AULA 5. Materiais de Construção II. 1 Características de armaduras para Betão Armado e Pré-esforçado

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1 AULA 5 Materiais de Construção II II Aços para Construção Características de armaduras para Betão Armado e Pré-esforçado; Estruturas de Aço;. 1 Características de armaduras para Betão Armado e Pré-esforçado As armaduras para betão são caracterizadas pelo seu processo de fabrico, que está relacionado com a composição química do aço, pelas propriedades mecânicas, pela configuração geométrica, que se relaciona também com as características de aderência ao betão. Pois, dessa maneira, podemos considerar, na base da classificação em termos de resistência mecânica e superfície exterior, que temos por um lado aços macios e aços duros e por ouro lado, aços lisos e nervurados. 1.1) Composição química O aço do betão armado, comummente usado, não possui mais do que 0,2% de carbono. É portanto, um aço macio (a sua resistência é relativamente baixa com uma deformação plástica considerável). Quando se pretende melhorar a resistência mecânica e reduzir a ductilidade, usa-se um aço que possui percentagem de carbono até cerca de 0,3%, considerado aço duro, não obstante o facto de receber têmpera no seu fabrico ou ainda, ser laminado a frio por torção do aço macio. Esses aços não são soldáveis ou perdem a resistência. O aço do betão pré-esforçado como tem de ter resistências e tensões de cedência muito maiores do que as do betão ordinário, tem uma percentagem de carbono maior, é um aço

2 carbono (entre 0,6 a 0,9%). Contém ainda 0,3 a 0,8% de manganês e silício e limites pequenos e rigorosos de impurezas. 1.3) Configuração geométrica As armaduras usadas no betão armado e pré-esforçado, são na grande maioria dos casos, de secção circular. Os aços para betão armado denominam-se por armaduras ordinárias com diâmetros de 6, 8, 10,12, 16, 20, 25, 32 e 40 mm. Para diâmetros de 5mm chamam-se verguinhas e diâmetros superiores a 40 mm são vergalhões. Especificamente, quando o diâmetro é inferior a 12mm chama-se fio e superior a 12mm chama-se varão, sendo barra quando o diâmetro é igual a 12mm. O aço macio menos resistente toma a designação de A 235 e pode ter superfície lisa ou nervurada (com aspecto da figura seguinte). As nervuras surgem para melhorara a aderência aço-betão. Os aços duros para serem distinguidos dos macios, levam a meio um traço a ligar as nervuras a 45o. Por outra, a partir de uma aço macio nervurado pode-se obter um aço duro com a seguinte superfície (Ex. da obtenção do A400ER a partir do A400NR). A aderência aço-betão é ainda maior. Existem outros tipos de aços, considerados especiais:

3 Aço Bi trata-se de uma associação de duas verguinhas de aço duro, ligadas entre si através de travessas de aço macio. Neste aço a ligação com o betão já não se faz por aderência, mas sim através dos processos, que resistem por flexão, compressão e corte, devido a haver betão entre eles. Possuem tensão de cedência de cerca de 700 MPa, tensão de rotura de 800 MPa e extensão após rotura de 6%, portanto, conseguem altas resistências apesar de serem pouco utilizados a não ser em estruturas especiais. Malhasol é constituída por uma série de ferros cruzados segundo direcções perpendiculares, soldados entre si nos nós. Há vários tipos dependendo do espaçamento dos ferros. Os diâmetros variam entre 2,5 a 5,0mm. Possuem tensão convencional de cerca de 500 MPa, tensão de rotura de 600 MPa e extensão após rotura de 7%. Usa-se normalmente o tipo AR (100mmx300mm) como malha de distribuição em lajes aligeiradas ou armadura principal em pequenas lajes unidirecionais ou, em outros tipos para armar lajes nas duas direcções. No betão pré-esforçado usam-se fios e quando se pretendem diâmetros maiores usam-se cabos e cordões. Os cabos são constituídos por 2,3 ou até 7 cordões. Em cordões, os fios enrolam-se em hélices cujo o peso depende do diâmetro dos fios. Os fios, em regra de secção circular, podem em certos casos ter pequenas ranhuras para melhorar a aderência. Verifica-se que quanto menor é o diâmetro do aço maior é a resistência a rotura e maior é o limite de elasticidade, pois, a sucessiva redução do diâmetro produz esse endurecimento. Os aços usados são aços duros com tensões de rotura variáveis, no entanto muito elevadas, podendo ser superiores a 2000 MPa.

4 2.VANTAGENS E DESVANTAGENS DO AÇO ESTRUTURAL Como vantagens das estruturas de aço podemos citar: 1. Alta resistência do material nos diversos estados de tensão (tracção, compressão, flexão etc.), o que permite aos elementos estruturais suportarem grandes esforços apesar da área relativamente pequena das suas secções; por isso, as estruturas do aço, apesar da sua grande densidade, são mais leves do que os elementos constituídos em concreto armado, permitindo assim vencer grandes vãos. 2. Garantias das dimensões e propriedades dos materiais. 3. Material resistente a choques e vibrações. 4. Os elementos de aço oferecem uma grande margem de segurança no trabalho, o que se deve ao fato de o material ser único e homogéneo, com limite de escoamento, ruptura e módulo de elasticidade bem definido.

5 5. Os elementos de aço são fabricados em usinas, oficinas; e sua montagem é bem mecanizada, permitindo com isso diminuir o prazo final da construção, em caso de necessidade, possibilita a desmontagem das estruturas e sua posterior montagem em outro local. 6. Os elementos de aço podem ser desmontados e substituídos com facilidade, o que permite reforçar ou substituir facilmente diversos elementos da estrutura. 7. Possibilidade de reaproveitamento do material que não seja mais necessário à construção (valores que chegam a 100% de aproveitamento). Como desvantagens das estruturas de aço podemos citar: 1. Limitação na execução em fábrica em função do transporte até o local de sua montagem final. 2. Necessidade de tratamento superficial das peças contra oxidação devido ao contacto com o ar atmosférico. 3. Necessidade de mão-de-obra e equipamentos especializados para sua fabricação e montagem. 4. Limitação de fornecimento de perfis estruturais.