Concretos. Prof. Amison de Santana Silva

Transcrição

1 Concretos Prof. Amison de Santana Silva

2 Antes de começar Vamos responder essa pergunta As vezes você se pergunta: Qual a diferença entre um pilar de uma coluna ou de uma viga ou de uma laje?

3 Coluna - São elementos dispostos verticalmente, importantíssimos na sustentação, principalmente, das vigas; - Embora tenha a mesma função de um pilar, este é geralmente mais robusto.

4 Coluna

5 Pilar - O pilar é uma coluna mais simples; - É um elemento estrutural vertical usado normalmente para receber os esforços diagonais de uma edificação e transferi-los para outros elementos, como as fundações; OBS. Uma coluna sustenta paredes e tetos, um pilar sustenta estruturas inteiras.

6 Pilar

7 Viga - As vigas vêm acima das colunas, na posição horizontal; - Elas são responsáveis por transferir todo o peso da laje e outros elementos para as colunas, estruturando a obra como um todo.

8 Viga

9 Radier - É um tipo de fundação rasa que se assemelha a uma placa ou laje que abrange toda a área da construção. - São lajes de concreto armado em contato direto com o terreno que recebe as cargas oriundas dos pilares e paredes. - É indicado para terrenos argilosos, onde o solo está muito sujeito a movimentações.

10 Radier

11 Concreto - Definição É um material de construção resultante da mistura de: um aglomerante (cimento); com agregado miúdo (areia grossa); agregado graúdo (brita ou cascalho lavado); e água em proporções exatas

12 Concreto Uso na construção Peças pré-moldadas: Nas estruturas (com adição do ferro) como: Lajes, pilares, vigas, escadas, consoles e sapatas.

13 Concreto Pré-moldados

14 Concreto Moldados no local

15 Preparo do Concreto

16 Preparo do Concreto

17 Preparo do Concreto

18 Transporte do Concreto Esse tipo de fornecimento só é viável para quantidades acima de 3 m 3 e para obras não muito distantes das usinas ou concreteiras, por questão de custo. O concreto também pode ser comprado pronto, misturado no traço desejado e entregue no local da obra por caminhões betoneira.

19 Concreto Fresco Propriedades Trabalhabilidade: É a propriedade do concreto fresco que identifica sua maior ou menor aptidão para ser empregado com determinada finalidade, sem perda de sua homogeneidade;

20 Concreto Fresco Propriedades Trabalhabilidade Fatores que afetam: a) Fatores internos consistência: identificada pela relação água/cimento; proporção entre o agregado miúdo e graúdo: granulometria do concreto; traço: proporção entre cimento e agregado; forma do grão dos agregados; aditivos com finalidade de influir na trabalhabilidade. b) Fatores externos: tipos de mistura (manual ou mecânica); tipo e meio de transporte; tipo de lançamento: pequena ou grande altura; tipo de adensamento: manual ou vibratório; dimensões e armadura da peça a executar.

21 Concreto Fresco Propriedades Segregação: É o fenômeno da tendência de separação dos componentes da mistura a) Principais causas: diferença do tamanho dos grãos dos componentes; diferença das massa específicas dos componentes; manuseio inadequado do concreto desde a mistura até o adensamento. b) Forma de evitar a segregação: escolha de granulometria adequada; manuseio adequado do concreto.

22 Exsudação: Concreto Fresco Propriedades Entende-se por exsudação a tendência da água de amassamento de vir à superfície do concreto recémlançado. Motivada pela maior ou menor capacidade dos materiais constituintes de manter a água de mistura dispersa na massa. Aumento da umidade na parte superior do concreto, faz com que este seja mais poroso e menos resistente, além de ficar sujeito à desintegração pela percolação da água.

23 Exsudação: Concreto Fresco Propriedades A água, ao subir à superfície, pode carregar partículas mais finas de cimento, o que impede a ligação de novas camadas de material; Motivada pela maior ou menor capacidade dos materiais constituintes de manter a água de mistura dispersa na massa. A melhor forma de atenuar o efeito da exsudação é o respeito a relação água/cimento; A utilização de cimentos finos e agregados com grãos arredondados reduzem o efeito da exsudação;

24 Concreto Endurecido Propriedades

25 Concreto Endurecido Propriedades Massa específica: É a massa da unidade de volume, incluindo os vazios; Varia entre os valores de e kg/m 3. Concreto simples: kgf/m 3 Concreto armado: kgf/m 3 ; Concretos leves: kgf/m 3 (Argila expandida); Concretos pesados: ± kgf/m 3 (Barita).

26 Concreto Endurecido Propriedades Resistência: O concreto é um material que resiste bem aos esforços de compressão e mal aos esforços de tração; Resistência à tração = 1/10. Resistência à compressão Os principais fatores que afetam a resistência são: relação água/cimento; idade; forma e graduação dos agregados; tipo de cimento;

27 Concreto Endurecido Propriedades Resistência a compressão ou tensão mínima de ruptura: Sua notação é fck Esse valor independe da resistência do concreto, influindo primordialmente sobre seu valor a qualidade de execução. Sd = Desvio Padrão,

28 Concreto Endurecido Propriedades Resistência a compressão: Determinou-se através de experimentação de copos de prova que:

29 Tipos de obras Obra tipo A Quando houver assistência de profissional legalmente habilitado, especializado em tecnologia de concreto, com todos os materiais medidos em peso e houver medidor de água, corrigindo-se as quantidades de agregados miúdos e água em função de determinações frequentes e precisas do teor de umidade dos agregados, e houver garantia de manutenção, no decorrer da obra, da homogeneidade dos materiais a serem empregados

30 Tipos de obras Obra tipo B Quando houver assistência de profissional legalmente habilitado, especializado em tecnologia de concreto, o cimento for medido em peso e os agregados em volume, e houver medidor de água com correção do volume do agregado miúdo, e da quantidade de água em função de determinações frequentes e precisas do teor de umidade dos agregados

31 Tipos de obras Obra tipo C Quando o cimento for medido em peso e os agregados em volume, e houver medidor de água corrigindo-se a quantidade de água em função da umidade dos agregados simplesmente estimada.

32 Concreto Endurecido Propriedades Resistência de Cálculo: O valor de resistência a ser utilizado no cálculo de uma estrutura de concreto armado é uma fração da resistência característica denominada resistência de cálculo (fcd); fcd = resistência de cálculo do concreto (kg/cm 2 ); fck = resistência do concreto a compressão (kg/cm 2 ); c = coeficiente de minoração para o qual a NBR 6118 estabelece o valor 1,4

33 Concreto Endurecido Propriedades

34 Concreto Endurecido Propriedades Permeabilidade: É a propriedade que identifica a possibilidade de passagem da água através do material. Esta passagem pode se dar por: filtração sob pressão; difusão através dos condutos capilares; capilaridade.

35 Concreto Endurecido Propriedades Absorção: É o processo físico pela qual o concreto retém água nos poros e condutos capilares. Os principais fatores que afetam a porosidade, absorção, e permeabilidade são: Materiais constituintes: água, cimento, agregados, adições; Preparação: mistura, lançamento, adensamento, acabamento; Posteriores: idade e cura.

36 Concreto Endurecido Propriedades Deformações: As variações de volume dos concretos são o resultado da soma de várias parcelas: Variação absoluta do volume dos elementos que se hidratam; Variação do volume dos poros internos, com ar e água; Variação do volume de materiais sólidos inerte.

37 Concreto Endurecido Propriedades Deformações: As deformações causadoras da mudança de volume podem ser agrupadas: Variação das condições ambientes: retração, variação de umidade e variação da temperatura; Ação de cargas externas: deformação imediata, deformação lenta.

38 Dosagem de concreto

39 Cálculo empírico de componentes do concreto. Sua aplicação refere-se a produção de 1 m 3 de concreto. Pc = peso de cimento (kg) para fazer 1 m 3 de concreto; a = partes de areia no traço; b = partes de brita no traço; Ra/c = relação água/cimento (mínimo de 0,48 e máximo de 0,70).

40 Cálculo empírico de componentes do concreto. Sua aplicação refere-se a produção de 1 m 3 de concreto.

41 Cálculo de materiais segundo ABCP

42 Cálculo de materiais segundo ABCP

43 Cálculo de materiais segundo ABCP

44 CONCRETO ARMADO

45 DEFINIÇÃO É a associação do concreto simples com uma armadura, usualmente constituída por barras de aço. Os dois materiais devem resistir solidariamente aos esforços solicitantes. Essa solidariedade é garantida pela aderência. CONCRETO ARMADO CONCRETO SIMPLES + ARMADURA + ADERÊNCIA

46 VANTAGENS VANTAGENS DO CONCRETO, RESTRIÇÕES E PROVIDÊNCIAS É moldável, permitindo grande variabilidade de formas e de concepções arquitetônicas. Apresenta boa resistência à maioria dos tipos de solicitação, desde que seja feito um correto dimensionamento e um adequado detalhamento das armaduras.

47 VANTAGENS VANTAGENS DO CONCRETO, RESTRIÇÕES E PROVIDÊNCIAS A estrutura é monolítica, fazendo com que todo o conjunto trabalhe quando a peça é solicitada; Baixo custo dos materiais - água e agregados graúdos e miúdos; Baixo custo de mão-de-obra, pois em geral não exige profissionais com elevado nível de qualificação.

48 VANTAGENS VANTAGENS DO CONCRETO, RESTRIÇÕES E PROVIDÊNCIAS Processos construtivos conhecidos e bem difundidos em quase todo o país; Facilidade e rapidez de execução, principalmente se forem utilizadas peças pré-moldadas. O concreto é durável e protege a armação contra a corrosão

49 VANTAGENS VANTAGENS DO CONCRETO, RESTRIÇÕES E PROVIDÊNCIAS Os gastos de manutenção são reduzidos, desde que a estrutura seja bem projetada e adequadamente construída. O concreto é pouco permeável à água, quando executado em boas condições de plasticidade, adensamento e cura

50 VANTAGENS VANTAGENS DO CONCRETO, RESTRIÇÕES E PROVIDÊNCIAS É um material seguro contra fogo, desde que a armadura seja convenientemente protegida pelo cobrimento. É resistente a choques e vibrações, efeitos térmicos, atmosféricos e a desgastes mecânicos.

51 VANTAGENS DO CONCRETO, RESTRIÇÕES E PROVIDÊNCIAS Restrições do concreto armado. Baixa resistência à tração, Fragilidade, Fissuração, Peso próprio elevado, Custo de formas para moldagem, Corrosão das armaduras.

52 VANTAGENS DO CONCRETO, RESTRIÇÕES E PROVIDÊNCIAS Providências. Para suprir as deficiências do concreto, há várias alternativas: A baixa resistência à tração pode ser contornada com o uso de adequada armadura, em geral constituída de barras de aço. A fissuração pode ser contornada ainda na fase de projeto, com armação adequada e limitação do diâmetro das barras e da tensão na armadura.

53 VANTAGENS DO CONCRETO, RESTRIÇÕES E PROVIDÊNCIAS Providências. Ao concreto também podem ser adicionadas fibras, principalmente de aço, que aumentam a ductilidade, a absorção de energia, a durabilidade etc. A corrosão da armadura é prevenida com controle da fissuração e com o uso adequado de cobrimento; A padronização de dimensões, a pré-moldagem e o uso de sistemas construtivos adequados permite a racionalização do uso de formas, permitindo economia neste quesito.

54 AÇOS PARA ARMADURA

55 DEFINIÇÃO Aço é uma liga metálica composta principalmente de ferro e de pequenas quantidades de carbono (em torno de 0,002% até 2%). Os aços estruturais para construção civil possuem teores de carbono da ordem de 0,18% a 0,25%. Mesmo em peças comprimidas, além de fornecer ductilidade, o aço aumenta a resistência à compressão

56 TRATAMENTO DOS AÇOS O aço obtido nas aciarias apresenta granulação grosseira, é quebradiço e de baixa resistência. Para aplicações estruturais, ele precisa sofrer modificações, o que é feito basicamente por dois tipos de tratamento: a quente e a frio.

57 TRATAMENTO A QUENTE Este tratamento consiste na laminação, forjamento ou estiramento do aço, realizado em temperaturas acima de 720 C O aço obtido nessa situação apresenta melhor: trabalhabilidade, aceita solda comum, diagrama tensão-deformação com patamar de escoamento, resiste a incêndios moderados, perdendo resistência, apenas, com temperaturas acima de C; Estão incluídos neste grupo os aços CA-25 e CA-50

58 TRATAMENTO A FRIO O processo é realizado abaixo da zona de temperatura crítica (720 C). Os grãos permanecem deformados e diz-se que o aço está encruado; Nesta situação, os diagramas de tensão-deformação dos aços apresentam patamar de escoamento convencional, tornase mais difícil a solda e, à temperatura da ordem de 600 C. Estão incluídos neste grupo os aços CA-60

59 TIPOS DE ESFORÇOS A QUE OS AÇOS ESTÃO SUJEITOS Tensão (s) Força por unidade de área

60 TIPOS DE ESFORÇOS A QUE OS AÇOS ESTÃO SUJEITOS Cisalhamento - esforço cortante numa determinada seção. É o resultado de tensões tangenciais.

61 TIPOS DE ESFORÇOS A QUE OS AÇOS ESTÃO SUJEITOS Flexão - esforço resultante de tensões de compressão e de tração simultaneamente aplicados em lados opostos de uma peça estrutural.

62 TIPOS DE ESFORÇOS A QUE OS AÇOS ESTÃO SUJEITOS Protensão - Introdução de uma tensão de compressão a uma peça de concreto, através de um ou mais cabos de aço tracionados.

63 TIPOS DE ESFORÇOS A QUE OS AÇOS ESTÃO SUJEITOS Deformação (ε) É o efeito da tensão. Expressa em (cm/cm), ou em % do comprimento inicial. A deformação pode ser elástica ou plástica. Plástica é irreversível, Elástica é reversível, desaparece quando a tensão é removida

64 TIPOS DE ESFORÇOS A QUE OS AÇOS ESTÃO SUJEITOS Ductilidade - É a deformação plástica total até o ponto de ruptura. Pode ser medida por: Estricção - redução da área da seção transversal, em %. Alongamento - na ruptura também medido em %.

65 TIPOS DE ESFORÇOS A QUE OS AÇOS ESTÃO SUJEITOS Material Frágil = Pouco se deforma antes da ruptura. Obedece a Lei de Hooke até a ruptura. Ex. : ferro fundido, concreto e vidro plano. Material dúctil com patamar de escoamento = Apresenta patamar de escoamento definido que caracteriza a tensão fy denominada resistência de escoamento do aço à tração. Material dúctil sem patamar de escoamento = Não apresenta patamar de escoamento definido. A deformação elástica que segue à plástica não é reversível. A tensão fy convencional, de resistência de escoamento do aço à tração corresponde a uma deformação plástica irreversível de 0,2%. Ex.:Aços para concreto armado CA60.

66 TIPOS DE ESFORÇOS A QUE OS AÇOS ESTÃO SUJEITOS

67 TIPOS DE AÇOS PARA CONCRETO

68 TIPOS DE AÇOS PARA CONCRETO: CARACTERISTICAS FÍSICAS E QUIMICAS

69 TIPOS DE AÇOS PARA CONCRETO CA25, CA50 e CA60 CA = Concreto Armado 25, 50 e 60 Valor Característico de escoamento kgf/mm 2 = kgf/cm 2 = 250 MPa kgf/mm 2 = kgf/cm 2 = 500 MPa kgf/mm 2 = kgf/cm 2 = 600 MPa

70 TIPOS DE AÇOS PARA CONCRETO Verificação do Diâmetro Ø : A verificação é feita medindo-se o peso por unidade de comprimento do vergalhão, considerando uma densidade de 7,85 g/cm 3 para o aço e as tolerâncias das NBR.

71 MONTAGEM DE ARMADURAS DE CONCRETO ARMADO Armazenagem Os vergalhões não devem ficar em contato direto com o solo, nem expostos às intempéries, por muito tempo para não sofrer de corrosão

72 MONTAGEM DE ARMADURAS DE CONCRETO ARMADO Central de Armaduras

73 MONTAGEM DE ARMADURAS DE CONCRETO ARMADO Equipamentos para corte

74 MONTAGEM DE ARMADURAS DE CONCRETO ARMADO Dobra do aço

75 TIPOS DE DUREZA NOS AÇOS DUREZA NATURAL: São aços laminados a quente e não sofrem tratamento algum após a laminação. Suas características elásticas são, alcançadas pela composição química adequada com o carbono, manganês, silício e cromo. CA-25 e CA-50

76 TIPOS DE DUREZA NOS AÇOS CA-50 Ø >= 10 mm com mossas CA-25 vergalhões lisos

77 TIPOS DE DUREZA NOS AÇOS

78 TIPOS DE DUREZA NOS AÇOS AÇO ENCRUADO: Aumenta a resistência, diminui a tenacidade. Alongamento na ruptura cai de 20% p/ 6 a 8%. Encrua-se CA-25 / CA-32 que se transformam em CA-60. CA-60

79 TIPOS DE DUREZA NOS AÇOS

80 TIPOS DE DUREZA NOS AÇOS