O princípio da ação e reação (3a Lei de Newton) leva a outro conceito: o da. Até quando um corpo consegue reagir, ou resistir, a uma forca aplicada?

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1 AS FORÇAS E AS DEFORMAÇÕES O princípio da ação e reação (3a Lei de Newton) leva a outro conceito: o da RESISTÊNCIA DOS CORPOS Até quando um corpo consegue reagir, ou resistir, a uma forca aplicada? A resposta é : até o seu limite de resistência

2 AS FORÇAS E AS DEFORMAÇÕES Imaginando estruturas suportando forças de compressão, tração e cisalhamento, sucessivamente crescentes em cima de áreas constantes. Com o crescer das forças, chega um momento em que as estruturas começam a sucumbir, entrando em RUÍNA. COMPRESSÃO ( EMPURRAR / PESAR ) ESMAGAMENTO ( RUÍNA ) TRAÇÃO ( PUXAR / ESTICAR ) RUPTURA ( RUÍNA ) CISALHAMENTO ( TORCER / SENTIDOS OPOSTOS ) CORTES ( RUÍNA ) Para cada material, e para cada caso de compressão, tração e cisalhamento, há uma situação diferente de limite de ruína ( tensão de ruptura) = o limíte de resistência às cargas aplicadas a partir do qual o corpo não mais resistirá e entrará em ruína.

3 Exemplo um concreto simples resiste a: Compressão = 150 kgf / cm2 Tração = 15 kgf / cm2 (no concreto a resistência a tração equivale a décima parte da resistência a compressão) A medida técnica é dada em kgf/cm2 porque nos ensaios, as amostras do concreto são "capeadas" e colocadas em uma prensa, aonde recebem uma carga gradual até atingir sua resistência máxima. Este valor é dividido pela área do topo da amostra, em cm². Teremos então a resistência em kgf/cm². Convertendo para o Mpa (unidade utilizada para medir resistência do concreto): 1 Mpa = 10,1972 Kgf / cm2 Portanto Compressão = 150 kgf / cm2 / 10,1972 = 14,7 Mpa Obs recordando nossa classificação do concreto sob resistência à compressão, temos : concreto de baixa resistência - menos de 20 Mpa

4 Quando vamos dimensionar uma peça para resistir a um esforço, não podemos escolher um dimensionamento que vá trabalhar próximo da ruptura. Por outro lado, por razões econômicas, os coeficientes de segurança não podem ser muito grandes, sob pena de inviabilizar economicamente o projeto. Diante deste dilema é que surge o conceito da TENSÃO ADMISSÍVEL OU TENSÃO DE TRABALHO LIMITE, que são as tensões boas para se trabalhar, sem inviabilizar economicamente o projeto, garantindo no entanto que a tensão de ruína não seja atingida. O conceito de ruína do material não está sempre ligado à sua destruição. As vezes as tensões causam DEFORMAÇÕES ( ALONGAMENTOS OU REDUÇÕES ) não desejadas. Nesses casos, o conceito de ruína está mais ligado à limites de deformação do que limites de destruição ( ESTADO LIMITE DE UTILIZAÇÃO ELU OU TENSÃO DE ESCOAMENTO) Costuma-se adotar que: TENSÃO ADMISSÍVEL = TENSÃO DE ESCOAMENTO OU RUPTURA dividida pelo COEFICIENTE DE SEGURANÇA

5 O conceito do COEFICIENTE DE SEGURANÇA leva em conta o conhecimento de cada situação. Se as cargas são bem conhecidas e a situação de risco é média ou baixa (reservatórios de água), o coeficiente pode chegar a ser 1, ou seja, a TENSÃO ADMISSÍVEL será praticamente a TENSÃO DE RUPTURA OU ESCOAMENTO; Se as cargas são desconhecidas e a situação de risco é alta ( exemplo : variação de peso de pessoas dentro de um elevador), o coeficiente pode aumentar, chegando a 2, 3 ou mais. Um bom exemplo de elevado coeficiente de segurança são as cargas previstas nas lajes dos projetos de prédios de apartamentos (em geral 50 Kg/m2 para revestimentos Kg/m2 para sobrecarga kg/m2 de peso próprio = 400 kg/m2). Esse carregamento pressupõe uma alta utilização de cada apartamento, o que geralmente não ocorre.

6 HISTÓRICO DOS ENSAIOS E TESTES DE RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Como se estimava a tensão de ruptura nos primeiros testes? Tomava-se um lote de peças, submetia-se a um teste padrão que levava as peças à RUPTURA e tirava-se a MÉDIA ARITMÉTICA dos resultados. Os coeficientes de segurança também levavam em conta a variabilidade do material usado. Para materiais variáveis como a madeira, usava-se coeficientes de segurança altos ( 3 ou 4) Para materiais como o aço, que apresentam grande uniformidade usava-se coeficientes de segurança menores.

7 HISTÓRICO DOS ENSAIOS E TESTES DE RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Com a evolução das avaliações técnicas, passou-se a adotar, em lugar da TENSÃO DE RUPTURA o conceito de VALOR CARACTERÍSTICO, que leva em conta uma PROBABILIDADE PRÉ-FIXADA de tolerância em cima dos valores resultantes do ensaio, ou seja, o VALOR CARACTERÍSTICO estabelece a tensão de ruptura para aquele material, mas considera uma tolerância percentual das amostras que poderão romper-se com tensões de ruptura menores. O coeficiente de segurança passou a ser substituído pelos COEFICIENTE DE MINORAÇÃO ( para os valores característicos dos materiais) e COEFICIENTE DE MAJORAÇÃO ( para os valores característicos das ações), ou seja, como coeficiente de segurança adota-se valores menores para a ruptura dos materiais e esforços maiores do que as cargas que efetivamente serão aplicadas. O conceito de TENSÃO ADMISSÍVEL passou também a ser chamado de TENSÃO DE CÁLCULO.

8 O cálculo de uma estrutura de concreto é feito com base no projeto arquitetônico da obra e no valor de algumas variáveis, como por exemplo, a resistência do concreto que será utilizado na estrutura. A RESISTÊNCIA CARACTERÍSTICA DO CONCRETO À COMPRESSÃO é chamada de fck - e é um dos dados utilizados no cálculo estrutural. Sua unidade de medida é o MPa (Mega Pascal), sendo: Pascal: Pressão exercida por uma força de 1 newton, uniformemente distribuída sobre uma superfície plana de 1 metro quadrado de área, perpendicular à direção da força. Mega Pascal (MPa) = 1 milhão de Pascal = 10,1972 Kgf/cm². Por exemplo: Fck 30 MPa tem uma resistência à compressão de 305,916 Kgf/cm².

9 O valor desta resistência (fck) é um dado importante e será necessário em diversas etapas da obra, como por exemplo: 1. Para cotar os preços do concreto junto ao mercado, pois o valor do metro cúbico de concreto varia conforme a resistência (fck), o slump, o uso de adições, etc; 2. No recebimento do concreto na obra, devendo o valor do fck, fazer parte do corpo da nota fiscal de entrega, juntamente o slump; 3. No controle tecnológico do concreto (conforme normas da ABNT), através dos resultados dos ensaios de resistência à compressão e de SLUMP TESTE ( ensaio de abatimento ); OBS - A ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), descreve com exatidão os ensaios de Resistência à Compressão e de Slump Test, através de suas normas.

10 ENSAIOS DE CONCRETO ABNT NBR 5738:2003 Concreto - Procedimento para moldagem e cura de corpos de prova. ABNT NBR 7212:1984 Execução de concreto dosado em central - Especificação. ABNT NBR 12655:2006 Concreto de cimento Portland - Preparo, controle e recebimento - Procedimento.

11 ENSAIOS DE CONCRETO ENSAIO DE COMPRESSÃO DE CORPOS DE PROVA CILÍNDRICOS VIDEO DO YOUTUBE - Neste tipo de ensaio, a amostra do concreto é colocada em uma prensa, aonde recebe uma carga gradual até atingir sua resistência máxima (kgf). Este valor é dividido pela área do topo da amostra (cm²). Teremos então a resistência em kgf/cm². Dividindo-se este valor por 10,1972 se obtém a resistência em Mpa ( fck ); O CP, ou corpo de prova, é um cilindro de concreto protegido nas extremidades com tampas de enxôfre (CAPEADO) ou então é RETIFICADO; Os corpos de prova devem ser capeados com mistura quente do enxofre e materiais granulosos ou qualquer outro material que tenha resistência à compressão superior à do corpo de prova a ser ensaiado; Os corpos de prova cilíndricos de concreto com dimensões iguais a 15x30 cm e 10x20 cm, poderão ser retificados na retificadora em substituição ao capeamento; No caso de capeamento, para corpos de prova 5x10 cm e 10x20 cm, a espessura máxima do capeamento deverá ser de 2 mm, e, para corpos de prova 15x30 cm a espessura máxima será de 3 mm.

12 ENSAIOS DE CONCRETO ENSAIO DE COMPRESSÃO DE CORPOS DE PROVA CILÍNDRICOS PRODUÇÃO DOS CORPOS DE PROVA CP Preencha os moldes cilíndricos de 150 mm x 300 mm em três camadas iguais e sucessivas, aplicando 25 golpes em cada camada, distribuídos uniformemente. No caso de moldes cilíndricos de 100 mm x 200 mm, preencha-os em duas camadas iguais e sucessivas, aplicando 12 golpes em cada camada, distribuídos uniformemente. A última camada conterá um excesso de concreto; retire-o com régua metálica. Deixe os corpos-de-prova nos moldes, sem sofrerem perturbações e em temperatura ambiente por 24 horas. Após este período, devem-se identificar os corpos-de-prova e transferí-los para o laboratório, onde serão rompidos para atestar sua resistência.

13 ENSAIOS DE CONCRETO SLUMP TESTE ou ENSAIO DE ABATIMENTO SLUMP = QUEDA Devem ser realizados ensaios de consistência pelo abatimento do tronco de cone, conforme a ABNT NBR NM 67:1998 Concreto Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone ou pelo espalhamento; Devem ser realizados ensaios de consistência a cada betoneira. Para quê serve o Slump test? Verifica-se se o concreto está com a trabalhabilidade especificada através do teste de abatimento (slump test). O limite de abatimento deve estar especificado no documento de entrega do concreto, que deve estar com a quantidade correta de água na pasta. Após a determinação da trabalhabilidade, o caminhão estará liberado para a descarga do concreto.

14 ENSAIOS DE CONCRETO SLUMP TESTE ou ENSAIO DE ABATIMENTO SLUMP = QUEDA

15 ENSAIOS DE CONCRETO SLUMP TESTE ou ENSAIO DE ABATIMENTO Passos do Slump Teste SLUMP = QUEDA 1. a amostra de concreto deve ser depois de descarregar 0,5 m³ de concreto do caminhão e em volume aproximado de 30 litros; 2. Coloque o cone sobre uma placa metálica bem nivelada e apoie seus pés sobre as abas inferiores do cone; 3. Preencha o cone em três camadas iguais e aplique 25 golpes uniformemente distribuídos em cada camada; 4. Adense a camada junto à base, de forma que a haste de socamento penetre em toda a espessura. No adensamento das camadas restantes, a haste deve penetrar até ser atingida a camada inferior adjacente; 5. Após a compactação da última camada, retire o excesso de concreto e alise a superfície com uma régua metálica; 6. Retire o cone içando-o com cuidado na direção vertical; 7. Coloque a haste sobre o cone invertido e meça a distância entre a parte inferior da haste e o ponto médio do concreto, expressando o resultado em milímetros; 8. Tempo para levantar o cone: 5 a 10 segundos; 9. Duração total do ensaio: 5 minutos.

16 ENSAIOS DE CONCRETO SLUMP TESTE ou ENSAIO DE ABATIMENTO SLUMP = QUEDA Somente se admite adição suplementar de água para correção do abatimento, devido à evaporação antes do início da descarga, quando a central retiver um volume de água especificado no documento de entrega, desde que: a. Antes de se proceder a essa adição, o valor de abatimento obtido seja igual ou superior a 10 mm. b. Esta correção não aumente o abatimento em mais de 25 mm. c. O abatimento após a correção não seja superior ao limite máximo especificado. d. O tempo transcorrido entre a primeira adição de água aos materiais até o início da descarga não seja inferior a 15 minutos. OBS - Qualquer adição extra de água exigida pela contratante exime a concreteira de qualquer responsabilidade quanto às características do concreto exigidas no pedido, e este fato deve ser registrado no documento de entrega.

17 ENSAIOS DE CONCRETO Ensaios de tração Ensaio realizado no CEFET-MG em viga de concreto com e sem armadura. A viga sem armadura rompeu com a carga de 36 KN e a viga armada suportou carga superior a 132 KN, momento em que iniciou o aparecimento de fissuras a 45º sobre os apoios. Neste ensaio podemos ver a viga romper Neste ensaio anotou-se o processo de fissuramento da viga antes da ruptura

18 CONCRETO curiosidades Bloco de concreto translúcido feito com agregados de fibra ótica que transmite a luz de um lado ao outro do concreto Fonte: Concreto transparente feito com agregados de ingredientes secretos de dois mexicanos, que buscavam patentear a idéia em Aparentemente o agregado era um tipo de resina polimérica, ou seja, não era concreto, e não passou nos ensaios a que foi submetido.