Propriedades do concreto Edurecido -...

Propriedades do concreto

JAQUELINE PÉRTILE

Concreto

O preparo do concreto é uma série de operações executadas de

modo a obter, á partir de um determinado número de componentes

previamente conhecidos, um produto endurecido com propriedades

especificas detalhadas em um projeto.

As propriedades do concreto dependem dos materiais e suas

proporções que influenciam tanto o concreto em seu estado fresco

como no seu estado endurecido.

Concreto - Manuseio e estocagem

• Cimento - Deve ser armazenado em

locais secos e com pouca umidade,

com empilhamento máximo de dez

sacos, sempre sobre estrados de

madeira, evitando-se o uso em

concreto estrutural quando o prazo de

estocagem for de mais de trinta dias.

Neste caso utilizá-lo em elementos de

menor importância como pisos,

argamassas, etc.

Concreto - Manuseio e estocagem

• Agregados - Ter certeza da uniforme

distribuição granulométrica, evitando-se a

segregação. Todos os materiais devem estar

isentos de impurezas. Evitar o manuseio em

vendavais e possíveis ocorrências de

enxurradas que podem carrear o material fino.

• Água - Verificar se existe contaminação de algum material incompatível

com o cimento ou aço se for material estrutural.

• Aditivos - Cuidados com a identificação e correta aplicação do produto,

de acordo com a especificação.

Concreto - Mistura

É o processo que vai procurar a homogeneidade de todos os

componentes do concreto. Cada partícula do cimento deve estar em

contato com a água, formando uma pasta homogênea e que envolva

totalmente os agregados. As duas qualidades fundamentais de uma boa

mistura são:

• Homogeneidade: a composição deve ser a mesma em todos os pontos

da mistura;

• Integridade: todas as partículas de água devem estar em contato com

todas as partículas sólidas.

Concreto - Mistura

Mistura manual

Normalmente utilizada em serviços de pequeno porte sendo

bastante satisfatório quando as quantidades de material são

pequenas. A mistura é feita com pás ou enxadas.

1. Mistura dos agregados graúdos;

2. Mistura de areia e cimento;

3. Adição da água de maneira gradual.

Concreto - Mistura

Estas operações devem ser feitas em

locais próprios como caixas de madeira

previamente molhadas, sobre chapas

metálicas ou pisos de concreto ou cimento.

Um cuidado especial deve ocorrer com

a adição de água visto que a dificuldade de

se fazer a mistura provoca uma tentativa de

aumento no volume de água para facilitar o

processo, alterando assim o fator

água/cimento.

Concreto - Mistura

Mistura mecânica

A mistura é feita por um equipamento denominado betoneira, que

proporciona a mistura por tombamento do material. A maquina gira em

tomo de um eixo e o material é misturado por aletas internas.

Existem betoneiras de eixo inclinado, vertical e de eixo em espiral

como os caminhões betoneira.

Os fatores fundamentais neste processo são:

1. Tempo de mistura;

2. Velocidade do equipamento;

3. Colocação dos materiais.

Concreto - Mistura

Caso este equipamento não seja disponível a colocação do

material pode ser variável resultando produtos com qualidades

variáveis dependendo desta ordem de colocação.

Uma ordem que produz um bom resultado é a seguinte:

• 50% da quantidade de água

• 50 à 70% dos agregados

• Cimento

• Resto dos agregados

• Resto de água

A homogeneidade da mistura pode ser

comprovada visualmente, existindo alguns

métodos mais eficientes como o abatimento,

granulometria e excesso de água.

Concreto – Transporte Este é o procedimento que ocorre quando o concreto é preparado

em usina. Pode ser efetuado de duas maneiras:

a) Caminhão basculante comum:

Este tipo de transporte é inadequado visto que pode haver perda

de material porque estes caminhões não são perfeitamente estanques.

Existe um tipo de caminhão basculante com agitadores de fundo

que permitem uma melhor qualidade do produto além de permitir um

tempo maior de transporte. No primeiro caso pode-se ter um percurso

de no máximo de 45 minutos ao passo que no segundo pode-se operar

até 90 minutos.

Concreto – Transporte

b) Caminhões betoneira:

São normalmente misturadores e agitadores, dependendo da

velocidade de rotação da betoneira. Pode-se adicionar a água somente

na obra, exigindo entretanto um controle mais rigoroso neste aspecto. O

transporte pode ocorrer em tempos de 90 minutos ou mais

dependendo da experiência do operador.

O transporte muito prolongado e que ultrapasse este tempo deve

ser feito com aditivos ou a utilização de materiais secos, com a adição

de água somente no local da obra.


Caminhão basculante comum Caminhão betoneira


Problemas decorrentes do transporte:

• Hidratação do cimento que pode ocorrer devido às condições

ambientes e à temperatura;

• Evaporação da água devido à fatores ambientais;

• Absorção por parte do agregado em especial da argila expandida. No

caso deste perigo é conveniente a saturação antecipada do mesmo;

• Trituração que ocorre com a agitação do material friável. A areia

modifica o módulo de finura ao passo que a brita pode-se transformar

em areia. Em qualquer dos casos à necessidade de se alterar o teor de

água para evitar a perda de trabalhabilidade.

Concreto - Lançamento

É o processo de colocação do concreto

nas formas. O principal cuidado é evitar que

o material se separe. Algumas indicações

são:

1. Evitar o transporte à grandes distâncias para

evitar a perda de materiais.

2. Evitar o lançamento a grandes alturas para

evitar a segregação. As alturas máximas são

de até 2 metros. Pode-se utilizar calhas ou

mangotes.

Lançamento com mangote

Lançamento com calha

Concreto - Adensamento

É a operação que procura a eliminação dos vazios que possam

ocorrer durante o lançamento, tornando a mistura mais compacta,

menos permeável e portanto mais eficaz.

O adensamento depende fundamentalmente da trabalhabilidade

do material. Algumas peças exigem adensamento lento e concreto

fluido outras permitem concreto menos plásticos e com adensamento

mais enérgico. O adensamento pode ser manual ou mecânico.

Concreto - Adensamento

Adensamento manual

Pode ser feito com peças de madeira ou barras de aço que atuam

como soquete e empurram o concreto para baixo expulsando o ar

incorporado e eliminando os vazios.

Em peças de grande altura como pilares e cortinas deve-se

acompanhar o enchimento com batidas de martelo na fôrma de modo a

escutar onde possam ter ficado espaços vazios. No adensamento

manual, as camadas de concreto não devem exceder 20 cm.

Concreto - Adensamento Adensamento mecânico

O adensamento deve ser realizado de forma

que o concreto preencha todos os espaços da

fôrma. Durante o adensamento devem-se tomar

cuidado para que não se formem ninhos, nem

ocorra segregação dos materiais.

Deve-se evitar a vibração da armadura, para

que não se formem vazios a seu redor. Para

vibradores de imersão, a espessura da camada

deve ser no máx. 3/4 do comprimento da agulha.

Concreto - Adensamento O quadro indica a área de atuação de diversos tipos de agulhas.

Um bom indicativo da intensidade de vibração é o aparecimento

de uma superfície brilhante, isto é, um indicativo de que a água esta

começando a separar-se dos agregados, devendo então ser terminado o

processo. Outro indicativo é o respingo da nata na agulha que indica

também o excesso de vibração.

Concreto - Cura

A cura do concreto é uma operação que pretende evitar a retração

hidráulica nas primeiras idades do concreto quando sua resistência

ainda é pequena.

A perda de água se da por vários motivos tais como exposição ao

sol, vento, exsudação, etc, e provocam um processo cumulativo de

fissuração.

O fato de se evitar a perda de água é um fator importante para

diminuir o efeito da fissuração.

Concreto - Cura

Depois do início da pega ocorrem quatro tipos de retração:

• Antógena - é a redução do volume da pasta;

• Hidráulica - que é a perda de água não fixada ao cimento;

• Térmica - que ocorre pela reação exotérmica da hidratação do

concreto;

• Carbonatação - que é a formação de carbonato de cálcio por reação

da cal livre com o oxido de carbono do ar. É a menos significativa por

ser muito lenta.

Concreto - Cura Alguns procedimentos de proteção podem

ser:

• Molhar a superfície exposta diversas vezes

nos primeiros dias após a concretagem;

• Proteção com tecidos umedecidos;

• Lonas plásticas que evitem a evaporação

evitando-se a cor preta;

• Emulsões que formem películas

impermeáveis que impeçam a saída d'água.

Concreto - Retirada das Fôrmas e do Escoramento

A retirada das fôrmas e do escoramento só pode ser feita

quando o concreto estiver suficientemente endurecido para resistir

aos fatores que atuarem sobre ele sem sofrer deformações

inaceitáveis.

A retirada das fôrmas e do escoramento não deve ocorrer antes

dos seguintes prazos:

• faces laterais: 3 dias;

• faces inferiores, mantendo pontaletes bem encunhados e

convenientemente espaçados: 14 dias;

• faces inferiores, sem pontaletes: 21 dias.

Concreto - Dosagem

Dosar um concreto no laboratório consiste em determinar as

quantidades devidamente estudadas dos materiais envolvidos, sendo:

cimento, água, agregados e eventualmente aditivos, em proporções

convenientemente adequadas, para dar as propriedades exigidas, de

maneira que os componentes desta mistura atendam

satisfatoriamente todos os fatores, tornando o concreto em estado

endurecido com 0% de vazios como uma pedra artificial.

Concreto - Dosagem

É o processo que estabelece as proporções dos materiais, seja em

volume ou massa.

• Volume: Normalmente o concreto dosado em volume é aquele

preparado em obra, pelos volumes aparentes dos materiais.

• Massa: O concreto dosado em usina ou laboratório é normalmente em

massa, através de balanças de precisão, sendo um processo mais exato

com a correção da umidade executada de maneira mais correta. Os

agregados são normalmente colocados em silos e descarregados por

comportas hidráulicas. O cimento pode ser dosado em sacos ou em

balança especial.

Concreto - Dosagem

A maior influência na qualidade do concreto ocorre na alteração da

relação água/cimento. A falta do cimento provoca a queda da resistência

prevista.

As normas em geral admitem tolerâncias nas quantidades de

material de até 3% da massa nominal, sendo interpretado como

intervalo máximo de variação na quantidade de material, ficando dentro

do desvio padrão adotado para cálculo da resistência do concreto.

Concreto - Dosagem Influencia dos materiais na mistura:

CIMENTO

• Maior plasticidade;

• Maior coesão;

• Menor segregação;

• Menor exsudação;

• Maior calor de hidratação;

• Maior variação volumétrica.

AGREGADO MIÚDO

• Aumento do consumo de

água;

• Aumento do consumo de

cimento;

• Maior plasticidade;

AGREGADO GRAÚDO

• Mais arredondado e liso

maior plasticidade e menos

aderência;

• Lamelar maior consumo de

cimento, areia e água e

menor resistência;

• Melhores agregados são

cúbicos e rugosos.

Propriedades do concreto endurecido -

Peso específico

O peso específico do concreto endurecido depende de muitos

fatores, principalmente da natureza dos agregados (forma e

tamanho) e do método de compactação empregado.

Será tanto maior quanto maior for o peso específico dos

agregados e tanto maior quanto maior a quantidade de agregados

graúdos.

A variação do peso específico, contudo, é pequena, podendo-se

tomar para o concreto simples um valor de 2,3 tf/m³ e para o

concreto armado de 2,5 tf/m³.

Propriedades do concreto endurecido - Deformações

As deformações do concreto podem ser de duas naturezas:

-Deformações causadas por variação das condições ambientais, tais

como calor e umidade do ar (retração);

-Deformações causadas pela ação de cargas externas:

-Deformação imediata;

-Fluência - Deformação lenta;

-Deformação lenta recuperável;

Propriedades do concreto endurecido -

Deformações Retração

A retração é a diminuição de volume do concreto

desde o fim da cura até atingir um estado de equilíbrio

compatível com as condições ambientais.

A retração se processa mais rapidamente até uns 3 a 4 meses e depois mais lentamente. Pode-se admitir que, para as dimensões usuais, um quarto da retração se dá aos 7 dias, um terço aos 14 dias e metade em 1 mês, três quartos em 6 meses.


Influência da temperatura

As variações da temperatura ambiental não são

transmitidas instantaneamente ao concreto, mas tem uma ação

retardada sobre a variação da temperatura deste, sendo de

amplitude tanto menor quanto mais afastado da superfície

exposta ao ar onde estiver o ponto considerado.


Deformação imediata

Deformação imediata é aquela observada por ocasião da

aplicação de uma carga superior ao que a peça suporta.

Deformação lenta

Deformação lenta é o acréscimo de deformação que ocorre

no concreto se a solicitação for mantida, e com a manutenção da

carga ao longo do tempo.

Propriedades do concreto endurecido – Resistência a compressão

A resistência à compressão é a principal propriedade do concreto

no seu estado endurecido. O concreto é excelente quando submetido a

esforços de compressão e deixa a desejar sob esforços de tração.

Normalmente, utiliza-se a resistência à compressão simples para

medir a qualidade do concreto. Uma determinada resistência

especificada pode ser obtida em menor prazo através de uma cura

contínua.

Quando a cura é interrompida antes da obtenção da resistência desejada, seja através de fontes naturais, como chuva, por aplicações artificiais de umidade, permitirá obter ganhos em resistência, porém inferiores aos obtidos por processos contínuos.

Fatores que influenciam a resistência a compressão:

-Fator água / cimento: Quanto menor for o teor de água, maior é

a resistência do concreto e menor é a trabalhabilidade.

-Idade do concreto: A resistência do concreto aumenta com o

passar do tempo.

- Qualidade dos materiais: Materiais de boa qualidade resultam

concretos de boa resistência, ao passo que materiais de

qualidade inferior dão concretos de menor resistência.


Em ensaios de compressão

realizados em concretos, são

produzidos corpos de prova com

dimensões padronizadas, estes são

submetidos a uma força axial

distribuída de modo uniforme em

toda seção transversal do corpo de

prova até o seu rompimento. Desta

forma é possível medir a

resistência a compressão.


Corpos-de-prova Fonte: www.unesp.br

30

cm

15cm

Os corpos de prova devem possuir uma relação

altura/diâmetro maior do que 2. Para concretos feitos

com agregados de diâmetro máximo ou inferior a

38mm, adota-se o corpo de prova cilíndrico com 15cm

de diametro e 30cm de altura.

Ensaio de Resistência a compressão.Fonte: www.tbetao.com


Propriedades do concreto endurecido – Resistência a tração

A resistência à tração é da ordem da décima parte da resistência à

compressão.

Em um ensaio de tração, um corpo de prova é submetido a um

esforço que tende a alongá-lo ou esticá-lo até à ruptura. Geralmente, o

ensaio é realizado num corpo de prova de formas e dimensões

padronizadas (30x15cm), para que os resultados obtidos possam ser

comparados ou, se necessário, reproduzidos. Este é fixado numa

máquina de ensaios que aplica esforços crescentes na sua direção axial,

sendo medidas as deformações correspondentes.

Os esforços ou cargas são mensurados na própria máquina,

e, normalmente, o ensaio ocorre até a ruptura do material

Ensaio de Tração Fonte: http://pt.wikipedia.org/

Propriedades do concreto endurecido – Resistência a tração

As estruturas de concreto devem ser projetadas, construídas e

utilizadas de modo que sob as condições ambientais previstas e

respeitadas as condições de manutenção preventivas especificadas no

projeto, conservem sua segurança, estabilidade, aptidão em serviço e

aparência aceitável, durante um período pré-fixado de tempo, sem

exigir medidas extras de manutenção e reparo, ou seja, entende-se que

vida útil é um período no qual o concreto deve desempenhar as funções

para as quais foi projetado sem necessidade de intervenção alguma

durante um tempo pré estabelecido no projeto.

Propriedades do concreto endurecido – Durabilidade

Para obras de caráter transitório, efêmero é tecnicamente

recomendável uma vida útil de 1 ano, para pontes e outras obras de

caráter permanente poderão ser adotados períodos acima de 50 anos

A vida útil da estrutura depende tanto do desempenho dos

elementos, dos componentes estruturais quanto dos demais

componentes e partes da obra.

A principio dever caber ao proprietário determinar a vida útil do

projeto e cabe ao responsável do projeto analisar as situações

correspondentes para que seja estabelecida a vida útil requisitada.


Para que uma obra de concreto tenha uma boa vida útil é

imprescindível que os cálculos sejam perfeitos ao tipo de obra,

condições ambientais e demais determinantes. A execução deve ser

precisa, com mão de obra qualificada para que todas as etapas sejam

muito bem feitas, e por último os materiais utilizados devem ser de boa

qualidade. Se todos esses requisitos forem cumpridos a probabilidade

de o concreto durar muitos anos sem grandes reparos é grande.


Vídeos Complementares

Mãos a obra – Concreto parte 1

http://www.youtube.com/watch?v=Jlcqgh-5wKc

Mãos a obra – Concreto parte 2

http://www.youtube.com/watch?v=ddd4ZuMU1Rk

Rompimento de um corpo de prova: http://www.youtube.com/watch?v=6TsqUeLjHA8

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