Concreto Armado: História e Propriedades

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Estruturas de Concreto I
Professor: Rafael Aredes Couto
E-mail: aredes@pucminas.br
1.1 – Histórico e conceitos de Concreto 
Armado
O concreto é um material composto, constituído por:
1.1 – Histórico e conceitos de Concreto 
Armado
1.1 – Histórico e conceitos de Concreto 
Armado
1.1 – Histórico e conceitos de Concreto 
Armado
Pode conter adições: *CONTÉM:
1.1 – Histórico e conceitos de Concreto 
Armado
Pode conter adições: *CONTÉM:
- Filler: Filler ou filler calcário é o material obtido através da moagem
fina de calcário, basalto, materiais carbonáticos, etc.
- Pozolana: Embora a designação se tenha alargado a materiais
produzidos industrialmente, ou derivados de cinzas volantes de
processos de queima industrial, na sua origem as pozolanas são
rochas de origem vulcânica.
- Escória de alto forno: A escória de alto forno é um resíduo não
metálico obtido a partir da produção de ferro gusa.
1.1 – Histórico e conceitos de Concreto 
Armado
Pode conter adições: *CONTÉM:
ABNT NBR 16697: CIMENTO PORTLAND - REQUISITOS
1.1 – Histórico e conceitos de Concreto 
Armado
Pode conter aditivos:
1.1 – Histórico e conceitos de Concreto 
Armado
Pode conter aditivos:
- Plastificantes ou superplastificantes: reduzem o consumo de água
na mistura com o objetivo final de aumentar a resistência do concreto.
- Aceleradores de pega: responsável pelo ganho de resistência inicial
do concreto.
- Retardadores de pega: responsável por atrasar o ganho de
resistência inicial do concreto.
- Incorporadores de ar: aumenta a resistência do concreto em ciclos
de gelo e de degelo. Além disso, melhoram as propriedades térmicas
e acústica da edificação.
1.1 – Histórico e conceitos de Concreto 
Armado
O concreto armado é uma combinação entre as qualidades do concreto:
- Baixo custo
- Durabilidade
- Boa resistência à compressão, ao fogo e à água.
Com as do aço:
- Ductilidade
- Elevada resistência à tração e compressão.
1.1 – Histórico e conceitos de Concreto 
Armado
Depende da aderência entre o concreto e a armadura:
1.1 – Histórico e conceitos de Concreto 
Armado
A armadura é chamada passiva quando as tensões e deformações nela
existentes devem-se exclusivamente às ações aplicadas na peça.
1.1 – Histórico e conceitos de Concreto 
Armado
Comparação vigas de concreto simples e vigas de concreto armado.
1.1 – Histórico e conceitos de Concreto 
Armado
O concreto protendido surgiu como uma evolução do concreto armado.
1.1 – Histórico e conceitos de Concreto 
Armado
O concreto protendido surgiu como uma evolução do concreto armado.
1.1 – Histórico e conceitos de Concreto 
Armado
Histórico do Concreto Armado:
• 1824 – Surgimento do Cimento Portland.
• 1855 – Construção de um barco com argamassa de cimento
reforçada com ferro.
1.1 – Histórico e conceitos de Concreto 
Armado
Histórico do Concreto Armado:
• 1861 – Construído um vaso de flores de concreto com armadura de
arame + Publicado os princípios básicos para as construções em
concreto armado.
• 1867 – J. Monier consegue patente para seus vasos de flores e para
tubos e placas de concreto armado + F. Coignet apresenta na
Exposição Internacional de Paris vigas e tubos.
• 1873 – Construída a primeira casa em concreto armado, em Nova
York.
• 1888 – Surge o conceito de protensão da armadura.
• 1900 – Início do desenvolvimento da teoria do concreto.
• 1904 – Publicado na Alemanha as “Instruções provisórias para
preparação, execução e ensaio de construção de concreto armado”.
1.2 – Sistemas e Elementos Estruturais
Elementos = peças (Pilares, Vigas, Lajes, Sapatas, Tubulões,
Contenções, etc.)
Sistemas = conjunto de peças.
1.2 – Sistemas e Elementos Estruturais
Estrutura com concretagem in loco: Possui comportamento estrutural
monolítico (um só elemento).
Estrutura pré-moldada/pré-fabricada: Não possui monolitismo.
1.2 – Sistemas e Elementos Estruturais
1.3 – Normas Técnicas
• NBR 6118:2014 – Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento.
• Em dezembro de 2015, A ABNT NBR 6118:2014 foi reconhecida pela
ISO (International Organization for Standardization) como norma de
padrão internacional por atender os requisitos internacionais para o
projeto de estruturas de concreto.
1.3 – Normas Técnicas
• NBR 6120:2019 – Carga para cálculo de estruturas de edificações –
Procedimento.
• NBR 8681:2003 – Ações e segurança nas estruturas.
• NBR 6123:1988 – Forças devido ao vento em edificações.
• NBR 14931:2004 – Execução de estruturas de concreto.
• NBR 9062:2017 – Projeto e execução de estruturas de concreto pré-
moldado.
• NBR 15200:2012 – Projeto de Estruturas de Concreto em situação de
incêndio.
• NBR 15241:2016 – Projeto de estruturas resistentes a sismos.
1.4 – Características e propriedades do 
Concreto
1.4.1 – Composição do Concreto
a)- Cimento
1.4 – Características e propriedades do 
Concreto
1.4.1 – Composição do Concreto
b)- Agregados
• Naturais
• Britados
• Artificiais
1.4 – Características e propriedades do 
Concreto
1.4.1 – Composição do Concreto
b)- Agregados
• Agregado Miúdo: Possui 0,075 mm a 4,75 mm de diâmetro.
• Agregado Graúdo: Possui 4,75 mm a 152 mm de diâmetro.
Brita 0 – Diâmetro máximo = 9,5 mm.
Brita 1 – Diâmetro máximo = 19 mm.
Brita 2 – Diâmetro máximo = 38 mm.
1.4 – Características e propriedades do 
Concreto
1.4.2 – Massa Específica do Concreto
Concreto Simples = 2400 kg/m³.
Concreto Armado = 2500 kg/m³.
1.4 – Características e propriedades do 
Concreto
1.4.3 – Resistência do Concreto à compressão
1.4 – Características e propriedades do 
Concreto
1.4.3 – Resistência do Concreto à compressão
O fck irá interferir diretamente nos requisitos de segurança e durabilidade.
• Ensaio de resistência à compressão simples.
1.4 – Características e propriedades do 
Concreto
1.4.3 – Resistência do Concreto à compressão
São classificados em grupos de acordo com a resistência característica:
Grupo I: C20, C25, C30, C35, C40, C45 e C50.
Grupo II: C55, C60, C65, C70, C75, C80, C85, C90.
Uma estrutura de concreto armado deverá ser dimensionada utilizando
no mínimo o concreto com o fck = 20 MPa.
Fundações podem ser dimensionadas com fck = 15 MPa (NBR
6122:2019).
1.4 – Características e propriedades do 
Concreto
1.4.4 – Resistência do Concreto à tração
Varia entre 8 e 15% da resistência à compressão.
1.4 – Características e propriedades do 
Concreto
1.4.5 – Módulo de Elasticidade do Concreto.
1.4 – Características e propriedades do 
Concreto
1.4.5 – Módulo de Elasticidade do Concreto.
1.4 – Características e propriedades do 
Concreto
1.4.5 – Módulo de Elasticidade do Concreto.
O módulo de elasticidade secante a ser utilizado nas análises elásticas de
projeto, especialmente para determinação de esforços solicitantes e verificação
de Estados-Limites de Serviço.
1.5 – Características e propriedades do 
Aço
Superfícies das barras de aço
1.5 – Características e propriedades do 
Aço
Diâmetro (mm) Massa (kg/m) Área (mm²)
5 0,154 19,6
6,3 0,245 31,2
8 0,395 50,3
10 0,617 78,5
12,5 0,963 122,5
16 1,578 201,1
20 2,466 314,12
25 3,853 490,9
32 6,313 804,2
40 9,865 1256,2
Diâmetros comerciais
1.5 – Características e propriedades do 
Aço
Propriedades Mecânicas do Aço
Es = 210000 MPa
Aço fyk (MPa) fyd (MPa) eyd (%)
CA 25 250 217 0,7709
CA 50 500 435 0,6283
CA 60 600 522 0,5900
1.6 – Durabilidade das Estruturas de 
Concreto Armado
A NBR 6118:2014 exige que as estruturas de concreto sejam projetadas
e construídas de modo que, sob as influências ambientais previstas e
quando utilizadas conforme estabelecido em projeto, conservem sua
segurança, estabilidade e comportamento adequado em serviço durante
o período correspondente à sua vida útil.
1.6.1- Vida Útil
O QUE VOCÊ ENTENDE POR VIDA ÚTIL?
QUANDO VOCÊ CONSIDERARIA O FIM DA VIDA ÚTIL DE UMA
EDIFICAÇÃO?
1.6 – Durabilidade das Estruturas de 
Concreto Armado
1.6 – Durabilidade das Estruturas de 
Concreto Armado
1.6.1- Vida ÚtilVida útil de projeto é o período de tempo durante o qual se mantêm as
características da estrutura de concreto, sem intervenções significativas,
desde que sejam atendidos os requisitos de uso e manutenção prescritos
pelo projetista e consultor, bem como de execução dos reparos
necessários decorrentes de eventuais danos acidentais (ABNT, 2014).
Período de tempo especificado em projeto no qual a estrutura, ou seus
componentes, são utilizados para os fins a que se destinam sem que
maiores reparos sejam necessários (ISO, 2014).
1.6 – Durabilidade das Estruturas de 
Concreto Armado
1.6.1- Vida Útil
1.6 – Durabilidade das Estruturas de 
Concreto Armado
1.6.2- Classes de Agressividade Ambiental
De acordo com a NBR 6118:2014 agressividade ambiental é classificada
em quatro classes:
1.6 – Durabilidade das Estruturas de 
Concreto Armado
1.6.3- Variáveis que influenciam na durabilidade das estruturas
a)- Relação água/cimento
1.6 – Durabilidade das Estruturas de 
Concreto Armado
1.6.3- Variáveis que influenciam na durabilidade das estruturas
b)- Cobrimento
1.6 – Durabilidade das Estruturas de 
Concreto Armado
1.6.3- Variáveis que influenciam na durabilidade das estruturas
c)- Tipo de cimento e adições
1.6 – Durabilidade das Estruturas de 
Concreto Armado
1.6.3- Variáveis que influenciam na durabilidade das estruturas
d)- Cura e adensamento
1.6 – Durabilidade das Estruturas de 
Concreto Armado
1.6.3- Variáveis que influenciam na durabilidade das estruturas
e)- Fissuração
1.6 – Durabilidade das Estruturas de 
Concreto Armado
1.6.3- Variáveis que influenciam na durabilidade das estruturas
f)- Resistência à compressão do concreto
1.6 – Durabilidade das Estruturas de 
Concreto Armado
1.6.3- Variáveis que influenciam na durabilidade das estruturas
g)- Concentração de agentes agressivos
1.6 – Durabilidade das Estruturas de 
Concreto Armado
1.6.3- Variáveis que influenciam na durabilidade das estruturas
h)- Temperatura
1.6 – Durabilidade das Estruturas de 
Concreto Armado
1.6.3- Variáveis que influenciam na durabilidade das estruturas
j)- Efeito proteção chuva
1.6 – Durabilidade das Estruturas de 
Concreto Armado
1.6.4- Mecanismos preponderantes de deterioração relativos ao
concreto
Lixiviação
É o mecanismo responsável por dissolver e carrear os compostos
hidratados da pasta de cimento por ação de águas puras, carbônicas
agressivas, ácidas e outras.
1.6 – Durabilidade das Estruturas de 
Concreto Armado
1.6.4- Mecanismos preponderantes de deterioração relativos ao
concreto
Expansão por sulfato
Expansão por ação de águas ou solos que contenham ou estejam
contaminados com sulfatos, dando origem a reações expansivas e
deletérias com a pasta de cimento hidratado.
1.6 – Durabilidade das Estruturas de 
Concreto Armado
1.6.4- Mecanismos preponderantes de deterioração relativos ao
concreto
Reação álcali-agregado
Expansão por ação das reações entre os álcalis do concretos e
agregados reativos.
1.6 – Durabilidade das Estruturas de 
Concreto Armado
1.6.5- Mecanismos preponderantes de deterioração relativos à
armadura
Despassivação por carbonatação
É a despassivação por ação do gás carbônico da atmosfera sobre o aço
da armadura.
1.6 – Durabilidade das Estruturas de 
Concreto Armado
1.6.5- Mecanismos preponderantes de deterioração relativos à
armadura
Despassivação por ação de cloretos
Ruptura local da camada de passivação, causada por elevado teor de
íon-cloro.