto armado. Obra fundamental para 
disseminação do conhecimento da teoria do concreto armado em 
círculos especializados. 
 
1903 – União dos Engenheiros e Arquitetos Suíços publica as 
primeiras “normas provisórias” para projeto de peças de concreto 
armado. Alemanha segue o exemplo em 1904, França em 1906, 
Itália e Áustria em 1907. Normas tiveram papel decisivo na 
disseminação do conhecimento do concreto armado e de sua 
aplicação às construções. 
 
Grandes Construtoras e Disseminação do 
Concreto 
 
1874 – Ernest Leslie Ransome funda uma empresa de construção 
em São Francisco, Califórnia (empresa de Ransome deu um salto 
com a reconstrução de San Francisco depois do grande terremoto, 
em 18 de abril de 1906. 
 
1884 – Conrad Freytag adquire de Josef Monier concessão de 
suas patentes para a Alemanha. Sobre a base desta concessão 
desenvolveu-se a firma Wayss und Freytag, que ampliou suas 
atividades progressivamente até chegar à América Latina nas 
primeiras décadas do século XX. Firma existe até hoje, tendo tido 
papel decisivo na ampliação do mercado do concreto e no apoio à 
pesquisa do material. 
 
1891 – François Hennebique funda a Hennebique, que por cerca de 
2 décadas foi uma das empresas mais importantes da Europa, 
tendo expandido suas atividades até o Brasil no início do século XX. 
→ Empresa se concentrava no projeto e detalhamento das 
estruturas de concreto armado, delegando execução a 
seus concessionários espalhados pelo mundo. 
→ A base do império de Hennebique eram suas patentes, 
no momento em que estas caducaram e o conhecimento 
do concreto armado se difundiu através da literatura e 
revistas especializadas, o império dele desmoronou. 
→ Hennebique é considerada precursora das multinacionais 
modernas e a divisão operacional que estabeleceu entre 
cálculo-planejamento de obras e sua execução é 
considerada passo importante na definição da forma 
como a construção funciona até hoje em dia. 
 
Primeira Guerra Mundial causou sensível redução das atividades 
destas várias multinacionais da construção, levando algumas ao 
colapso. Pré-requisito imprescindível ao funcionamento destas 
empresas – mercado sem fronteiras, possibilidades crescentes 
de transportes e comunicações – foi suprimido pela guerra. 
 
Obras Importantes 
 
• Ward’s Castle, divisa entre Rye Brook, Nova York e 
Greenwich, Connecticut, 1870: residência. 
 
 
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• Villa Hennebique, em Bourg-la-Reine, 1901-1903 
 
 
 
 
Imagens retiradas dos slides do professor 
 
• Edifício na rue Franklin 25, Auguste Perret, Paris, 1902-
1904: lote muito pequeno (15,87 x 13,30) e impossibilidade de 
criar poços internos levaram à adoção do concreto armado 
(para reduzir espessuras de paredes) e ao recuo frontal. 
→ Recuos na fachada para garantir iluminação/janelas em 
diversos ambientes; 
→ Comércio no térreo, habitações em cima; 
→ Esqueleto de concreto armado revestido com cerâmica; 
 
 
 
Imagens retiradas dos slides do professor• 1875 – Primeira ponte de concreto armado: construída por 
Josef Monier nos jardins do castelo de Chazelet. 
→ Dimensões: 13,80m de comprimento por 4,25m de 
largura; 
→ Guarda-corpo de concreto armado imitando troncos de 
árvore; 
 
 
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• Pont Camille de Hogues, Hennebique, Châtellerault, 1899-1900 
→ Vãos laterais de 40m, vão central de 50m, largura de 
8m; 
→ Fusão entre arcos e tabuleiro permitiu a redução da 
espessura dos arcos (70cm); 
 
 
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• Ponte de pedestres Mativa, Hennebique, Liège 1905: vão de 
50m e largura de 10m. 
 
 
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• Ponte Risorgimento, Hennebique, Roma 1909-1911: primeira 
vez que foi feito um vão de 100m em concreto armado. 
→ Projeto de Giovanni Antonio Porcheddu, utilizando 
patentes de Hennebique (que supervisionou a obra); 
→ Comprimento 159m, largura 21m e vão de 100m; 
 
 
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• Ponte em Zuouz, (Zouz Brücke), sobre o rio Inn – Robert 
Maillart 1901: vão de 38,25m 
 
 
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• Ponte em Tavanasa (Tavanasa Brücke), sobre o rio Reno – 
Robert Maillart 1906: destruída em 1927 
→ Vão de 51m e largura de 2,80m; 
 
 
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• Ponte em Salginatobel (Salginatobel Brücke), Robert Maillart, 
1930: comprimento total de 132m, largura de 3,80m e vão 
de 90m. 
→ Altura (acima do ribeirão Salgina): aproximadamente 90m; 
→ Obra de arte e engenharia; 
 
 
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• Colunas fungiformes em silo de cereais em Altdorf, Robert 
Maillart, 1912 
 
 
 
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• Hala Stulecia (Hall do Povo) (originalmente Jahrhunderthalle), 
Max Berg, Wroclaw (Polônia) (originalmente Breslau, 
Alemanha) 1911-1913: pavilhão de eventos. 
→ Vão livre: 65m; 
 
 
 
 
 
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• Ingalls Building, Elzner & Anderson, Cincinnati (Ohio) 1903: 
primeiro arranha-céu de concreto armado da história. 
→ Opção pelo concreto se deveu a seu custo mais baixo (do 
que o aço) e sua segurança ao fogo e à possibilidade de 
construção de uma estrutura monolítica; 
→ Foram usadas patentes de Ernest Leslie Ransome nesta 
obra (concreto reforçado com barras de ferro torcido); 
→ Foram utilizados 3 jogos de formas, que foram 
reutilizados ao longo de toda a construção; 
→ A construção durou 8 meses; 
→ Paredes externas (de concreto) têm 20cm de 
espessura; 
→ Os 3 primeiros pavimentos são revestidos de mármore, 
seguintes são revestidos com cerâmica vitrificada e 
andar de coroamento é revestido com cerâmica branca; 
 
 
 
 
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Pré-Moldagem e Sistema de Formas 
 
Pré-Moldagem 
 
• Canteiro de pré-fabricação para o Cassino de Biarritz, 1892: 
planejado e executado por Edmond Coiget); 
• Eldon Street Tenements, John Alexander Brodie, Liverpool 
1904-1905 (demolido em 1964); 
• Todos os elementos eram pré-moldados e montados no 
canteiro de obras; 
 
Sistema de Formas 
 
• Sistema Vistintini de pré-moldados (1900): patente de 
Kulturstaaten; 
→ Formas de aço; 
 
• Albion Villas: casas geminadas de concreto feitas com formas 
de Joseph Tall em 1865 (Woolwich Road, Bexlev, Londres) – 
moldagem in loco, ou seja, no canteiro de obras; 
→ Sistema de formas: quanto mais reutilizável, mais barato 
o sistema; 
 
 
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• Sistema de concretagem de Thomas Edison, 1905; 
→ Sistema de formas metálicas (de aço) racionalizadas para 
concretagem; 
→ Reduzir o peso das formas de aço para tornar as formas 
mais reutilizáveis, facilitar o uso e baratear o custo; 
 
 
 
Casas para operários da U.S. Steel construídas com o sistema de Edison em 
Gary, Indiana, 1913 (conjunto de 86 unidades, sobreviveram 70) - Imagens 
retiradas dos slides do professor 
 
• Cement City em Donora, Pennsylvania: casas para operários 
da indústria siderúrgica construídas com as formas de 
Thomas Edison (1916-1917); 
→ Formas originais de Edison, de ferro fundido, eram muito 
pesadas, exigindo equipes de 30 homens com a grua; 
→ Edison substituiu-as por formas de aço muito mais leves, 
operáveis por equipes de 10 homens sem necessidade 
de gruas; 
→ Mesmo assim, o sistema de Edison nunca foi capaz de se 
tornar economicamente competitivo com técnicas 
baseadas no uso de madeira; 
→ Custos acabaram revelando-se muito maiores do que 
Edison havia previsto, o que o levou a interromper o 
projeto com 82 casas (o plano original era construir 
séries de 150 casas); 
→ Um dos maiores problemas dessas casas até hoje é abrir 
passagens em paredes, para ligar 2 ambientes. Consome 
no mínimo 3 dias de trabalho intensivo e pesado; 
 
 
 
 
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• Blocos de cimento: esse tipo de uso do concreto começou 
em 1900 com a invenção da máquina operada manualmente 
para moldar o concreto para parecer pedra. O inventor 
Harmon S. Palmer criou uma maquina para moldar o concreto 
a partir do ferro, fundou a Hollow Building Block Comapany, 
e em 1904 estava produzindo cerca de 400 máquinas de 
molde por ano.