ST 420. Materiais de Construo Civil II PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Alberto Roland Gomes2011

Propriedades do concreto endurecidoCimento

gua

ar3 %AreiaBritaProporo de materiais componentes do concreto de uso correntefator a/caditivos60 a 80 %

Propriedades do concreto endurecido slido a partir da pega mudanasPropriedades

Concreto no estado plsticoPropriedades

Propriedades do concreto endurecidoMuitas das propriedades dependem de cuidados no concreto fresco:

controle de produo; cuidados no transporte, lanamento, adensamento e cura.

Propriedades do concreto endurecido Densidade Tempo de pega Resistncia esforos mecnicos Durabilidade Permeabilidade Resistncia ao fogo Deformaes

Propriedades do concreto endurecidoDensidade

Para densidade do concreto, conforme norma, pode-se adotar o valor de 2 500 kg/m3 (armado) e para o concreto simples 2 400 kg/m3.

Resistncia Mecnica Aps o inicio de pega a resistncia mecnica se desenvolve a taxas significativas;

O processo de endurecimento pode levar at 2 anos para ser completado;

Aos 28 dias o material apresenta entre 75% a 90 % da sua resistncia aos esforos mecnicos sendo este valor utilizado para dimensionamento das estruturas.

Propriedades do concreto endurecidoresistncia a esforos mecnicosResistncia a compresso

- a mais valorizada pelos projetistas;

- Relacionada s demais propriedades

- Nas construes, a confirmao da resistncia do concreto a compresso utilizado verificada por rompimento de corpos de prova aos 28 dias.

R = P SCarga de rupturaResistncia compressoCorpo de provacilndricocbicoprismatico

Resistncia trao por flexop = carga mxima aplicadal = distncia entre apoiosd= largura mdia na seo de rupturab = altura mdia na seo de ruptura

Resistncia trao simples por compresso diametralNBR 7222/94

Resistncia compresso NBR 5739/07

Condies de ensaio

Geometria e dimenses dos corpos de prova (relao 2). Grau de compactao (norma). Teor de umidade do concreto (mido). Velocidade de aplicao da carga (0,6 MPa/segundo). Distribuio de tenses.

Propriedades do concreto endurecidoresistncia compressoFatores que influenciam as resistncias do concreto:

Relao gua/cimento Grau de hidratao do cimento Tipo de cimento Resistncia e mdulo de deformao do agregado Aderncia pasta-agregado Idade Compactao Condies de cura

Propriedades do concreto endurecidoresistncia compressoInfluncia da relao a/c na resistncia

Para mesma hidratao a resistncia da pasta depende unicamente da relao a/c;

o fator a/c um dos principais fatores determinantes da resistncia da ligao pasta-agregado;

Na prtica a relao entre a resistncia compresso e a relao gua/cimento obtida experimentalmente.

Propriedades do concreto endurecidoresistncia compressoFator a/c

Propriedades do concreto endurecidoresistncia compressoFator a/c

Propriedades do concreto endurecidoresistncia compressoInfluncia do grau de hidratao do cimentoUm centmetro cbico de um volume slido de cimento pode formar pelo menos dois centmetros cbicos de produtos de hidratao. O crescimento do volume dos slidos e a reduo de porosidade so as causas primrias do endurecimento e do desenvolvimento da resistncia do concreto.

Hidratao do cimentoFonte: cimento Votoran

Propriedades do concreto endurecidoresistncia compressoInfluncia do tipo de cimento

A finura e a composio qumica so fatores atuantes no endurecimento e na aquisio de resistncia da pasta.

Os gros mais finos so os primeiros a hidratar-se e, portanto, os que mais contribuem para as resistncias inicias;

Os compostos do cimento se hidratam a diferentes velocidades e tambm contribuem de maneira distinta para aquisio da resistncia mecnica

Propriedades do concreto endurecidoresistncia compressoalitabelitaCompostos do cimento

Propriedades do concreto endurecidoresistncia compressoInfluncia do agregado na resistnciaAderncia com a pastaTextura (rugosidade) e composio qumica

Resistncia do groFissuras se propagam mais nos concretos com agregados menos resistentes. Limita a resistncia mesmo com reduo da relao a/c.

Tamanho do groObservaes experimentais revelam prejuzo da resistncia, resultante da reduo de gua, com dimenso mxima acima de 38 mm (reduo da rea de aderncia e heterogeneidade).

Mdulo de deformaoMaior parcela de carga absorvida pelo agregado mais rgido, reduzindo o carregamento sobre a pasta e retardando a ruptura.

Propriedades do concreto endurecidoresistncia compressoFatoragregado

Propriedades do concreto endurecidoresistncia compressoInfluncia da idadeO aumento da resistncia do concreto com o tempo interessante quando se necessita verificar a viabilidade de utilizao da mistura antes dos 28 dias;

IdadeJ diasCP-32cj/c28AF-32 cj/c2830,510,3570,730,57281,001,00601,111,20901,191,28

Propriedades do concreto endurecidoresistncia compressoInfluncia das condies de curaCura o nome dado aos procedimentos utilizados para favorecer a hidratao do cimento. Consiste no controle da temperatura e do movimento da gua de dentro para fora ou de fora para dentro do concreto;

Objetivamente a funo da cura manter o concreto saturado at que o espao ocupado pela gua da pasta do cimento tenha sido preenchido pelos produtos de hidratao do cimento

Propriedades do concreto endurecidoresistncia compresso

Adicionar gua acima da especificada no trao (relao gua/cimento) ; Ocorrncia de segregao, exsudao; Lanamento, adensamento aps o inicio de pega;

Demais fatores que afetam a resistncia do concreto

Utilizao de vibradorreduo de atritoADENSAMENTOCompactao do concretoAumento da resistnciaVencendo o atrito123

ADENSAMENTO

Propriedades do concreto endurecidoDurabilidadeRepresenta a vida til do material fixada em norma.

Concreto material alcalino atacado por meios cidos. Aes mecnicas, fsicas e qumicas atuando de forma isolada ou combinada podem contribuir para a reduo da vida til do concreto.

A reduo da permeabilidade do concreto se impe como medida significativa para aumento da vida til das estruturas.

Propriedades do concreto endurecido Durabilidade Diretrizes da Norma pertinentes a durabilidade

Usar concretos especficos para ambientes classificados quanto a agressividade;

Prever drenagem eficiente;

Evitar formas arquitetnicas e estruturais inadequadas;

Garantir cobrimentos de concreto apropriados para proteo das armaduras;

Controlar fissurao das peas(projeto e cura);

Definir um plano de inspeo e manuteno preventiva.

Propriedades do concreto endurecido

Permeabilidade definida como a facilidade com que um fluido pode escoar atravs de um slido. O tamanho e a continuidade dos poros na estrutura do slido determinam a sua permeabilidade.

No concreto, a relao gua/cimento, granulometria dos agregados, tipo de cimento e cura so fatores que influenciam a permeabilidade.

Concreto ao microscpio ptico capilares e poros Fonte: ABCP (2008)

Propriedades do concreto endurecidoResistncia ao fogo O concreto incombustvel e no emite gases txicos quando exposto a altas temperaturas.

No caso de incndio capaz de manter a resistncia da estrutura por longos perodos permitindo o resgate de pessoas.

Propriedades do concreto endurecidoResistncia abraso O termo abraso geralmente se refere a atrito seco entre superfcies causando desgaste e perda progressiva de massa na superfcie..

O desgaste superficial no concreto tambm pode ser causado pela ao abrasiva de fluidos contendo partculas slidas em suspenso, empregando-se o termo eroso para esta ao.

A avaliao da resistncia abraso do concreto efetuada por meio de testes normalizados.

Propriedades do concreto endurecido Resistncia abrasoRecomendaes para aumento da resistncia abraso

Recomendado uso de concreto com resistncias acima de 28 MPa.

Ao menos o concreto da superfcie seja de alta qualidade (25 a 75 mm);

Uso de aditivos

Propriedades do concreto endurecido Deformaes do concreto Retrao Retrao hidrulica ou de secagem: evaporao da gua livre; Retrao qumica ou retrao por hidratao do cimento ou retrao autgena; Retrao por carbonatao.

Deformaes por ao de carregamentos

Deformaes por ao de umidade ou de temperatura

Propriedades do concreto endurecidoretrao por secagem ou retrao hidrulicaA retrao por secagem devida a evaporao da gua capilar que gera tenses capilares importantes nos poros remanescentes da pasta que ainda possuem gua. No concreto endurecido ocorre em ambiente com umidade relativa inferior a 100 %;

A perda de gua capilar considerada a principal causa da retrao. A gua de gel s perdida em ambientes com umidade relativa inferior a 11 %. A gua de hidratao que reagiu quimicamente, s perdida em ambientes com temperatura acima de 100 C.

Fatores que afetam a retrao por secagem

a/cPara um dado consumo de cimento, um aumento na relao a/c implica na diminuio da resistncia do concreto,e, portanto, no seu mdulo de elasticidade (fase elstica);AgregadosOs agregados promovem restries deformao. O teor e o mdulo de deformao so os principais fatores;OutrosTempo e umidade, adies e aditivos, geometria da pea.

retraotensesfissuras

Propriedades do concreto endurecidoretrao por hidratao do cimentoOcorre devido ao volume total dos produtos hidratados ser inferior a soma dos volumes de cimento anidro e de gua.

Pode ser incrementada pela remoo da gua capilar para hidratao do cimento anidro remanescente quando a gua livre j foi consumida.

Propriedades do concreto endurecidoretrao por hidratao do cimentocalor de hidrataoA hidratao do cimento resulta em uma reao altamente exotrmica. A pea de concreto tende a equiparar a sua temperatura com com a do ambiente, resultando em um gradiente de resfriamento e uma consequente retrao trmica.

So fatores importantes para o calor de hidratao, o consumo, tipo e finura do cimento.

Endurecimento do cimentoFonte: TCHNE 150

Propriedades do concreto endurecidoretrao por carbonataoDecorre da reao do CO2 do ambiente com compostos hidratados do cimento.

A portlandita Ca(OH)2 o composto mais suscetvel carbonatao e o resultado de sua reao com o CO2 a deposio de CaCO3 (calcita) que tem volume molecular inferior ao hidrxido e evaporao gerada nesta reao;

Favorecida em concretos menos impermeveis.CO2

Propriedades do concreto endurecidodeformaes por aes de cargasControle das deformaes para cargas de servio no projeto

Considerao e especificao do mdulo de deformao final.

Etapas crticas: desforma, retirada do escoramento e reescoramento

Mdulo de deformao do concreto NBR 8522/2007Mdulo de deformao a relao entre a tenso aplicada e a deformao correspondente

Mdulo de deformao do concretoO mdulo de deformao do concreto aumenta com o mdulo de deformao do agregado

Fatores contribuintes Rigidez do agregado Teor de agregado Zona de transio (agregado graudo pasta)Fonte: ABCP (2008)

Mdulo de deformao do concretoMdulo de deformao

Podem ser obtidos o mdulo de deformao secante ou tangente., simulando a estrutura em diferentes situaes (planos de carga);

Produto concreto ou na desforma da laje (1 carregamento);

Propriedades do concreto endurecidodeformaes por ao de cargasDeformaes instantneas (elsticas e plsticas)

Deformao lenta ou por flunciaResultante da ao lenta do carregamento que causa a movimentao da gua adsorvida no gel de CSH (silicatos clcicos hidratados) e capilares do concreto, bem como a transferncia de tenses entre a pasta e os agregados.

Propriedades do concreto endurecidodeformaes por ao de cargasFlunciaFluncia ou deformao lenta a crescente deformao que o concreto sofre quando submetido a um carregamento constante, durante um perodo de tempo;

A deformao maior no incio e tende a um valor limite. parcialmente reversvel, caso a carga seja removida;

Decorre devido a movimentao de gua adsorvida nos capilares do concreto, que sob presso oriunda do carregamento, expulsa-a fazendo com que a estrutura se acomode.

Propriedades do concreto endurecidodeformaes por ao de cargasFonte: LHERMITE (1967)

Propriedades do concreto endurecidodeformaes por ao de cargasFonte: LHERMITE (1967)

Propriedades do concreto endurecidodeformaes por influncia trmicaDilatao trmicaSob a influncia do calor, o concreto se dilata. Quando submetido ao frio se contrai. Coeficiente de dilatao trmica a relao entre a dilatao entre duas temperaturas e a diferena entre estas duas temperaturasdilataoVariao de temperatura= coeficiente de dilatao trmica 0,8 a 1,25 mm/m por 100 de variao trmica

Propriedades do concreto endurecidodeformaes por umidadeInchamento por umidade

No caso do concreto ser mantido submerso h aumento de volume;

Variao depende da composio da gua ou do lquido em que o concreto mantido. Nos casos de gua potvel ou destilada o inchamento muito pequeno.

Referncias BibliogrficasMEHTA P. K.; MONTEIRO P. J. M. Concreto ; estrutura, propriedade e materiais. So Paulo: PINI. 1999.

DURANTE R.; BARBOSA L. A. G. Concreto: qualidade, classificao e propriedades. Limeira: Centro Superior de Educao Tecnolgica UNICAMP. 2007. 31 p. Disponvel em www.ceset.unicamp.br

ASSOCIAO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND. Propriedades do concreto endurecido. So Paulo: ABCP, 2000.

ASSOCIAO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND. So Paulo: ABCP, Apostila de curso. 2008.

ROBERT L. Ao p do muro. Brasilia: SENAI. 1967

Materiais de Construo Civil e Princpios de Cincia e Engenharia de Materiais. Isaia C.G. editor. So Paulo: IBRACON, 2007. Concreto: ensino e pesquisa. Isaia C.G. editor. So Paulo: IBRACON, 2005.