Tecnologia do Concreto

TECNOLOGIA DO CONCRETO

Introdução ao Concreto Estrutural

APRESENTAÇÃO

- O concreto é o material de construção mais utilizado em todo o mundo;

- Em muitos países, a razão de consumo de concreto e aço é de 10 para 1;

- A produção de concreto chega a bilhões de toneladas todos os anos.

APRESENTAÇÃO

- Na construção civil, o concreto é usado para suportar, vedar, revestir e preencher;

- Ele está presente de obras de saneamento a rodovias, de pontes a edifícios, de usinas a simples casas de alvenaria.

APRESENTAÇÃO

APRESENTAÇÃO

APRESENTAÇÃO

POR QUE CONCRETO?

- Mas por que o concreto é tão utilizado? - Quais suas vantagens frente a outros materiais de construção?

POR QUE CONCRETO?

- O concreto resiste bem à água em comparação com outros materiais como o aço comum e a madeira; - A durabilidade do concreto exposto a águas agressivas é responsável pelo seu uso em meios naturais e industriais.

POR QUE CONCRETO?

POR QUE CONCRETO?

POR QUE CONCRETO?

- É relativamente fácil moldar elementos de concreto estrutural em formas e tamanhos variados;

- Visto que o material recém-produzido tem consistência plástica, o que lhe permite fluir para assumir contornos de formas pré-estabelecidas.

POR QUE CONCRETO?

POR QUE CONCRETO?

POR QUE CONCRETO?

- O concreto é considerado barato e está amplamente disponível;

- A produção dos insumos utilizados na confecção do concreto não gera grande valor agregado.

POR QUE CONCRETO?

POR QUE CONCRETO?

POR QUE CONCRETO?

- Baixa manutenção: o concreto (quase) não sofre corrosão, não demanda tratamento superficial e tem sua resistência aumentada com o passar do tempo;

- Resistência ao fogo: embora haja limitações quanto ao tempo de exposição e à temperatura, o concreto geralmente responde após incêndios de menor magnitude;

- Resistência a carregamentos cíclicos: a fadiga não costuma ser um problema para estrutura de concreto, uma vez que os as solicitações representam cerca de 50% da resistência última do material.

POR QUE CONCRETO?

CONCEITUAÇÃO

- Agora, o que exatamente é o concreto?

CONCEITUAÇÃO

- O concreto é um material compósito que consiste essencialmente de um meio aglomerante (pasta) em que são embebidas partículas granulares (agregados).

- O meio ligante é geralmente uma mistura de cimento hidráulico e água enquanto os agregados são preferencialmente inertes.

CONCEITUAÇÃO

CONCEITUAÇÃO

Concreto

Cimento Água Areia Brita

CONCEITUAÇÃO

Cimento Água Pasta

Pasta Areia Argamassa

Argamassa

Brita Concreto

- Cimento: material finamente moído produzido a partir do clínquer que, em contato com a água, produz uma reação exotérmica de cristalização de produtos hidratados, ganhando assim resistência mecânica.

- Agregado: material granular adicionado à pasta para “dar corpo”. Representa de 60 a 80% do volume do concreto produzido, o que implica em economia. Além de influenciar em algumas características do produto final, como estabilidade dimensional, retração, etc.

CONCEITUAÇÃO

- Funções da pasta: envolver os agregados, preenchendo os vazios formados na mistura fresca e aglutinar os agregados, garantindo certa impermeabilidade, resistência e durabilidade no concreto endurecido.

- Funções dos agregados: contribuir com grãos capazes de resistir aos esforços solicitantes, ao desgaste e à ação de intempéries, além de contribuir com a estabilidade dimensional e diminuir o custo.

CONCEITUAÇÃO

- Adições e aditivos: outras substâncias que podem fazer parte da confecção do concreto para, de algum modo, melhorar seu desempenho. Embora a distinção seja sutil, costuma-se dizer que:

CONCEITUAÇÃO

Adições substituem parte do cimento na fabricação.

Aditivos são postos durante a confecção do concreto.

TIPOS DE CONCRETO

- Há uma ampla gama de composições e variações na maneira de se produzir e utilizar concreto.

TIPOS DE CONCRETO

- Concreto Convencional: é aquele sem qualquer característica especial e que é utilizado no dia a dia da construção civil. Seu abatimento varia em de cerca de 40 a 70 mm, podendo ser aplicado na execução de quase todos os tipos de estruturas, com os devidos cuidados quanto ao seu adensamento.

TIPOS DE CONCRETO

- Concreto Pré-Moldado: uma estrutura feita em concreto pré-moldado é aquela em que os elementos estruturais (como pilares, vigas, lajes e outros) são moldados e adquirem certo grau de resistência antes do seu posicionamento definitivo na estrutura.

TIPOS DE CONCRETO

- Concreto Armado: concreto que possui em seu interior, armações feitas com barras de aço. Estas armações são necessárias para atender à deficiência do concreto em resistir a esforços de tração (seu forte é a resistência à compressão) e são indispensáveis na execução de peças como vigas e lajes, por exemplo.

TIPOS DE CONCRETO

- Concreto Protendido: concreto que se vale do artifício de introduzir na estrutura um estado prévio de tensões (protensão) com a utilização de cabos de aço de alta resistência, que são tracionados e fixados no próprio concreto.

TIPOS DE CONCRETO

- Concreto Projetado: concreto que é lançado por equipamentos especiais e em alta velocidade sobre uma superfície, proporcionando a compactação e a aderência do mesmo a esta superfície. São utilizados para revestimentos de túneis, paredes, pilares, contenção de encostas, etc.

TIPOS DE CONCRETO

- Concreto Rolado: concreto com baixo consumo de cimento e baixa trabalhabilidade a fim de permitir a compactação através de rolos compressores. É utilizado em pavimentações urbanas, como sub-base de pavimentos e barragens de grande porte.

TIPOS DE CONCRETO

- Concreto Resfriado: é aquele que tem a temperatura de lançamento reduzida, através da adição de gelo à mistura em substituição total ou parcial da água da dosagem. Sua adição tem como objetivo principal a redução das tensões térmicas através da diminuição do calor de hidratação nas primeiras horas, sendo mais utilizado em estruturas de grandes dimensões com alto consumo de cimento.

TIPOS DE CONCRETO

- Concreto Colorido: o concreto colorido é obtido através da adição de pigmentos à mistura, que é feita diretamente no caminhão betoneira, logo após a dosagem dos outros materiais.

TIPOS DE CONCRETO

- Concreto Auto Adensável: indicado para concretagem de peças densamente armadas, esse concreto é obtido pela ação de aditivos superplastificantes, que proporcionam maior facilidade de bombeamento, homogeneidade, resistência e durabilidade.

TIPOS DE CONCRETO

- Concreto Leve: tem reduzido peso específico e elevada capacidade de isolamento térmico e acústico. Enquanto os concretos normais têm sua densidade variando entre 2300 e 2500 kg/m³, os leves chegam a atingir densidades próximas a 500 kg/m³. Os concretos leves mais utilizados são os celulares, os sem finos e os produzidos com agregados leves, como isopor, vermiculita e argila expandida.

TIPOS DE CONCRETO

- Concreto Pesado: é obtido através da utilização de agregados com maior massa específica aparente em sua composição, como por exemplo, a hematita, a magnetita e a barita. Este concreto tem sua aplicação mais frequente na construção de câmaras de raios-X ou gama, paredes de reatores atômicos, contrapesos, bases e lastros.

TIPOS DE CONCRETO

- Concreto Submerso: é a denominação dada ao concreto que é aplicado na presença de água, como alguns tubulões, barragens, estruturas submersas no mar, etc. Sua dosagem é feita com aditivos especiais edependendo da agressividade do meio onde será inserido, pode necessitar de cimentos especiais e outros tipos de adições em sua composição.

TIPOS DE CONCRETO

- Concreto Celular: faz parte do grupo de concretos leves, com a diferença de que ao invés de utilizar agregados de reduzida massa específica em sua composição, ele é obtido através da adição de um tipo especial de espuma ao concreto.

TIPOS DE CONCRETO

- Concreto Ciclópico: o concreto ciclópico é o concreto convencional em que há incorporação de pedras denominadas “pedras de mão” depois de pronto. Sua aplicação é justificada em peças de grandes dimensões e com maquinário específico.

TIPOS DE CONCRETO

- Concreto de Alta Resistência Inicial: como o nome já diz, é aquele que tem a característica de atingir grande resistência, com pouca idade, podendo dar mais velocidade à obra ou ser utilizado para atender situações emergenciais. Sua aplicação pode ser necessária em indústrias de pré-moldados, em estruturas convencionais ou protendidas, na fabricação de tubos e artefatos de concreto, entre outras.

TIPOS DE CONCRETO

- Concreto de Alto Desempenho: o CAD é calculado para se obter elevada resistência e durabilidade com a utilização de adições e aditivos especiais. Sua porosidade e permeabilidade são reduzidas, tornando as estruturas mais resistentes ao ataque de agentes agressivos.

TIPOS DE CONCRETO

- Outros tipos:- Concreto para Pavimentos Rígidos;- Concreto para Pisos Industriais;- Concreto com Pega Programada;- Concreto Branco;- Concreto Apicoado;- Concreto Reforçado com Fibras; - Microconcreto;- Graute, Concreto Extrudado...

TIPOS DE CONCRETO

PROPRIEDADES DO CONCRETO

Para obter um concreto durável, resistente, econômico e de bom aspecto, o engenheiro deve estudar:

- As propriedades de cada um dos materiais componentes;- As propriedades do concreto e os fatores capazes de alterá-las;- O proporcionamento correto e a execução cuidadosa da mistura em cada caso, a fim de obter as características impostas;- Os meios de transporte, lançamento, adensamento e cura compatíveis com a obra;- O modo de executar o controle tecnológico durante a preparação e após o endurecimento.


-Concreto fresco:

- Consistência;- Textura;- Trabalhabilidade - Integridade da massa;- Poder de retenção da água;- Massa específica.


- Consistência e Trabalhabilidade: propriedades da mistura fresca relacionadas com a mobilidade da massa e a coesão entre os elementos componentes, tendo em vista a uniformidade e a compacidade do concreto. - A trabalhabilidade não é apenas uma característica inerente ao próprio concreto, mas envolve também as considerações relativas à natureza da obra e aos métodos de execução adotados.



- Exudação: é a tendência da água de amassamento de vir à superfície do concreto recém lançado. Em consequência, a parte superior do concreto torna-se excessivamente úmida, produzindo um concreto poroso e menos resistente.


- A exsudação pode ocorrer por: excesso/falta de vibração, excesso de água de amassamento, baixo teor de cimento, falta de cura (ou cura incorreta), presença de poeira fina (pulverulência) na areia.


-Concreto endurecido:

- Resistência mecânica;- Permeabilidade e absorção de água;- Deformabilidade;- Massa específica;- Teor de ar.


- A resistência à compressão simples, denominada fc, é a característica mecânica mais importante;

- Para estimá-la em um lote de concreto, são moldados e preparados corpos-de-prova para ensaio segundo a NBR 5738 e ensaiados segundo a NBR 5739;

- O corpo-de-prova padrão brasileiro é o cilíndrico, com 15cm de diâmetro e 30cm de altura, e a idade de referência para o ensaio é 28 dias.



- Após ensaio de muitos corpos-de-prova, pode ser feitoum gráfico cuja curva denomina-se Curva Estatística de Gauss ou Curva de Distribuição Normal para a resistência do concreto à compressão;

- Na curva de Gauss encontram-se dois valores de fundamental importância: resistência média do concreto à compressão, fcm, e resistência característica do concreto à compressão, fck.



- O desvio-padrão s corresponde à distância entre a abscissa de fcm e a do ponto de inflexão da curva;

- O valor 1,65 corresponde ao quantil de 5%, ou seja, apenas 5% dos corpos-de-prova possuem fc < fck, ou, ainda, 95% dos corpos-de-prova possuem fc ≥ fck.

- Portanto, pode-se definir fck como sendo o valor da resistência que tem 5% de probabilidade de não ser alcançado, em ensaios de corpos-de-prova de um determinado lote de concreto.


- Nas obras, devido ao pequeno número de corpos-de-prova ensaiados, calcula-se fckest, valor estimado da resistência característica do concreto à compressão.

- Segundo a NBR 8953, a resistência característica para concretos normais é apresentada em grupos denominados classes (medidas em Mpa): C20, C25, C30, C35, C40, C45 e C50 ...


- Resistência à tração: os conceitos relativos à resistência do concreto à tração direta, fct, são análogos aos expostos para a resistência à compressão;

- Portanto, tem-se a resistência média do concreto à tração, fctm, valor obtido da média aritmética dos resultados, e a resistência característica do concreto à tração, fctk, valor da resistência que tem 5% de probabilidade de não ser alcançado pelos resultados de um lote de concreto.


- Ensaio de tração direta: a resistência à tração direta, fct, é determinada aplicando-se tração axial, até a ruptura, em corpos-de-prova de concreto simples. A seção central é retangular, medindo 9cm por 15cm, e as extremidades são quadradas, com 15cm de lado.



- Ensaio de tração na compressão diametral: é o ensaio mais utilizado. Para a sua realização, um corpo-de-prova cilíndrico de 15cm por 30 cm é colocado com o eixo horizontal entre os pratos da prensa, aplicando-se força até a sua ruptura por tração indireta.



- Ensaio de tração na flexão: para a realização deste ensaio, um corpo-de-prova de seção prismática é submetido à flexão, com carregamentos em duas seções simétricas, até à ruptura.



- Módulo de elasticidade: outro aspecto fundamental no projeto de estruturas de concreto consiste na relação entre as tensões e as deformações. - Para o concreto a expressão do Módulo de Elasticidade é aplicada somente à parte retilínea da curva tensão-deformação ou, quando não existir uma parte retilínea, a expressão é aplicada à tangente da curva na origem.- O módulo de deformação tangente inicial é obtido segundo ensaio descrito na NBR 8522.



- Massa Específica:

Pode-se considerar para valor da massa específica do concreto armado aquela do concreto simples acrescida de 100 kg/m³ a 150 kg/m³.


Normal 2000 ≤ ρ ≤ 2800 kg/m³

Cálculo ρ = 2400 (kg/m³ - simples) ρ = 2500 (kg/m³ - armado)

Leve ρ ≤ 2000 kg/m³

Pesado ρ ≥ 2800 kg/m³

BIBLIOGRAFIA

- Concreto de Cimento Portland – Eladio Petrucci;- Concreto: Microestrutura, Propriedades e Materiais – Mehta e Monteiro;- Propriedades do Concreto – Neville.- Materiais de Construção V.1 – Falcão Bauer;- Manual de Dosagem e Controle do Concreto – IBRACON;- Manual de Boas Práticas na Produção do Concreto – ABCP;

BIBLIOGRAFIA

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