Prévia do material em texto
CONCRETO ARMADO 1 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BR Concreto Armado Concreto armado (português brasileiro) ou betão armado (português europeu) é um sistema estrutural da construção civil que se tornou um dos mais importantes elementos da arquitetura do século XX. É usado nas estruturas dos edifícios. Diferencia-se do concreto (ou betão) devido ao fato de receber uma armadura metálica responsável por resistir aos esforços de tração, enquanto que o concreto em si resiste à compressão. É uma mistura compacta de: Agregados graúdos: pedras britadas, seixos rolados, etc. Agregados miúdos: areia, pedregulhos. Aglomerantes: cimento, cal não pode ser usado no concreto armado porque acaba corroendo o aço responsável por suportar as forças de tração, podendo comprometer a estrutura com o passar do tempo. Água Adições minerais: Sílica ativa, metacaulim, cinza de casca de arroz, etc. Aditivos: aceleradores, retardadores, fibras,corantes, etc. Produção Para obtenção de um bom concreto de acordo com sua finalidade, devem ser efetuadas com perfei- ção as operações básicas de produção do material, que influem nas propriedades do concreto endu- recido. As operações básicas de produção do concreto são: Dosagem: Estudo empírico ou não que indica as proporções e quantificações dos materiais com- ponentes da mistura, a fim de obter um concreto com determinadas características previamente esta- belecidas. Mistura: Dar homogeneidade ao concreto, isto é, fazer com que ele apresente o mesmo proporcio- namento em qualquer ponto de sua massa sem segregação dos constituíntes. Transporte: Levar o concreto do ponto onde foi preparado ao local onde será aplicado, podendo ser dentro da obra ou para ela, quando misturado em usina. Concretagem, ou lançamento, da massa nas vigas de aço armadas Lançamento: Colocação do concreto no local de aplicação, em geral, nas formas. Começa-se após 2 a 4 horas a "pega",(perda do abatimento e consequentemente endurecimento e ganho de re- sistência), dependendo da quantidade e do tipo de cimento. CONCRETO ARMADO 2 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BR Adensamento: Espalhamento e conformação do concreto, procurando eliminar o ar aprisionado, além de preencher totalmente as formas - ganho de resistência. Usa-se vibrar o concreto com vibra- dores mecânicos, devendo-se evitar o excesso ou pouca vibração. Cura: Conjunto de medidas com o objetivo de evitar a perda rápida de água (evaporação) pelo concreto nos primeiros dias, água essa necessária para reação de hidratação dos constituíntes da pasta de cimento. Existem diversas formas para cura adequada do concreto, seja ela úmida, a vapor, química ou uso de material impermeabilizante, dificultando a saída de água. A cura inadequada pode ocasionar fissuras de retração plástica consequentemente maior permeabilidade e porosidade, assim menor durabilidade. Normalmente a resistência de projeto é atingida após vinte e oito dias da aplica- ção. Armadura Especificada preferencialmente por um engenheiro projetista, a armadura de uma estrutura é mon- tada com varões nervurados (também conhecidos por vergalhões) longitudinais e transversais (estri- bos), normalmente com os diâmetros de 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32 e, extraordinariamente, 40 ou 50mm em aço que dão resistência à tracção (se necessário, ajudam à compressão), contribuindo por isso também para a resistência a esforços de flexão. Os estribos conferem a resistência à torção e ao esforço transverso (ou cortante). A resistência à torção também é influenciada pela armadura lon- gitudinal. No concreto armado o aço recebeesforços, daí as denominações de armadura frouxa ou armadura passiva também presente nas peças protendidas garantindo adequada distribuição de es- forços. Armadura Metálica Formas Chamadas em Portugal cofragens, são executadas em tábuas de madeira ou chapas de madeira compensada reforçada com sarrafos de madeira, ou, mais recentemente com chapas metálicas, as formas recebem primeiro a armadura e então o concreto. É importante um bom escoramento para evitar movimentação antes do concreto obter resistência. Domínios de Formação O cálculo de estruturas em concreto armado é orientado pela ABNT NBR 6118:2014 que define no- menclaturas e estabelece os requisitos para o projeto de elementos feitos em concreto simples, ar- mado e protendido. Para elementos submetidos à solicitações normais e para concretos com resistência até 50MPa, a norma exige que a deformação máxima para o concreto (εc) seja de 0,35% e a deformação máxima para o aço (εs) seja de 1%. Com isso podem ser definidos 5 domínios de deformações que são apre- sentados abaixo: Domínio 1: Deformação do concreto igual a 0% e deformação do aço igual a 1%. Domínio 2: Deformação do concreto entre 0% e 0,35% e deformação do aço igual a 1%. CONCRETO ARMADO 3 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BR Domínio 3: Deformação do concreto igual a 0,35% e deformação do aço entre 1% e εyd (deformação que corresponde ao escoamento do aço). Domínio 4: Deformação do concreto igual a 0,35% e deformação do aço entre εyd e 0%. Domínio 5: Deformação do concreto entre 0,35% e 0,2% e deformação do aço igual a 0%. Observações: No domínio 1 o concreto se encontra totalmente tracionado e que no domínio 5 o concreto se en- contra totalmente comprimido. Logo, vigas serão dimensionadas nos domínios 2, 3 ou 4 e pilares nos domínios 2, 3, 4 ou 5. Para facilitar os cálculos, o domínio 2 podem ser divido em duas partes, uma que o concreto ainda não esmagou (εc 0,2%), consequentemente, apenas na segunda parte o concreto atingiu a sua resistência igual a fck. Caso uma peça submetida à solicitações normais não esteja dimensionada em algum desses do- mínios significa que esse elemento está mal dimensionado. A estrutura de concreto armado é com certeza uma das estruturas mais utilizadas nas construções brasileiras. O concreto armado pode ser adotado em diversos tipos de construção, desde edificações, conten- ções, obras de artes especiais, obras de artes correntes, equipamentos como postes, bancos e tantas outras opções. A estrutura de concreto armado é muito eficiente, pois combina duas características importantes de seus principais materiais. Aproveita da melhor forma possível a resistência à compressão do concreto e a resistência à tração por meio do aço. A combinação do aço com o concreto só é possível pelo fenômeno da aderência. É pela aderência que estes dois materiais tão diferentes podem trabalhar juntos e transferir esforços de maneira ade- quada. Por isso, que as barras de aço utilizadas no concreto possuem nervuras, ou saliências, para aumen- tar a superfície de contato e consequentemente a aderência. Dicas para uma boa estrutura de concreto armado 1 – Projeto de estrutura de concreto armado: A primeira dica para ter sucesso com este tipo de estrutura é ter em mãos um bom projeto estrutural. Assim você garante segurança e economia para sua obra. CONCRETO ARMADO 4 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BR Um bom projeto estrutural depende de dois aspectos importantes, o cálculo estrutural e o detalha- mento. O cálculo é a fase do projeto onde o projetista define dimensão das peças, resistência dos materiais e quantidade de concreto e aço necessárias para resistir aos esforços. A fase do detalhamento é o momento onde será colocada no papel, de maneira gráfica, o que foi cal- culado. Ou seja, será indicado os detalhes, posição das armações, dobras, reforços e tantos outros pontos importantes. Para um projeto de sucesso são necessários um bom cálculo e um bom detalhamento. 2 – Utilização de materiais de qualidade: Outro ponto fundamental para uma estrutura de concreto armado é a utilização de materiais de cons- trução de qualidade. A qualidade do material dependerá muito da sua origem e da maneira como foi armazenado na obra. Materiais de ótima qualidade podem perder suasboas características se armazenados de maneira inadequada. É necessário um cuidado especial com o cimento, areia, brita, aço e a água a ser utilizada. O uso de materiais fora da especificação podem reduzir a qualidade final da estrutura, comprome- tendo a resistência final do concreto armado. 3 – Utilização do traço correto: O traço do concreto é a quantidade de cada material utilizada para alcançar uma determinada resis- tência indicada em projeto. A utilização do traço é fundamental para garantir qualidade à estrutura de concreto armado. O traço é a combinação ideal de todos os insumos envolvidos na produção do concreto. A falta de um traço correto pode ter como consequência baixa resistência do concreto. Em alguns ca- sos, pode também gerar desperdício de material, utilizando mais cimento do que realmente precisa para determinada obra. 4 – Processo de fabricação adequado: O concreto pode ser preparado de diversas formas, cada uma delas possui seus requisitos para ga- rantir a qualidade final do concreto armado. O concreto pode ser produzido na obra manualmente, produzido na obra mecanicamente ou pode ser industrializado (concreto usinado). Todas as formas de produção podem garantir um concreto de qualidade, desde que sejam obedeci- dos o que é indicado pela boa prática da engenharia. É necessário ter um cuidado especial com a mistura correta dos insumos, pois em cada caso o concreto é feito de maneira diferente. 5 – Lançamento e adensamento correto: O lançamento e o adensamento também são importantes para que se tenha uma estrutura de con- creto armado de qualidade. O lançamento deve ser feito de uma altura adequada para não produzir segregação do material. Em especial na concretagem de pilares e elementos de fundação o lançamento deve utilizar de artifícios para reduzir a altura do lançamento. O adensamento também será responsável por uma estrutura sem defeitos, eliminando possíveis va- zios no concreto e a formação de brocas. O adensamento pode ser feito com auxílio de vibradores manuais. CONCRETO ARMADO 5 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BR 6 – Cura do concreto armado: Por fim, será necessário ter um cuidado especial com a cura do concreto armado. Uma boa cura pode limitar consideravelmente a formação de fissuras de retração durante o processo de endurecimento da estrutura. Esta cura pode ser feita de inúmeras formas. A mais convencional é a cura úmida, com a aplicação de água na superfície do concreto de forma periódica até a finalização do processo de cura. É possível utilizar também mantas e lonas sobre o concreto, permanecer com as formas de madeira nas laterais da viga e fundos de laje, e até mesmo utilização de cura química para alguns tipos de es- trutura. Cimento: diferentes tipos e aplicações Cimento é o nome popular para o mundialmente famoso Cimento Portland – produto batizado pelo empresário Joseph Aspdin, que o descobriu em 1824, na ilha britânica de Portland. Trata-se de um pó fino com propriedades ligantes que endurece sob a ação da água e que, depois de endurecido, mesmo que seja novamente submetido à água, não se decompõe mais. Existem no Brasil cerca de cinco tipos básicos de cimento e três especiais. Embora todos sejam indi- cados para uso geral na construção civil, há diferenças entre eles. “Conhecer bem as características e propriedades, ligadas a cada tipo, ajuda a aproveitá-las da melhor forma possível na aplicação que se tem em vista”, afirma Arnaldo Forti Battagin, gerente do laboratório da Associação Brasileira do Ci- mento Portland (ABCP). O cimento é composto principalmente do material clínquer – uma mistura de calcário, argila e compo- nentes químicos – e diferenciado conforme a adição de outros materiais, como: gesso, que aumenta o tempo de pega; escória, que aumenta a durabilidade na presença de sulfato, mas, quando em gran- des quantidades, pode diminuir a resistência; argila pozolânica, que confere maior impermeabilidade ao concreto; e o próprio calcário, que, muitas vezes, é utilizado em maior quantidade para reduzir o custo do cimento. Portanto, as diferenças estão na composição do material, o que pode impactar suas características e propriedades de resistência, trabalhabilidade, durabilidade e impermeabilidade. A disponibilidade dos tipos de cimento depende primordialmente da demanda de mercado e da região. “Em cada região do Brasil você encontra um tipo com mais disponibilidade que outro, devido à maior quantidade de maté- ria-prima de aditivo disponível”, explica o engenheiro e arquiteto Fabrício Rossi da Cruz. Tipos De Cimento CONCRETO ARMADO 6 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BR Cimento CP-I (NBR 5.732) ou Cimento Portland Comum: recebe este nome porque não possui ne- nhum tipo de aditivo, apenas o gesso, que tem a função de retardar o início de pega do cimento para possibilitar mais tempo na aplicação. Tem alto custo e menos resistência. Sua produção é direcio- nada para a indústria. Classe de resistência: 25 MPa. “Este tipo já está quase ausente no mercado”, diz Battagin. Cimento CP-II (NBR 11.578) ou Cimento Portland Composto: assim conhecido porque tem a adi- ção de outros materiais na sua mistura, que conferem a este cimento um menor calor de hidratação, ou seja, ele libera menos calor quando entra em contato com a água. O CP-II é apresentado em três opções: CP-II E – cimento portland com adição de escória de alto-forno; CP-II Z – cimento portland com adição de material pozolânico; e CP-II F – cimento portland com adição de material carbonático – fíler. Classe de resistência: 25, 32 e 40 MPa. “É versátil e aplicado a todas as fases de obras”, diz Cruz. Cimento CP-III (NBR 5.735) ou Cimento Portland de Alto-forno: tem em sua composição de 35% a 70% de escória de alto-forno. Apresenta maior impermeabilidade e durabilidade, além de baixo calor de hidratação, assim como alta resistência à expansão devido à reação álcali-agregado, além de ser resistente a sulfatos. É menos poroso e mais durável. Classe de resistência: 25, 32 e 40 MPa. Cimento CP-IV (NBR 5.736) ou Cimento Portland Pozolânico: tem em sua composição de 15% a 50% de material pozolânico. Por isso, proporciona estabilidade no uso com agregados reativos e em ambientes de ataque ácido, em especial de ataque por sulfatos. Possui baixo calor de hidratação, o que o torna bastante recomendável na concretagem de grandes volumes e sob temperaturas eleva- das. É pouco poroso, sendo resistente à ação da água do mar e de esgotos. Classe de resistência: 25 e 32 MPa. Cimento CP-V ARI (NBR 5.733) ou Cimento Portland de Alta Resistência Inicial: em função do seu processo de fabricação, tem alta reatividade nas primeiras horas de aplicação, fazendo com que atinja resistências elevadas em um curto intervalo de tempo. Ao final dos 28 dias de cura, também atinge resistências maiores que os cimentos convencionais. É muito utilizado em obras industriais que exigem um tempo de desforma menor. É recomendado apenas para a fabricação de concretos. Cimento RS (NBR 5.737) ou Cimento Portland Resistente a Sulfatos: Os materiais sulfatados es- tão presentes em redes de esgoto, ambientes industriais e água do mar. Sendo assim, seu uso é indi- cado para construções nesses ambientes. Cimento Branco (NBR 12.989) ou Cimento Portland Branco (CPB): tem como principal caracterís- tica a cor branca, que é conseguida através de matérias-primas com baixo teor de manganês e ferro e utilização do caulim no lugar da argila. Existem dois tipos de cimento branco. Um deles é o estrutu- ral, indicado para fins arquitetônicos. “Ele não é muito comum nos dias de hoje, devido ao custo e à tecnologia que as tintas alcançaram”, diz Cruz. Além dele, há o não estrutural, indicado para rejunte de cerâmicas. Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC) / (NBR 13.116): este tipo de cimento tem a propriedade de retardar o desprendimento de calor em peças de grande massa de concreto, evitando o aparecimento de fissuras deorigem térmica, devido ao calor desenvolvido durante a hidratação do cimento. Cimento e Suas Aplicações “É preciso esclarecer que todos os tipos de Cimento Portland são adequados a todos os tipos de es- trutura e aplicações. Existem, entretanto, alguns tipos de cimento que são mais vantajosos ou reco- mendáveis para determinados usos”, explica Arnaldo Forti Battagin. Sendo assim, os cimentos CP I e CP II se destinam a aplicações gerais. “Este último é o mais encon- trado no mercado (>60%) e o mais consumido, ao passo que o CP I, apesar de normalizado, quase não é mais produzido no Brasil, sendo geralmente fornecido apenas sob encomenda”, afirma o ge- rente do laboratório da ABCP. As principais vantagens na utilização dos Cimentos Portland de alto-forno (CP III) e pozolânico (CP IV) estão ligadas à maior estabilidade, durabilidade e impermeabilidade que conferem ao concreto; ao CONCRETO ARMADO 7 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BR menor calor de hidratação; à maior resistência ao ataque por sulfatos; à maior resistência à compres- são em idades mais avançadas; e à maior resistência à tração e à flexão. Portanto, são recomendá- veis em obras de concreto-massa, como barragens e peças de grandes dimensões, fundações de máquinas e pilares; obras em contato com ambientes agressivos por sulfatos e terrenos salinos; tu- bos e canaletas para condução de líquidos agressivos, esgotos ou efluentes industriais; concretos com agregados reativos, pois esses cimentos concorrem para minimizar os efeitos expansivos da rea- ção álcali-agregado; pilares de pontes ou obras submersas em contato com águas correntes puras; obras em zonas costeiras ou em água do mar; pavimentação de estradas e pistas de aeroportos etc. Já o ARI (CP V) é o mais adequado para aplicações nas quais o requisito de elevada resistência às primeiras idades é fundamental, como na indústria de pré-moldados, em que se necessita de uma desforma rápida. Esse tipo de cimento alcança uma boa resistência em uma semana, enquanto os demais levam um mês. “Como endurece rápido, se não for bem curado, pode apresentar fissuração ou trincas se a concretagem for feita sob insolação, em dias muitos secos ou com ventos, devido ao fenômeno da retração por secagem. Evite usá-lo em aplicações corriqueiras, como em revestimento de argamassa ou em concreto-massa, pois, nesses casos, pode também ocasionar fissuração”, ori- enta Battagin, gerente do laboratório da ABCP. Cimentos X Características Neste quadro, você consegue comparar os tipos de Cimento Portland de acordo com as característi- cas e as vantagens que eles proporcionam ao concreto e à argamassa. Uma mão na roda na hora de escolher! Proprie- dade Co mu m e Co mp ost o Alto- Forno Pozo- lânico Alta Re- sis- tên- cia Ini- cial Re- sis- tente aos Sul- fatos Branco Estru- tural Baixo Calor de Hi- drata- ção Resistên- cia à compres- são Pa- drã o Menor nos primei- ros dias e maior no fi- nal da curao Menor nos pri- mei- ros dias e maior no fi- nal da cura Muito maior nos pri- mei- ros dias Pa- drão Padrão Menor nos pri- mei- ros dias e pa- drão no fi- nal da cura Calor ge- rado na reação do ci- mento com a água Pa- drã o Menor Menor Maior Pa- drão Maior Menor CONCRETO ARMADO 8 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BR Imperme- abilidade Pa- drã o Maior Maior Pa- drão Pa- drão Padrão Pa- drão Resistên- cia aos agentes agressi- vos (água do mar e de esgotos) Pa- drã o Maior Maior Me- nor Maior Menor Maior Durabili- dade Pa- drã o Maior Maior Pa- drão Maior Padrão Maior Tipos de Cimento Portland X Aplicações Está com dificuldade para definir qual o melhor tipo de Cimento Portland para a sua construção? Es- colha a partir da indicação de aplicação dada pelo gerente de laboratório da ABCP, Arnaldo Forti Bat- tagin. Aplicação Tipos de cimento Portland Argamassa de revestimento e assentamento de tijolos e blocos Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III) e Pozolânico (CP IV) Argamassa de assentamento de azulejos e ladrilhos Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F) e Pozo- lânico (CP IV) Argamassa de rejuntamento de azulejos e ladrilhos Branco (CPB) Concreto simples (sem armadura) Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III) e Pozolânico (CP IV) CONCRETO ARMADO 9 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BR Concreto magro (para passeios e enchimen- tos) Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III) e Pozolânico (CP IV) Concreto armado com função estrutural Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV), de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI) e Branco Estrutural (CPB Estrutural) Concreto protendido com protensão das bar- ras antes do lançamento do concreto Composto (CP II-Z, CP II-F), de Alta Resis- tência Inicial (CP V-ARI) e Branco Estrutural (CPB Estrutural) Concreto protendido com protensão das bar- ras após o endurecimento do concreto Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV), de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI) e Branco Estrutural (CPB Estrutural) Concreto armado para desforma rápida, cu- rado por aspersão de água ou produto quí- mico de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI), Com- posto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto- Forno (CP III), Pozolânico (CP IV) e Branco Estrutural (CPB Estrutural) Concreto armado para desforma rápida, cu- rado a vapor ou com outro tipo de cura tér- mica Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV), de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI) e Branco Estrutural (CPB Estrutural) Elementos pré-moldados de concreto e arte- fatos de cimento curados por aspersão de água Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV), de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI) e Branco Estrutural (CPB Estrutural) (VER NOTA) (*) Elementos pré-moldados de concreto e arte- fatos de cimento para desforma rápida, cu- rados por aspersão de água de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI), Com- posto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F) e Branco Estrutural (CPB Estrutural) CONCRETO ARMADO 10 WWW.DOMINACONCURSOS.COM.BR Elementos pré-moldados de concreto e arte- fatos de cimento para desforma rápida, cu- rados a vapor ou com outro tipo de cura tér- mica Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV) e Branco Estrutural (CPB Estrutural) Pavimento de concreto simples ou armado Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III) e Pozolânico (CP IV) Pisos industriais de concreto Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV) e de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI) Concreto arquitetônico Branco Estrutural (CPB Estrutural) Solo-cimento Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III) e Pozolânico (CP IV) Argamassas e concretos para meios agres- sivos (água do mar e de esgotos) de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV) e Resistente a Sulfatos Concreto-massa de Alto-Forno (CP III), Pozolânico (CP IV) e de Baixo Calor de Hidratação Concreto com agregados reativos Composto (CP II-E, CP II-Z, CP II-F), de Alto-Forno (CP III) e Pozolânico (CP IV) _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________