Materiais de Construção - Ibracon - C26

Livro: Materiais de Construo Civil Organizador/Editor: Geraldo C. Isaia

Paulo Helene, USPTibrio Andrade, UFPE

CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND

CAPTULO 27


O concreto de cimento Portland

o mais importante material estrutural e de construo civil da atualidade. Mesmo sendo o mais recente dos materiais de construo de estruturas, pode ser considerado como uma das descobertas mais interessantes da histria do desenvolvimento da humanidade e sua qualidade de vida.

Sua descoberta no fim do sculo XIX e seu intensivo uso no sculo XX, que o transformaram no material mais consumido pelo homem depois da gua, revolucionaram a arte de projetar e construir estruturas cuja evoluo sempre esteve associada ao desenvolvimento das civilizaes ao longo da histria da humanidade.

INTRODUO


1a REVOLUO sobre a arte de projetar e construir estruturas

A rocha comeou a ser usada com tecnologia por volta de 2750 a.C. no Egito, com a construo da Pirmide escalona de Djeser, projetada por Imhotep;

Imhotep, que era um brilhante poltico e alquimista, foi reconhecido como o primeiro arquiteto da histria, em funo de ter projetado e construdo a primenira pirmide do planeta;

EVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAIS



Figura 1. Pirmide escalonada de Djeser, considerada a primeira pirmide em rocha projetada e construda pelo homem. Seu autor, Imhotep, foi denominado o primeiro Arquiteto

da humanidade.


Cerca de apenas 200 anos depois, no sem antes serem vtimas de alguns colapsos de pirmides que os ajudaram a evoluir, os arquitetos egpcios projetaram e construram a Pirmide de Khufu, em homenagem ao imperador Khufu, tambm conhecido por Queps, considerada uma das 7 maravilhas da antiguidade, com impressionantes 147m de altura.




Figura 2. Pirmide de Khufu, considerada a pirmide mais majestosa do antigo Egito. Uma das 7 maravilhas da antiguidade.


A rocha permaneceu como lder dos materiais estruturais por 4500 anos at

a chegada do ao e das estruturas

metlicas, por ocasio da Revoluo Industrial (1750 a 1850 d.C.);

Durante o predomnio da rocha natural, o concreto simples foi magnificamente aplicado em centenas de quilmetros de rodovias e pavimentos do imprio Romano como na

Via Apia, existente at

hoje nos arredores de Roma, seu uso mais espetacular foi na cpula de maior vo livre da antiguidade, o Panteo de Roma, com 44m de luz, cujo vo livre somente foi superado em 1912, na cobertura de um centro de exposies na Alemanha;




Figura 3. Cpula do Panteo de Roma, construda em concreto simples, com uso de agregados leves, pozolana e cal hidratada,118-125 d.C.


Depois dessa vitoriosa faanha estrutural, a Engenharia no mais utilizou esse concreto como material estrutural em obras importantes e parece ter esquecido esse conhecimento por muitos sculos.



2a

REVOLUO sobre a arte de projetar e construir estruturas

A 2a grande revoluo na arte de projetar e construir estruturas, ocorreu somente com a Revoluo Industrial, ou seja, nos fins do sculo XVIII e princpios do sculo XIX, com a chegada do ao para a construo de estruturas. Foi ento que a Engenharia conseguiu construir pontes de grandes vos. A primeira delas foi a ponte metlica construda em 1781, em arco e ainda com modestos 30m de luz, denominada Coalbrookdale Bridge, situada em Telford, regio admitida como centro da Revoluo Industrial, na Inglaterra, e que at

hoje se

encontra em uso para pedestres.



Em 1883, os americanos surpreenderam o mundo construindo a maravilhosa Ponte do Brooklin em Nova York, vedete de filmes at

hoje.

interessante notar que

as fundaes dessa ponte foram construdas originalmente em alvenaria de blocos de rocha, pois no havia ainda o concreto armado.




Figura 4. A majestosa ponte do Brooklin, em Nova York, inaugurada em 1883.


Ainda no sculo XIX, utilizando de forma magistral esse novo material de construo, Gustave Eiffel, na Frana, projetou e construiu uma das mais emblemticas obras de Engenharia, a majestosa La Tour Eiffel, inaugurada em 1889, com 312m de altura, superando por primeira vez, depois de 4400 anos, a altura da Pirmide egpcia de Khufu, monumento mais alto at

ento construdo pelo

homem. Desde sua inaugurao, essa torre desperta o interesse e a curiosidade de milhes de visitantes a Paris, tendo recebido em 2006 mais de 6.500.000 turistas. At

essa poca o ao estrutural vinha sendo utilizado principalmente para construir pontes e torres, sendo pouco empregado em edifcios que ainda continuavam sendo construdos com paredes estruturais de alvenaria portante e pisos de madeira.




Figura 5. Torre Eiffel em Paris com 312m de altura superou por larga margem a altura da pirmide de Khufu, com 147m, at

ento,mais alta estrutura construda pela Engenharia.


Esses desenvolvimentos deram origem, por volta de 1891, ao incio dos arranha-cus estabelecido com a inaugurao do edifcio Wainwright com 42m de altura em St. Louis, nos Estados Unidos. Essa nova forma de construir ficou conhecida como Escola de Chicago, sendo o Arquiteto Louis Henry Sullivan considerado seu cone e, a partir da

o projeto e construo de edifcios em

altura desenvolveu-se enormemente, sendo a principal forma de construir dos dias atuais.




Figura 6. Edifcio Wainwright em St. Louis, Estados Unidos, primeiroarranha-cu

em estrutura metlica com 42m de altura, inaugurado em 1891.


3a

REVOLUO sobre a arte de projetar e construir estruturas

O concreto da era atual teve incio somente aps a patente do cimento Portland por John Aspdin em 1824 na Inglaterra. Nesses primeiros anos, mesmo nos Estados Unidos, Frana e Inglaterra, que eram as trs naes mais desenvolvidas da poca, pouca aplicao significativa teve, destacando-se as patentes dos franceses Joseph-

Louis Lambot, em 1855, para construir barcos, e, de Joseph Monier para construir vasos em 1867 (e postes e vigas em 1878), basicamente em argamassa armada.



Naquele sculo XIX, pesquisadores do quilate de Louis Vicat, Henry Le Chtelier e Ren

Fret trataram de tornar

esse novo material, o concreto de cimento Portland, mais conhecido e mais confivel, resultando no interesse de seu uso generalizado em estruturas.

Com o embasamento terico e experimental sobre a confiabilidade desse novo material estrutural, assegurado por esses e outros pesquisadores, e, dispondo de um produto industrializado, o francs Franois Hennebique, construtor, desenvolveu o sistema e obteve uma patente, em 1892, para o completo projeto e construo de edificaes com base num novo processo construtivo por ele denominado de bton arm.




Figura 7. Desenho tpico de um projeto e construo de edifcios com estruturas de concreto armado de acordo com a patente de Hennebique em 1892.


Hennebique, que tambm projetou e construiu a primeira ponte de concreto armado em Chtellerault, em 1899, mostrou que havia resolvido os problemas de ligao e engastamento entre vigas, pilares e lajes. Para demonstrar as vantagens e segurana desse novo sistema construtivo, ele projetou e construiu o primeiro edifcio totalmente de concreto armado, com pilares, vigas e lajes, similar ao que hoje se pratica em todas as naes do mundo.

Demonstrou ser possvel, seguro e durvel, substituir as paredes portantes por paredes de vedao e os pisos metlicos ou de madeira por lajes de concreto armado, inaugurando em 1901 um edifcio de 7 andares onde fez sua residncia e seu escritrio de negcios.




Figura 8. Edifcio de Hennebique. Rue Danton n.1. Quartier Latin, Paris, 1901. Vida til comprovada de mais de 100 anos!


Seu descobrimento representou uma 3a revoluo to impressionante na forma de projetar e construir estruturas, que, em apenas uma dcada, sua empresa construiu mais de 7000 edifcios e constituiu 62 escritrios espalhados pelas principais cidades do mundo, nos quatro principais continentes da poca: Europa, Amrica, frica e sia. O principal slogan de seu negcio era:

...nunca mais risco de incndio....



O Brasil publica sua primeira norma em 1931, depois de haver projetado e construdo dois recordes mundiais em altura, os edifcios A Noite, no Rio de Janeiro e Martinelli em So Paulo, ambos em fins da dcada de 20, com mais de 100m de altura. Um pouco antes, em meados da dcada de 20, o Palcio Salvo em Montevidu (vide Fig. 9), por primeira vez alcanou os 100m de altura e pode ser considerado o primeiro arranha-cu em concreto armado do mundo. Na dcada seguinte, o Rascacielos Kavanagh em Buenos Aires supera impressionantes 120m de altura em 1935 e passa a ser o edifcio em concreto, mais alto do mundo.




Figura 9. Palacio Salvo em Montevidu, Uruguai, primeiro arranha-cuem concreto armado do mundo, inaugurado em 1925. Projeto do arquiteto Mario Palanti.


No fim da dcada de 20, ainda na Frana, em 1928, Eugne Freyssinet insere seu nome na histria, patenteando o concreto protendido que deu enorme impulso ao uso das estruturas de concreto, no somente para edifcios viabilizando as lajes planas, mas tambm para pontes, viabilizando processos construtivos to ousados quanto os balanos sucessivos para vencer grandes vos sem necessidade de escoramentos.



Naquelas poucas dcadas, o projeto das estruturas havia mudado radicalmente. No eram mais necessrios arcos e abbadas para vencer vos, nem escoramentos tradicionais, nem vrios materiais sobrepostos, nem paredes estruturais para suportar cargas, bastavam pilares, vigas e lajes de concreto.

Por outro lado a construo civil de edificaes nos pases desenvolvidos fazia uso intensivo do ao estrutural. Era notvel o enorme desenvolvimento da Engenharia de estrutura metlica que, na mesma poca, em 1931, inaugurava o Empire State Building em Nova York com 383m de altura, surpreendendo a engenharia mundial e colocando-se como o grande marco do poder e do desenvolvimento da civilizao americana.



Durante os primeiros 90 anos do sculo XX, as estruturas metlicas para edifcios altos prevaleceram sobre as de concreto, havendo alterao somente no fim da dcada de 90.



4a

REVOLUO

Em 1997, a Malsia, na cidade de Kuala Lumpur, deu um passo enorme em direo

4

revoluo na arte de

projetar e construir estruturas, com a construo das torres gmeas Petronas, em concreto de alto desempenho e com 452m de altura, superando a estrutura metlica da Torre Sears, na poca a mais alta estrutura de edifcio do mundo, situada em Chicago.

Com projeto arquitetnico do consagrado arquiteto argentino Cesar Pelli e projeto estrutural do reconhecido escritrio americano Thornton Tomasetti, essa obra emblemtica pode ser considerada um divisor de guas, pois a partir desse perodo o mundo das estruturas de edifcios altos adota definitivamente o concreto de alto desempenho como seu principal protagonista.




Figura 10. Petronas Tower, em Kuala Lumpur, Malsia, primeiro edifcio em concreto de alto desempenho que superou em altura os edifcios metlicos, 1997.


De acordo com os levantamentos do CTBUH Council on Tall Buildings and Urban Habitat, hoje j existem cinco novos edifcios com altura superior a 450m, entre eles: o edifcio Taipei 101 Shangai World Financial Centre emTaiwan, inaugurado em 2004 com 509m de altura, construdo com estrutura mista ao/concreto de alto desempenho.



Nos ltimos dez anos, a partir da construo da Petronas Tower (1997), 36 novos edifcios com altura superior a 300m, considerado o novo patamar para ser considerado arranha-cu, foram construdos ou esto em construo no mundo. Desse total, 13 edifcios so em estrutura de concreto, inclusive o mais alto do mundo, atualmente em construo nos Emirados rabes, denominado Burg (torre) Dubai, com provveis 750m, a ser inaugurado em 2008. Dos 36 citados, outros 19 so em estrutura mista concreto/ao, e somente 4 so em estrutura inteiramente de ao.




Figura 11. Torre (burg) Dubai, nos Emirados rabes. Estrutura de concreto mais alta do mundo com cerca de 750m de altura. Est

em construo e tem previso para inaugurar em 2008.


CONCEITOS FUNDAMENTAIS DA TECNOLOGIA DO CONCRETO



TUP (Trao unitrio em peso)

1,00 : a : b1

: b2

: a/c

1,00 -

massa de cimentoa -

quantidade de areia em relao amassa de cimento

b -

quantidade de brita em relao a massa de cimento

a/c -

relao gua/cimento m -

a + b1 + b2



Consumo terico de cimento por m3

de concreto (C)

C (kg/m3) = 1000 -

0,32 + m + a/c

2,65

Onde: v

o ar aprisionado ou incorporado intencionalmente; m = a + b1

+ b2a/c

a relao gua/cimento;

2,65 a massa especfica mdia dos agregados (kg/dm3) -

aproximado



Consumo real de cimento por m3

de concreto (C)

C (kg/m3) = Mesp.conc.frescok

Onde: Mesp.conc.fresco

massa especfica doconcreto fresco do concreto, que com os agregados normais, pode variar entre 2.200 kg/m3

a 2.450 kg/m3

dependendo do ar incorporado;K = 1 + a + b1

+ b2

+ a/c



Propriedades relacionadas com o concreto endurecido

Relao gua/cimento (a/c) para atender simultaneamente:

-

a especificao da resistncia

compresso (fck de projeto ou condio especifica de resistncia a uma dada idade)

-

aos critrios de durabilidade (funo do meio em que esta inserida a estrutura-projeto de norma NBR 6118/03)



RELAO GUA/CIMENTO

Lei de ABRAMS

Relao inversa entre a resistncia

compresso do concreto e a sua relao gua/cimento

fc = ABa/c

Onde:a/c

a relao gua/cimento

A e B so constantes, que dependem, principalmente, do tipo de cimento



GRAFICO 01 - DIAGRAMA DE DOSAGEMRELAO GUA CIMENTO X RESISTNCIA COMPRESSO

10121416182022242628303234363840424446

0.4 0.42 0.44 0.46 0.48 0.5 0.52 0.54 0.56 0.58 0.6

a/c

M

P

a

1 dia

3 dias

7 dias

28 dias


Propriedades relacionadas com o concreto frescoRelao gua/materiais secos e teor de argamassa em funo das caractersticas dos materiais e condies de

transporte, lanamento e adensamento

trabalhabilidade




Pasta com a/c = 0,60Para fck

de 20 MPa




de 30 MPa




de 40 MPa




de 60 MPa



Efeito do Super plastificante (1%)



Parmetro relacionado s propriedades do concreto fresco

Relao gua/materiais secos:

A% = a/c x 1001 + m

Utilizando os mesmos constituintes, quanto maior A % mais plstico

concreto;



Parmetro relacionado s propriedades do concreto fresco

Teor de argamassa (a%)

a % = 1 + a x 100

1 + m

Utilizando os mesmos constituintes, quanto maior o a%, mais argamassado ser

o concreto.


Trabalhabilidade

Maior ou menor aptido de um concreto ser transportado, lanado, adensado, sem perda de sua homogeneidade.

Carter extremamente subjetivo.

PROPRIEDADES DO CONCRETO FRESCO


Fatores de influncia: Intrnsecos:

Relao gua/materiais secos; Teor de argamassa; Proporo entre cimento:

agregados (1: m); Forma e textura dos agregados,

principalmente os grados;



Fatores de influncia:

Externos: Tipo de transporte (convencional ou

bombeado); Lanamento; Caractersticas geomtricas da forma; Densidade de armadura; Tipo intensidade de vibrao; Tipo de acabamento superficial.



Concretos plsticos Medio da trabalhabilidade atravs da

NM67 (Concreto -

Determinao da consistncia do abatimento do tronco de cone -

Mtodo de ensaio).

Moldagem de um tronco de cone, sendo ovalor do abatimento, a diferena da altura inicial e final do cone, em mm ou cm.



Resistncia

compresso (Normas): NBR 5738 (Moldagem e cura de corpos de

prova de cilndricos e prismticos -

Mtodo de ensaio);

NBR 5739 (Ensaio de compresso de corpos de prova cilndricos de concreto Mtodo de ensaio;

NBR 12.655 (Preparo, controle e recebimento).

NBR 8953 (Concreto para fins estruturais

Classificao por grupos de resistncia)

PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Resistncia

compresso


PRORIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Resistncia

compresso


Rc = P D24


compresso


Resistncia

compresso Fatores de influncia Resistncia da pasta

Relao gua/cimento da pasta (concreto)

Resistncia do Cimento Portland

Idade

Teor de ar incorporado

Resistncia do agregado Compacidade do concreto


compresso


ffckck = = ??


compresso


Resistncia caracterResistncia caracterstica stica compresso de projetocompresso de projeto

Valor de referncia que o projetista Valor de referncia que o projetista adota como base de cadota como base de clculo, sendo lculo, sendo associada a um nassociada a um nvel de confianvel de confiana a

de 95%.de 95%.


compresso


Os concretos estruturais previstos na NBR 6118:2003 devem ter massa especfica normal, ou seja, depois de secos em estufa, devem ter massa especfica compreendida entre 2000kg/m3 e 2800kg/m3. Em no se conhecendo a massa especfica real, para efeito de clculo, pode-se adotar para o concreto simples o valor 2400 kg/m3 e para o concreto armado e protendido 2500kg/m3.

Quando se conhecer a massa especfica do concreto utilizado, pode-se considerar para valor da massa especfica do concreto armado ou protendido, aquela do concreto simples acrescida de 100kg/m3 a 150kg/m3. Concretos leves com argila expandida tambm podem ser utilizados desde que atendam os limites mnimos de resistncia.

PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Massa especfica


Segundo a NBR 6118:2003, para efeito de anlise estrutural, o coeficiente de dilatao trmica pode ser admitido como sendo a

= 10-5/C e depende da natureza

e teor de agregados. O coeficiente de dilatao trmica efetivo

maior nas pastas, da ordem de 1,2*10-5/C.

PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Coeficiente de dilatao trmica


(Normas) NBR 5738 (Moldagem e cura de corpos de

prova cilndricos e prismticos -

Mtodo deensaio);

NBR 12142 (Concreto -

Determinao da resistncia

trao na flexo em corpos

de prova prismticos -

Mtodo de ensaio); NBR 7222 (Argamassa e concreto


trao na compresso diametral -

Mtodo de

ensaio).


trao



trao


Resistncia

traoFatores de influncia

Resistncia da pasta

Relao gua/cimento da pasta (concreto)

Resistncia do Cimento Portland

Idade

Teor de ar incorporado Resistncia,granulometria,

textura e forma

do

agregado Compacidade do concreto


trao


Segundo a NBR 6118:2003, a resistncia

trao direta fct pode ser considerada igual a 0,9 fct,sp ou 0,7 fct,f ou, na falta de ensaios para obteno de fct,sp e fct,f, pode ser avaliada por meio das expresses:

fctm = 0,3 fck2/3

fctm e fck em MPa

fctk,inf = 0,7 fctm

fctk,sup = 1,3 fctm

onde: fctm e fck so expressos em MPa.

Sendo fckj 7MPa, estas expresses podem tambm ser usadas para idades diferentes de 28 dias.


trao


em (kgf/cm ou MPa)

= Carga

solicitante

Aseo transv

L1

= L -

L1,

1

=L1L

L2

= L -

L2,

2

=L2L

1

L L1

2

L2

PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Mdulo

de elasticidade


14

28

41

Concreto

1000 2000

C

o

n

c

r

e

t

o

M

P

a

3000() 10-6

= E x

Onde:E

mdulo de deformao

E2E1E3 E (kgf/cm

ou GPa)


de elasticidade


= E x Onde:

a tenso aplicada;

E

o mdulo de deformao, no apresentando um valor fixo e depende das caractersticas do concreto e da tenso atuante;

a deformao unitria (L/L).


de elasticidade


Mdulo de Elasticidade (Normas) NBR 5738 (Moldagem e cura de corpos de

prova cilndricos e prismticos -

Mtodo deensaio);

NRB 8522 (Concreto -

Determinao do mdulo de deformao esttica e diagrama: tenso x deformao -

Mtodo

de ensaio).


de elasticidade



de elasticidade


Pela NBR 8522, o mdulo de deformao

a tangente inicial a 30% de fc, onde fc

a resistncia do concreto.

Segundo a NBR 6118:2003, quando no forem feitos ensaios e no existirem dados mais precisos sobre o concreto a ser usado na idade de 28 dias, pode-se estimar o valor do mdulo de elasticidade inicial usando a expresso:

Eci = Ec,30%fc = Ec = 5600 fck1/2

onde Ec e fck so dados em MPa.


de elasticidade


O mdulo de elasticidade secante (a 0,4fck, ou 0,45fck, ou qualquer outra tenso) a ser utilizado nas anlises elsticas de projeto, especialmente para determinao de esforos solicitantes e verificao de estados limites de servio, pode ser calculado pela expresso:

Ecs = 0,85 Ec

onde Ecs e Ec so expressos em MPa.

Na avaliao do comportamento de uma pea ou seo transversal a NBR 6118:2003 permite adotar um mdulo nico,

trao e compresso, igual ao mdulo secante,

Ecs.

Na avaliao do comportamento global da estrutura e para o clculo das perdas de protenso, ela permite utilizar em projeto o mdulo inicial, Eci ou Ec.

PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Mdulo elasticidade


Fatores de influnciaresistncia

compresso do concreto

consistncia do concreto frescovolume de pasta por metro cbico de concretoteor de umidade dos corpos de prova no momento do

ensaiodimenso mxima caracterstica do agregado gradodimenso dos corpos de provatemperatura de ensaionatureza da rocha do agregado grado


de elasticidade


Por isso,

muito difcil estabelecer uma expresso nica que dependa somente da resistncia

compresso do

concreto, pois esta

apenas uma das variveis em jogo. Para exemplificar, apresenta-se abaixo uma proposta de faixas possveis de variao do mdulo de elasticidade inicial:

Ec = a1 . a2 . 5600 . fck1/2

onde a1 e a2 podem ser obtidos do Quadro 1.




natureza do agregado grado

a1 consistncia do concreto fresco

a2

basalto e diabsio 1,1 fluida 0,9

granito e gnaisse 1,0 plstica 1,0

calcrio, arenito e metasedimento

0,9 seca 1,1

Quadro 1. ndices da expresso de previso do mdulo de elasticidade do concreto


Deve-se observar ainda que o mdulo de elasticidade real nas estruturas depende da qualidade do adensamento do concreto, do teor de pasta e da qualidade e natureza dos agregados disponveis. Em muitos casos

prudente

adotar mdulos de elasticidade Ec menores que 5600 . fck1/2, sendo prudente e muito mais conveniente adotar valores da ordem de Ec = 5000 . fck1/2.



Finalmente h

de recordar-se que as deformaes e flechas obtidas a partir dessas expresses referem-se a valores imediatos, ou seja, verificveis at

15 minutos

aps o carregamento. Para idades de permanncia das cargas superiores a essa, tipo carga de longa durao,

necessrio considerar os efeitos de fluncia e as deformaes finais podem chegar a ser da ordem de 3 a 5 vezes os valores iniciais previstos pelas expresses anteriores.



De acordo com a NBR 6118:2003, para tenses de compresso menores que 0,5fc e tenses de trao menores que fct, o coeficiente de Poisson pode ser tomado como igual a 0,2 e o mdulo de elasticidade transversal Gc igual a 0,4 Ecs.

PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Coef. de poisson e md. de elasticidade transversal


Baseado nas recomendaes da NBR 6118:2003 e do Model Code fib(CEB-FIP) 90, quando no h

impedimento

livre deformao do concreto e a ele

aplicada, no tempo to, uma tenso constante no intervalo t -

to sua

deformao total, no tempo t, vale:

ec (t) = ec (to) + ecc (t) + ecs (t)

onde:

ec (to) = c (to) / Ec (to)

a deformao imediata, por

ocasio do carregamento, com Ec (to);

ecc (t) = [c (to) / Ec28]

(t, to)

a deformao por

fluncia, no intervalo de tempo (t, to), com Ec28 calculado pela mesma expresso, para j = 28 dias

ecs (t)

a deformao por retrao, no intervalo de tempo (t, to)

PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Deformao do concreto no tempo


O aumento da deformao ou contrao do concreto, no tempo, e sob carga de longa durao (acima de 15 minutos), sem variao trmica nem de UR,

chamada de

fluncia ou deformao lenta do concreto.

O concreto sofre uma deformao inicial devida

deformao elstica

por ao da aplicao da carga (chamada de deformao instantnea < 15 minutos), uma deformao devida

retrao hidrulica e uma contrao

diferida no tempo devida s cargas de longa durao. Esses fenmenos so interativos e uns interferem nos outros.


Fluncia


A fluncia do concreto envolve:

A chamada fluncia bsica que ocorre quando no h

mudanas na UR do ambiente nem na temperatura;

A chamada fluncia de secagem que ocorre quando h

reduo da UR do ambiente.

Existem vrios ensaios que permitem medir a fluncia dos concretos, a saber: NBR 8224:1983, ASTM C 157 e outros. Como se tratam de ensaios sofisticados e demorados

usual adotar, para fins de projeto, valores

obtidos de expresses ou modelos desenvolvidos por vrios autores ao longo dos ltimos 30 anos.


Fluncia


Segundo a NBR 6118:2003, a deformao por fluncia do concreto (cc) compe-se de duas partes, uma rpida e outra lenta. A fluncia rpida (cca)

irreversvel e ocorre

durante as primeiras 24h aps a aplicao da carga que a originou. A fluncia lenta

por sua vez composta por duas

outras parcelas: a deformao lenta irreversvel (ccf) e a deformao lenta reversvel (ccd).


Fluncia


cc =

cca

+ ccf

+ ccd

c,total

= c + cc = c (1 + )

= a + f + d

onde:

a

o coeficiente de fluncia rpida

f

o coeficiente de deformao lenta irreversvel

d

o coeficiente de deformao lenta reversvel


Fluncia


A retrao do concreto

uma reduo do volume do concreto ao longo do tempo, sem a ao de foras externas. Essa reduo

devida

perda de gua da

pasta de cimento e a alteraes fsico-qumicas internas24.

No concreto fresco, a perda de gua ocorre por exsudao, evaporao, percolao por juntas dos moldes, absoro de gua pelos agregados, absoro de gua pelas frmas ou por alguma superfcie em contato com a pea concretada. Ela d

origem

chamada

retrao plstica. Essa perda de gua pode ser controlada em parte por um correto estudo de dosagem experimental e em parte por procedimentos adequados de concretagem, adensamento e cura.


Retrao


No concreto endurecido, a perda de gua ocorre quando este

exposto em ambiente com umidade relativa inferior

a 100%. Ocorre ento a chamada retrao por secagem ou retrao hidrulica.

A perda de gua capilar ou livre

considerada a principal causa da retrao por secagem. A gua de gel s

perdida em ambientes com umidade relativa menor ou igual a 11%. A gua de hidratao, que reagiu quimicamente, s

perdida em ambientes com

temperaturas acima de 100oC.


Retrao


Portanto, do ponto de vista prtico, a retrao do concreto endurecido pode ocorrer devida a trs mecanismos principais:

A retrao hidrulica ou de secagem: devida evaporao da gua livre ou capilar que gera tenses

capilares importantes nos poros remanescentes do concreto (pasta) que ainda possuem gua.


Retrao


A retrao por hidratao do cimento ou retrao qumica ou retrao autgena: o volume total dos produtos hidratados

inferior

soma dos volumes de

cimento anidro e de gua. Este fenmeno tambm chamado de contrao Le Chtelier, em homenagem ao

pesquisador que primeiro o identificou e explicou. Pode ser incrementada pela remoo da gua capilar para hidratao do cimento anidro remanescente. Isso ocorre quando a gua livre j

foi consumida. Este processo

tambm

chamado de auto-secagem ou auto- dessecamento. O resultado macroscpico final

a soma

da retrao por hidratao do cimento com o efeito fsico da retrao por depresso capilar.


Retrao


A retrao por carbonatao: decorrente da reao do CO2 presente na atmosfera 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 da gua gerada nessa reao.


Retrao


O estudo da retrao do concreto

muito importante, pois, na prtica, a retrao das peas de concreto raramente

livre. As restries induzem tenses de trao no material, e, dependendo da intensidade dessas tenses e do mdulo de elasticidade em trao do concreto, pode ocorrer a temida fissurao.

As fissuras so indesejveis, pois, alm de prejudicarem a aparncia da pea, terem um efeito psicolgico negativo e aumentarem as deformaes das peas, ainda podem reduzir significativamente sua durabilidade.

Portanto

importante compreender o fenmeno da retrao para buscar materiais e meios que minimizem seus efeitos.


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Os principais fatores que afetam a retrao por secagem dos concretos so:

Agregados: a presena dos agregados no concreto promove restries

deformao. O teor e o mdulo de

deformao do agregado so os principais fatores que influenciam a retrao.

Relao gua/cimento: para um dado consumo de cimento, um aumento na relao a/c implica na diminuio na resistncia do concreto, e, portanto, no seu mdulo de elasticidade.

gua por m3:

recomendvel que os concretos contenham, no mximo, 175 litros de gua por m3 de concreto fresco com o objetivo de reduzir os riscos de evaporao.


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Adies e aditivos: adies como escria granulada e pozolanas, e aditivos redutores de gua e retardadores de pega tendem a aumentar o volume de poros finos no produto da hidratao do cimento. Por outro lado certos aditivos podem reduzir a retrao.

Tempo e umidade: a retrao

uma deformao que acontece ao longo do tempo. Alm disso, a taxa relativa do fluxo de umidade do interior para as superfcies externas do concreto se torna mais lenta com o aumento da umidade atmosfrica.

Geometria do elemento de concreto:

quanto maior

o caminho que a gua interna ao concreto tem que percorrer para atingir a superfcie do elemento, menor

a taxa de

perda de gua.


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Os ensaios de retrao livre esto descritos na NBR 12650:1992 e na NBR NM 131:1998. Dentre os ensaios com restries o mais utilizado

o chamado anel de

Coutinho24.

Na falta de resultados experimentais, os valores numricos usuais podem ser obtidos de Quadros

numricos apresentados na prpria NBR 6118:2003.


Retrao


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o chamado anel de Coutinho24.

Na falta de resultados experimentais, os valores numricos usuais podem ser obtidos de Quadros numricos apresentados na prpria NBR 6118:2003.

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CONCRETO DE CIMENTO PORTLANDINTRODUOEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAIS EVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAIS EVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAIS EVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAIS EVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAIS EVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAIS EVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAIS EVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAIS EVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAIS EVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISEVOLUO DOS MATERIAIS DE CONSTRUO ESTRUTURAISCONCEITOS FUNDAMENTAIS DA TECNOLOGIA DO CONCRETOCONCEITOS FUNDAMENTAIS DA TECNOLOGIA DO CONCRETOCONCEITOS FUNDAMENTAIS DA TECNOLOGIA DO CONCRETOCONCEITOS FUNDAMENTAIS DA TECNOLOGIA DO CONCRETOCONCEITOS FUNDAMENTAIS DA TECNOLOGIA DO CONCRETOCONCEITOS FUNDAMENTAIS DA TECNOLOGIA DO CONCRETOCONCEITOS FUNDAMENTAIS DA TECNOLOGIA DO CONCRETOCONCEITOS FUNDAMENTAIS DA TECNOLOGIA DO CONCRETOCONCEITOS FUNDAMENTAIS DA TECNOLOGIA DO CONCRETOCONCEITOS FUNDAMENTAIS DA TECNOLOGIA DO CONCRETOCONCEITOS FUNDAMENTAIS DA TECNOLOGIA DO CONCRETOCONCEITOS FUNDAMENTAIS DA TECNOLOGIA DO CONCRETOCONCEITOS FUNDAMENTAIS DA TECNOLOGIA DO CONCRETOCONCEITOS FUNDAMENTAIS DA TECNOLOGIA DO CONCRETOCONCEITOS FUNDAMENTAIS DA TECNOLOGIA DO CONCRETOCONCEITOS FUNDAMENTAIS DA TECNOLOGIA DO CONCRETOPROPRIEDADES DO CONCRETO FRESCOPROPRIEDADES DO CONCRETO FRESCOPROPRIEDADES DO CONCRETO FRESCOPROPRIEDADES DO CONCRETO FRESCOPROPRIEDADES DO CONCRETO FRESCOPROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOResistncia compressoPRORIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOResistncia compressoPRORIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOResistncia compressoPRORIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOResistncia compressoPRORIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOResistncia compressoPRORIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOResistncia compressoPROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOMassa especficaPROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOCoeficiente de dilatao trmica PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOResistncia traoPROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOResistncia traoPROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOResistncia traoPROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOResistncia traoPROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOMdulo de elasticidadePROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOMdulo de elasticidadePROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOMdulo de elasticidadePROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOMdulo de elasticidadePROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOMdulo de elasticidadePROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOMdulo de elasticidadePROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOMdulo elasticidade PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOMdulo de elasticidadePROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOMdulo elasticidade PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOMdulo elasticidade PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOMdulo elasticidade PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOMdulo elasticidade PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDOCoef. de poisson e md. de elasticidade transversal PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDODeformao do concreto no tempo PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Deformao do concreto no tempo FlunciaPROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Deformao do concreto no tempo Fluncia PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Deformao do concreto no tempo Fluncia PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Deformao do concreto no tempo Fluncia PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Deformao do concreto no tempo RetraoPROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Deformao do concreto no tempo Retrao PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Deformao do concreto no tempo Retrao PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Deformao do concreto no tempo Retrao PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Deformao do concreto no tempo Retrao PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Deformao do concreto no tempo Retrao PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Deformao do concreto no tempo RetraoPROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Deformao do concreto no tempo RetraoPROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO Deformao do concreto no tempo RetraoBibliografiaBibliografia

Materiais de Construção - Ibracon - C26

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