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TECNOLOGIA E QUALIDADE DO MATERIAL
CONCRETO NAS CONSTRUÇÕES
AGROINDUSTRIAIS
TARLEY FERREIRA DE SOUZA JUNIOR
2004
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TARLEY FERREIRA DE SOUZA JUNIOR
TECNOLOGIA E QUALIDADE DO MATERIAL
CONCRETO EM CONSTRUÇÕES AGROINDUSTRIAIS
Dissertação apresentada à Universidade Federal
de Lavras como parte das exigências do Programa
de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, área
de concentração em Construções Rurais e
Ambiência, para obtenção do título de “Mestre”.
Orientador
Prof. Dr. Francisco Carlos Gomes
Co-Orientador
Prof. Dr Vitor Hugo Teixeira
LAVRAS
MINAS GERAIS – BRASIL
2004
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Ficha Catalográfica Preparada pela Divisão de Processos Técnicos da
Biblioteca Central da UFLA
Souza Junior, Tarley Ferreira de
Tecnologia e qualidade do material concreto em construções
agroindustriais / Tarley Ferreira de Souza Junior. -- Lavras : UFLA,
2004.
215 p. : il.
Orientador: Francisco Carlos Gomes.
Dissertação (Mestrado) – UFLA.
Bibliografia.
1. Concreto. 2. Construção rural. 3. Durabilidade. I. Universidade
Federal de Lavras. II. Título.
CDD-691.3
TARLEY FERREIRA DE SOUZA JUNIOR
TECNOLOGIA E QUALIDADE DO MATERIAL CONCRETO EM
CONSTRUÇOES AGROINDUSTRIAIS
Dissertação apresentada à Universidade Federal
de Lavras como parte das exigências do Programa
de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, área
de concentração em Construções Rurais e
Ambiência, para obtenção do título de “Mestre”.
APROVADA em 05 de fevereiro de 2004
Prof. Dr. Vitor Hugo Teixeira UFLA
Prof. Dr. Sebastião Pereira Lopes UFLA
Prof. Dr. Tadayuki Yanagi Junior UFLA
Prof. Dr. Francisco Carlos Gomes
UFLA
(Orientador)
LAVRAS
MINAS GERAIS - BRASIL
Dedico
À memória de meu pai e de minha mãe, pelos exemplos de vida e a
quem tudo devo.
Homenageio
À meu irmão Celso (in memorian).
Ofereço
À Tida, esposa amiga, que absorveu responsabilidades a fim de aliviar
meu trabalho.
A Renato, Tatiana e Débora, filhos queridos.
AGRADECIMENTOS
A Deus, em primeiro lugar, por despertar o interesse para a realização e
indicar os rumos a serem seguidos, estendo a mão confortadora nos momentos
mais difíceis.
À Universidade Federal de Lavras, por meio do Departamento de
Engenharia, pela licença concedida para realizar o Mestrado.
E agora? Como agradecer a tantas pessoas pelas contribuições tão
variadas e preciosas, na família, no grupo de amigos, no ambiente de trabalho,
na Instituição?
Agradeço, pois, de maneira geral, a todos que me auxiliaram e
incentivaram na realização deste trabalho:
- ao Professor Francisco Carlos Gomes, pela amizade, orientação,
estímulo e confiança;
- ao Professor Vitor Hugo Teixeira, co-orientador e incentivador;
- aos Professores Sebastião Pereira Lopes e Paulo César Hardoim,
cooperadores e companheiros do Setor de Construções Rurais e Ambiência;
- ao Professor Tomé Moreira de Souza, amigo e companheiro de tantas
jornadas;
- aos amigos Flávio Meira Borem, Pedro Castro Neto, Giovanni
Francisco Rabelo e Carlos Eduardo Silva Volpato, pelos auxílios na hora certa;
- ao amigo Jader Almeida Barbosa, pela contribuição nas tarefas a ele
transferidas, aliviando meus encargos;
- aos dedicados professores do curso de mestrado;
- às eficientes funcionárias do Departamento de Engenharia, pela
presteza no atendimento.
Muito obrigado!
SUMÁRIO
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS.............................................
LISTA DE SÍMBOLOS...........................................................................
RESUMO.................................................................................................
ABSTRACT............................................................................................
INTRODUÇÃO GERAL.........................................................................
CAPÍTULO 1: O CONCRETO, NOÇÕES BÁSICAS..........................
1 RESUMO…………………………………………………………..
2 ABSTRACT…...…………………………………………………..
3 INTRODUÇÃO……………………………………………………
4 HISTÓRICO.....................................................................................
5 ESTRUTURAS DE CONCRETO – CENÁRIO NACIONAL........
6 CONCRETO SIMPLES – CONCEITO...........................................
7 A VIABILIDADE DO CONCRETO ARMADO............................
8 CONCRETO ARMADO – CONCEITO..........................................
9 VANTAGENS E DESVANTAGENS DO CONCRETO................
10 NORMAS TÉCNICAS.....................................................................
11 CONSIDERAÇÕES FINAIS...........................................................
CAPÍTULO 2: MATERIAIS COMPONENTES...................................
1 RESUMO..........................................................................................
2 ABSTRACT.....................................................................................
3 INTRODUÇÃO................................................................................
4 CIMENTO PORTLAND..................................................................
4.1 Conceito............................................................................................
4.2 Hidratação do cimento......................................................................
4.3 Tipos de cimentos brasileiros...........................................................
4.4 Considerações sobre os cimentos brasileiros....................................
5 AGREGADOS..................................................................................
5.1 Conceito............................................................................................
5.2 Classificações dos agregados............................................................
5.3 Considerações sobre os agregados...................................................
5.4 Inchamento.......................................................................................
6 ÁGUA...............................................................................................
7 ADITIVOS.......................................................................................
7.1 Conceito............................................................................................
7.2 Tipos de aditivos…………………………………….......................
8 CONSIDERAÇÕES FINAIS……………………………………...
i
ii
iii
iv
1
3
3
3
4
4
9
21
25
26
28
29
31
33
33
33
33
34
34
38
40
42
46
46
47
50
51
52
53
53
54
57
CAPÍTULO 3: AÇOS PARA CONCRETO ARMADO.......................
1 RESUMO..........................................................................................
2 ABSTRACT.....................................................................................
3 INTRODUÇÃO................................................................................
4 GENERALIDADES SOBRE OS AÇOS.........................................
5 CLASSIFICAÇÕES DOS AÇOS....................................................
5.1 Classificação de acordo com o processo de fabricação....................
5.2 Classificação de acordo com a resistência mecânica........................
6 RESISTÊNCIA DE CÁLCULO DOS AÇOS..................................
7 DIAGRAMAS TENSÃO-DEFORMAÇÃO DE CÁLCULO..........
8 BITOLAS COMERCIAIS................................................................
9 TELAS SOLDADAS.......................................................................
9.1 Tipos de telas....................................................................................
9.2 Aplicações........................................................................................
10 CONSIDERAÇÕES FINAIS...........................................................
CAPÍTULO 4: TIPOS DE CONCRETOS.............................................
1 RESUMO..........................................................................................
2 ABSTRACT.....................................................................................
3 INTRODUÇÃO................................................................................
4 TIPOS DE CONCRETOS E SUAS APLICAÇÕES........................
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS...........................................................
CAPÍTULO 5: ARGAMASSAS E CONCRETOS REFORÇADOS
COM FIBRAS.........................................................................................
1 RESUMO..........................................................................................
2 ABSTRACT.....................................................................................
3 INTRODUÇÃO................................................................................
4 CONCEITOS....................................................................................
5 CARACTERÍSTICAS EXIGÍVEIS PARA AS FIBRAS................
6 TIPOS DE FIBRAS..........................................................................
6.1 Fibras vegetais..................................................................................
6.2 Fibras sintéticas................................................................................
6.3 Fibras de aço.....................................................................................
6.4 Outros tipos de fibras........................................................................
7 VANTAGENS E CAMPOS DE APLICAÇÃO...............................
8 CONSIDERAÇÕES FINAIS...........................................................
CAPÍTULO 6: CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO....................
1 RESUMO..........................................................................................
2 ABSTRACT.....................................................................................
3 INTRODUÇÃO................................................................................
59
59
59
59
60
60
60
68
69
70
73
74
75
77
77
79
79
79
79
80
85
86
86
86
86
87
88
88
89
90
93
94
94
96
97
97
97
97
4 HISTÓRICO.....................................................................................
5 MATERIAIS COMPONENTES......................................................
6 PROPRIEDADES............................................................................
7 VANTAGENS DO CAD..................................................................
8 APLICAÇÕES..................................................................................
9 CUIDADOS TÉCNICOS NECESSÁRIOS.....................................
10 CONSIDERAÇÕES FINAIS...........................................................
CAPÍTULO 7: CONSIDERAÇÕES SOBRE A REVISÃO DA NBR
6118.........................................................................................................
1 RESUMO..........................................................................................
2 ABSTRACT.....................................................................................
3 INTRODUÇÃO................................................................................
4 HISTÓRICO.....................................................................................
5 PRINCIPAIS MUDANÇAS NA NBR 6118...................................
5.1 Mudanças relacionadas à análise da estrutura..................................
5.2 Mudanças relacionadas à durabilidade.............................................
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS...........................................................
CAPÍTULO 8: TÉCNICAS DE CONSTRUÇÃO.................................
1 RESUMO..........................................................................................
2 ABSTRACT.....................................................................................
3 INTRODUÇÃO................................................................................
4 PREPARAÇÃO DA PRAÇA DE TRABALHO.............................
5 ARMAZENAMENTO DO CIMENTO...........................................
6 DOSAGEM DO CONCRETO.........................................................
6.1 Dosagem não experimental..............................................................
6.2 Dosagem experimental.....................................................................
7 MISTURA DO CONCRETO...........................................................
7.1 Utensílios para medições de materiais..............................................
7.2 Mistura manual de concretos............................................................
7.3 Mistura mecânica de concretos.........................................................
7.4 Cuidados na mistura de concretos....................................................
8 VERIFICAÇÕES DA MISTURA....................................................
8.1 Testes práticos de verificação...........................................................
8.2 Teste do abatimento do cone (Slump Test)......................................
8.3 Teste de resistência...........................................................................
9 TRANSPORTE DO CONCRETO...................................................
10 LANÇAMENTO DO CONCRETO.................................................
11 ADENSAMENTO DO CONCRETO..............................................
12 CURA DO CONCRETO..................................................................
98
100
102
103
104
104
106
108
108
108
108
109
111
112
113
119
122
122
122
123
124
127
128
131
131
132
133
134
135
137
138
138
139
143
146
146
151
154
13 RETIRADA DAS FÔRMAS E DO ESCORAMENTO..................
14 CONSIDERAÇÕES FINAIS...........................................................
CAPÍTULO 9: O CONCRETO EM CONSTRUÇÕES
AGROINDUSTRIAIS.............................................................................
1 RESUMO..........................................................................................
2 ABSTRACT.....................................................................................
3 INTRODUÇÃO................................................................................
4 CONSIDERAÇÕES GERAIS..........................................................
5 APLICAÇÕES DO CONCRETO NO MEIO RURAL: DADOS
LEVANTADOS...............................................................................
6 SITUAÇÕES VERIFICADAS NO EMPREGO DO CONCRETO
7 TRAÇOS DE CONCRETOS...........................................................
8 PISOS DE CONCRETO..................................................................
8.1 Análise do solo.................................................................................
8.2 Sub-base............................................................................................
8.2.1 Funções da sub-base..................................................................
8.2.2 Tipos de sub-base......................................................................
8.2.3 Isolamento da placa e da sub-base............................................
8.3 Tipos de pisos em concreto..............................................................
8.4 Tipos de juntas..................................................................................
8.5 Barras de transferência e telas soldadas...........................................
8.6 Concreto para pisos..........................................................................
8.7 Técnicas construtivas (pisos de concreto)........................................
9 CONCRETOS IMPERMEÁVEIS...................................................
10 CONSIDERAÇÕES FINAIS...........................................................
CAPÍTULO 10: CONCLUSÕES...........................................................
ANEXO A – Relação de normas brasileiras relativas ao concreto:
correspondência entre as normas ABNT e INMETRO...........................
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................
155
156
159
159
159
159
160
167
169
170
174
175
176
176
177
178
178
180
184
189
191
196
200
201
204
207
i
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABCP - Associação Brasileira de Cimento Portland
ABESC - Associação Brasileira das Empresas de Serviços de
Concretagem
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas
ACI - American Concrete Institute
AMN - Associação Mercosul de Normalização
CAA - Classe de agressividade ambiental
CAD - Concreto de alto desempenho
CCR - Concreto compactado com rolo
CONMETRO - Conselho Nacional de Metrologia, Normalização e
Qualidade Industrial
EPS - Poliestireno expandido
IBI - Instituto Brasileiro de Impermeabilização
IBRACON - Instituto Brasileiro do Concreto
IBTS - Instituto Brasileiro de Tela Soldada
INMETRO - Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e
Qualidade Industrial
INT - Instituto Nacional de Tecnologia
IPT - Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo
ITERS - Instituto Tecnológico do Rio Grande do Sul
SINMETRO - Sistema Nacional de Metrologia, Normalização e
Qualidade Industrial
SNIC - Sindicato Nacional das Indústrias de Cimento
UFLA - Universidade Federal de Lavras
ii
LISTA DE SÍMBOLOS
γ
s
coeficiente de minoração da resistência do aço
ε
εε
ε
s
deformação específica do aço
σ
σσ
σ tensão normal de tração
ε
yd
alongamento da armadura no início do escoamento
A
s
área da seção transversal de aço
c
nom
cobrimento nominal
d
max
diâmetro máximo do agregado graúdo
E
s
módulo de deformação longitudinal dos aços
f
c28
resistência média
do concreto à compressão aos 28 dias de idade
f
ck
resistência característica do concreto à compressão aos 28 dias de idade
f
y
resistência de escoamento do aço à tração
f
ycd
resistência de cálculo do aço à compressão
f
yd
resistência de cálculo do aço à tração
f
yk
resistência característica do aço à tração
f
yk
resistência característica do aço à tração
f
ym
média aritmética das resistências de escoamento do aço
S
d
desvio padrão
iii
RESUMO
SOUZA JUNIOR, T. F. de. Tecnologia e qualidade do material concreto em
construções agroindustriais. 2004. 215 p. Dissertação (Mestrado em
Engenharia Agrícola) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, MG.
Com o intuito de fornecer contribuição técnica para o
desenvolvimento e divulgação da tecnologia e qualidade do material concreto foi
feita uma revisão crítica dos estudos e normas brasileiras existentes sobre as
características de desempenho do concreto e seus materiais componentes quando
aplicados em construções agroindustriais. Para direcionar a abordagem do
trabalho foram levantadas informações sobre o emprego do concreto no meio
rural, em vários estados do país. Também foram coletadas informações em
visitas técnicas a agroindústrias e propriedades rurais no estado de Minas Gerais,
Brasil. Estando em fase de revisão a mais importante norma brasileira referente
ao concreto, a NBR 6118 da ABNT, a ser aplicada a partir de abril de 2004,
considerações são feitas sobre as principais mudanças introduzidas e as suas
implicações referentes à concepção, projeto e execução de obras no meio rural.
Verificou-se que os problemas de aplicação e as patologias mais freqüentes no
emprego do concreto estão relacionados aos seguintes fatores: desconhecimento
das alternativas de utilização de aditivos na mistura, desconhecimento de traços
de concretos e suas aplicações específicas, execução de pisos, umidades e
vazamentos em reservatórios. Neste contexto, durante o desenvolver deste
trabalho, foram tratados os materiais e as técnicas construtivas visando atender
às necessidades registradas nos levantamentos de dados. Para contribuir com as
soluções dos problemas verificados, em função da disponibilidade de diversos
tipos de cimentos e materiais componentes e das muitas opções existentes de
métodos construtivos que podem ser empregados, são apresentados 18 tipos
diferentes de concretos disponíveis para serem aplicados nas mais diversas
obras. São apresentadas também opções do emprego de fibras (vegetais,
sintéticas e de aço) em argamassas e concretos, e o concreto de alto
desempenho. Quanto à revisão da norma NBR 6118, constatou-se que as
mudanças introduzidas provocarão alterações importantes nas diversas etapas
das construções agroindustriais.
Comitê Orientador: Francisco Carlos Gomes – UFLA (Orientador),
Vitor Hugo Teixeira – UFLA. (Co-Orientador)
iv
ABSTRACT
SOUZA JUNIOR, T.F. de. Technology and quality of concrete in agro
industrial buildings. 2004. 215 p. Dissertation (Master Program in Agricultural
Engineering) – Federal University of Lavras, Lavras, MG.
With the aim to furnish technical contribution to the development and
divulgation of the technology and quality of the concrete, a review of the studies
and existent Brazilian standards was done about the characteristics of
performance of concrete and the component materials when applied in agro
industrial buildings. To route the approach of this work some information about
the usage of concrete in the rural area was researched in several states of the
country. Some information was also collected in technical visits to agro
industrials and farms in the state of Minas Gerais, Brazil. Considerations about
the NBR 6118 (ABNT), the most important standard referring to concrete were
made. This standard, to be applied from April 2004 on, was observed,
concerning the main alterations introduced, and the consequent implications
referring to the conception, design and execution of constructions in the rural
area. It was verified that problems of application and most frequent pathologies
while using the concrete are related to the following factors: unawareness of the
application of alternatives of additive utilization in mixtures, unawareness of
concrete blend an the specific applications of these, execution of floors, and
humidity and leakage in reservoirs. In addition, materials and constructive
techniques are concerned aiming to fulfill the necessities registered in the
surveys. Considering the availability of several types of cements and component
materials and many constructive methods that can be applied, 18 available
concrete types are presented to contribute with solutions to the raised problems,
which are applied in a wide variety of constructions. Different types of fibers
(vegetable, synthetic, and steel) are also presented taking part in mortar and
concrete, and the high performance concrete. Concerning the revision of the
NBR 6118 standard, it has been verified that the alterations introduced will lead
to important changes in many stages of the agro industrial construction.
Guidance Committee: Francisco Carlos Gomes – UFLA (Advisor)
Vitor Hugo Teixeira – UFLA (Co-advisor)
1
INTRODUÇÃO GERAL
O concreto é um material de construção com excelentes propriedades
que permitem a sua utilização nas mais diversas obras. É utilizado desde épocas
remotas e vem, década após década, incorporando novas tecnologias. Outros
componentes são adicionados à mistura, modernos equipamentos e técnicas
construtivas são desenvolvidos e a utilização deste material se amplia de forma
grandiosa.
Até um passado recente, tecnologistas e normas (nacionais e
estrangeiras) tinham a preocupação de obter concretos resistentes e econômicos.
Acreditava-se que, ao se conseguir elevada resistência, a durabilidade, a
impermeabilidade e outras boas características estariam automaticamente
atendidas. Entretanto, com o decorrer do tempo e verificando-se as deteriorações
ocorridas nas estruturas de concreto, o enfoque foi mudado. Hoje, normas e
estudos são revisados para a obtenção de concretos duráveis. Neste contexto, a
principal norma brasileira referente a concreto, a NBR 6118, foi recentemente
revisada.
No meio rural, o concreto tem vários empregos importantes e, em alguns
casos, é insubstituível. Entretanto, “Construções Rurais” é um setor da
Engenharia que infelizmente não tem despertado grande interesse da
comunidade científica, sendo muito limitada a quantidade de pesquisas que
priorizam este setor. Aliado a este fato, a maioria das normas técnicas e das
bibliografias existentes sistematicamente tratam o concreto como um material
destinado quase exclusivamente a aplicações em grandes estruturas de concreto
armado, negligenciando sua grande potencialidade no meio rural.
2
Para amenizar esta situação, foram levantadas informações em vários
estados do país, visando caracterizar os principais problemas e as patologias
mais freqüentes no emprego do concreto.
Neste contexto, objetiva-se, com o presente trabalho: propor soluções
para os problemas detectados no emprego do concreto em construções
agroindustriais; apresentar novos materiais e tecnologias com potencial uso no
meio rural e verificar as implicações da revisão da NBR 6118 nessas
construções. Como documento de caráter geral, pretende-se que seja material
básico para os iniciantes na pesquisa e para os profissionais envolvidos no
ensino, projeto e construção de obras em concreto.
Para atender aos objetivos, o presente trabalho foi desenvolvido, numa
seqüência lógica, por meio de: apresentação de um histórico sobre a evolução do
material concreto e o atual cenário nacional; apresentação dos materiais
componentes e dos vários tipos de concretos disponíveis; abordagem sobre a
utilização de fibras (vegetais, sintéticas e de aço) e o uso do concreto de alto
desempenho (CAD); considerações sobre a revisão da NBR 6118; apresentação
das técnicas construtivas a serem observadas para obtenção de concretos
resistentes, econômicos e duráveis, e considerações sobre o emprego do material
concreto em construções agroindustriais com finalidade de atendimento às
principais demandas constatadas.
3
CAPÍTULO 1
O CONCRETO, NOÇÕES BÁSICAS
1 RESUMO
O capítulo apresenta uma retrospectiva histórica do desenvolvimento do
material concreto pelo mundo, e em particular no Brasil, com destaque para
algumas obras construídas com o concreto de alto desempenho (CAD). São
efetuadas considerações sobre a viabilidade do concreto armado e apresentadas
as suas vantagens e desvantagens. São feitos alguns comentários sobre a
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) e, com o intuito de facilitar
a consulta, no Anexo A, são listadas algumas das principais normas relativas ao
concreto.
2 ABSTRACT
This chapter presents a historical retrospective of the concrete
development around the world and specifically in Brazil. Some HPC (high
performance concrete) constructions were pointed out. Considerations about the
feasibility of reinforced concrete and its advantages and disadvantages were
presented. Comments about the ABNT - Associação Brasileira de Normas
Técnicas (the Brazilian Technical Standards Association) are made and with the
purpose to facilitate the consultation, some of the main standards referring to
concrete are listed in appendix A.
4
3 INTRODUÇÃO
Para a obtenção de concreto de boa qualidade é necessário o prévio
conhecimento das propriedades dos materiais que o constituem e as funções que
cada componente exerce na mistura. Interessante também é conhecer a evolução
histórica e as noções básicas deste material.
O concreto surgiu devido à intenção dos antigos construtores em criar
uma pedra artificial, com as características da pedra natural em resistência e
durabilidade, mas que apresentasse a vantagem de ser moldada nas formas e
dimensões desejadas, sem necessidade de cortes (Amaral, 1969). Esta pedra
artificial somente poderia ser criada com a descoberta de um aglomerante
eficiente que garantisse a perfeita união dos componentes, os agregados miúdos
e graúdos, pedras menores que unidas formariam a “pedra artificial” na forma
desejada. Interessante é a origem da palavra concreto que vem da palavra latina
“concretus”, que significa “crescido junto” (ABCP, 2003).
Como será mostrado a seguir, a evolução histórica do concreto está
diretamente ligada à procura do aglomerante ideal.
4 HISTÓRICO
A utilização do concreto, com características semelhantes ao atual
material hoje utilizado, perde-se na antigüidade, pois já era conhecido e aplicado
nos tempos do Império Romano (Langendonck, 1954).
Os assírios e babilônios, pioneiros da construção, usaram argila como
aglomerante, mas a sua fraca resistência não permitiu um maior
desenvolvimento das construções (Santos, 1983).
Os egípcios conseguiram uma ligação mais rígida com argamassa de cal
e gesso, como confirmam suas obras, templos e pirâmides (Figura 1.1),
existentes até hoje (Santos, 1983).
5
FIGURA 1.1 - Pirâmides do Egito: construídas entre 2650 e 2550 aC.
Fonte: Enciclopédia Digital Master – GLLG, 1999.
Os romanos criaram um aglomerante de grande durabilidade
adicionando ao calcário determinada cinza vulcânica da cidade de Pozzuoli,
perto do Vesúvio, cinza esta chamada de “pozzolona” e que da´ o nome aos
cimentos pozolânicos atuais (Neville, 1997).
Grandes obras da antiguidade, como o Coliseu (Figura 1.2) e outras
obras em Pompéia (Figura 1.3), foram construídas com o uso de certas terras de
origem vulcânica com propriedade de endurecimento sob a ação das águas.
Algumas argamassas encontradas nas ruínas de Pompéia se apresentam menos
deterioradas que as pedras (Neville, 1997).
6
FIGURA 1.2 - Coliseu, Roma.
Fonte: Enciclopédia Digital Master – GLLG, 1999.
FIGURA 1.3 - Ruínas de um Ginásio Público, Pompéia.
Fonte: Enciclopédia Digital Master – GLLG, 1999.
Em 1758, o inglês John Smeaton conseguiu um produto de alta
resistência por meio da calcinação de calcários moles e argilosos. Pesquisas de
7
James Parker, ao calcinar nódulos de calcário argiloso, desenvolveu outro
cimento, denominado “cimento romano” (Neville, 1997).
Em 1824, o inglês Joseph Aspdin desenvolveu um cimento bem
semelhante ao atual e registrando a patente, deu-lhe o nome de Portland, nome
de uma cidade do litoral sul da Inglaterra, onde existem rochedos com a mesma
cor cinza esverdeado do cimento descoberto (Santos, 1983).
Em 1845, Isaac Johnson produziu um cimento do mesmo tipo que o
moderno Portland, queimando uma mistura de argila e greda (giz) até a
formação do clinquer (Neville, 1997).
Apesar de descoberto o aglomerante ideal, nenhum desenvolvimento
notável se verificou em estruturas de concreto, devido, principalmente, à fraca
resistência do material aos esforços de tração (Santos, 1983). Somente em
meados do século XIX, quando surgiu a idéia de se adicionar ao concreto um
material de elevada resistência à tração, é que progressos relevantes se fizeram
sentir. Nascia assim um material composto: “cimento armado” e,
posteriormente, “concreto armado”. O “cimento armado” foi denominado assim
até a década de 1920, quando passou a ser chamado “concreto armado” (SNIC,
2003).
Em 1849, o francês Joseph Louis Lambot construiu o primeiro objeto de
concreto armado, curiosamente, um barco, exibido na exposição de Paris, em
1855 e que se encontra atualmente no Museu de Brignoles, na França (Santos,
1983). Na verdade, o barco de Lambot era feito de “argamassa armada”,
material de muita utilização nos dias atuais.
Porém, a invenção do concreto armado é, muitas vezes, atribuída ao
francês Joseph Monier (horticultor e paisagista) que, baseando-se na idéia de
Lambot, em 1861, construiu vasos de flores com argamassa de cimento e areia e
armadura de arame, de maneira bem empírica. Em 1867, obteve a sua primeira
patente para a construção de vasos; em 1868, a patente se estendeu a tubos e
8
reservatórios; em 1869, a placas; em 1873, a pontes e em 1875, a escadas
(Santos, 1983).
Visando resgatar o mérito de Lambot, em 1949, um século após a
criação do barco, a França comemorou o centenário do concreto armado (Santos,
1983).
Em 1902, o alemão Mörsch, a pedido da firma Wayss e Freitag, que
comprou os direitos das patentes de Monier, publica com bases científicas uma
primeira teoria sobre concreto armado. Apesar de tantos anos terem se passado
desde a sua apresentação, as idéias fundamentais de Mörsch ainda continuam
válidas (Süssekind, 1983).
Em 1904, surgiu na Alemanha a primeira norma sobre concreto armado
(Pinheiro & Giongo, 1992).
Quanto ao cimento no Brasil, a primeira fábrica de cimento Portland
iniciou efetivamente as atividades em 1926. O primeiro forno de cimento branco
entrou em operação em 1952, sendo distribuído ao mercado a partir de 1954. Em
1984, foi lançado o cimento branco estrutural. Em 1991, foram lançados os
cimentos Portland compostos, com composição intermediária entre os Portland
comuns e os cimentos Portland com adições (alto-forno e pozolânico), estes
últimos já disponíveis no mercado desde a década de 1950 (ABCP, 2003).
Atualmente, o cimento Portland é, sem dúvida, o mais importante e
difundido material de construção. Para se ter uma idéia da importância desse
material na construção, somente no Brasil, em 2002, foram consumidos mais de
38 milhões de toneladas (SNIC, 2003).
No Brasil, Emílio Henrique Baumgart pode ser considerado o “pai” da
engenharia estrutural brasileira (Süssekind, 1983). Além de formar muitos
profissionais, ele projetou várias obras com diversos recordes mundiais de
tamanho ou originalidade. Segundo Santos (1983), pode-se destacar, entre
outras, as seguintes obras:
9
a) ponte Herval, sobre o rio do Peixe (Santa Catarina), em 1928, durante
muito tempo recorde mundial de vão em viga reta de concreto armado
(68 metros) e que, pela primeira vez, usou a técnica de construção em
“balanços sucessivos”;
b) edifício “A Noite” no Rio de Janeiro, em 1928, com 22 pavimentos, na
época, o maior edifício em concreto armado do mundo;
c) oficina do Campo dos Afonsos, no Rio de Janeiro, em 1933, com arco
com 93 metros de vão, também recorde mundial;
d) ponte sobre o Rio Mucuri, com vão central de 39,3 metros, também
recorde mundial de viga reta em ponte ferroviária em concreto armado,
1933.
Outros engenheiros brasileiros também se destacaram na arte de projetar
estruturas de concreto armado, dando exemplos de criatividade, arrojo e
competência. Limitando-se aos grandes nomes do passado, destacam-se: Paulo
Rodrigues Fragoso, Antônio Alves de Noronha, Sérgio Marques de Souza,
Arthur Eugênio Jerman, Oswaldo Moura Abreu, Nelson de Barros Camargo,
Waldemar Tietz, J.A. Marsillac, Humberto Fonseca, Joaquim Cardoso e tantos
outros (Santos, 1983). A competência destes profissionais levou a engenharia
estrutural brasileira ser internacionalmente reconhecida e respeitada (Süssekind,
1983).
5 ESTRUTURAS DE CONCRETO – CENÁRIO NACIONAL
Desenvolvimentos notáveis foram verificados, nos últimos anos, na arte
de projetar e de construir estruturas de concreto armado. Novos materiais e
novas tecnologias estão sendo incorporados ao concreto, fornecendo muitas
alternativas de diferentes tipos de concretos para as mais diversas aplicações.
Atualmente, é comum se utilizar, em grandes estruturas, o concreto de alto
10
desempenho (CAD), que atinge elevadíssima resistência. Em 2002, o Brasil
bateu o recorde de resistência do CAD em obra, no edifício comercial E-Tower,
na Vila Olímpia, zona sul de São Paulo: a resistência característica do concreto à
compressão aos 28 dias de idade (f
ck
), obtida em pilares, foi de 115 Mpa, a
resistência média de 125 MPa e a resistência máxima obteve o incrível valor de
149,5 MPa (Helene & Hartmann, 2003).
O Brasil se destaca no cenário internacional como um país de obras
fantásticas em concreto armado, tanto pela grandiosidade das estruturas como
pela criatividade e arrojo em seus projetos. Oportuno é ressaltar o
desenvolvimento paralelo da arquitetura brasileira, que vem exigindo da
engenharia soluções inovadoras na concepção do projeto estrutural, na forma de
cálculo, na análise das estruturas e na tecnologia de materiais. Nesse sentido,
torna-se obrigatória a citação do nome do arquiteto Oscar Niemeyer, pelo
pioneirismo e arrojo de formas em seus projetos (Süssekind, 1983). Como um
dos muitos exemplos de sua criatividade pode-se citar o Palácio da Alvorada, em
Brasília (Figura 1.4).
FIGURA 1.4 - Palácio da Alvorada, Brasília. Projeto: Oscar Niemeyer.
11
Muitas outras obras brasileiras de destaque nos cenários nacional e
internacional podem ser citadas. Apresentam-se a seguir alguns exemplos dessas
importantes obras:
I. Museu de Arte de São Paulo, MASP (Figura 1.5). Construído entre 1956
a 1968, utilizando CAD de 50 MPa na concretagem das quatro grandes
vigas com vão livre de 74 m e que se apóiam em quatro pilares vazados
de 2,5 m x 4 m. Projeto arquitetônico: Lina Bo Bardi; projeto estrutural:
José Carlos de Figueiredo Ferraz (Ciochi, 2003b).
FIGURA 1.5 - Museu de Arte de São Paulo – MASP, São Paulo.
Fonte: Ciocchi, 2003b.
II. Ponte estaiada sobre o Rio Guamá, Pará (Figura 1.6). A estrutura tem 2
km de extensão, com vão livre de 582 m: o maior vão livre do Brasil.,
12
concluída em 2002 na qual foram empregados mais de 30 mil m
3
de
concreto (Cimento Hoje, 2002a).
FIGURA 1.6 - Ponte estaiada sobre o Rio Guamá, Pará. O maior vão livre do
Brasil: 582 m.
Fonte: Cimento Hoje, 2002a.
III. Edifício E-Tower, na Vila Olímpia em São Paulo, concluído em 2002
(Figura 1.7) – Pilares com resistência de 125 MPa (recorde em
resistência de CAD) – Foram utilizados pigmentos vermelhos na massa
para diferenciar concretos de resistência diferentes. Projeto
arquitetônico: Aflalo e Gasperini; projeto estrutural: França e associados
(Sayegh, 2002a).
13
FIGURA 1.7 - Edifício E-Tower, São Paulo. Recorde em CAD: 125 MPa.
Fonte: Cimento Hoje, 2002b.
IV. Complexo Evolution Towers, Curitiba (Figura 1.8). Apresenta três
torres (hotel, centro corporativo e prédio residencial) CAD com f
ck
de 60
MPa. Torre maior com 125 m de altura do térreo à cobertura. Conclusão
prevista para 2004 (Mello, 2003).
14
FIGURA 1.8 - Evolution Towers, Curitiba.
Fonte: Mello, 2003.
V. Torre Norte do CENU - Centro Empresarial Nações Unidas (Figura 1.9),
em São Paulo, concluída em 1999. Pilares com f
ck
de 50 MPa, vigas e
lajes com f
ck
de 35 MPa. – Edifício com 157 m de altura, consumo de
cerca de 41 mil m
3
de CAD. Projeto arquitetônico: Boti Rubin; projeto
estrutural: Mário Franco (Ciocchi, 2003a).
15
FIGURA 1.9 - Centro Empresarial Nações Unidas - CENU, São Paulo.
Fonte: IBRACON, 1997.
VI. Sede da Procuradoria Geral da República, Brasília (Figura 1.10). CAD
com 50 MPa. Um grande cilindro de concreto atravessando todo o
prédio vai do térreo ao topo, que apóia uma estrela de oito pontas
(destaque na cobertura). A estrela é um conjunto estrutural com
diâmetro de 50 m, formado por vigas de 5 m de altura e 3 m de largura.
Essa estrutura faz a sustentação do edifício. Todos os pavimentos são
suspensos por cabos atirantados ao eixo cilíndrico central, eliminando os
pilares no pavimento térreo. Foram consumidos cerca de 3 mil m
3
de
CAD. A impressão é de que o prédio flutua. Projeto arquitetônico: Oscar
Niemeyer; projeto estrutural: Jair Valera (Cimento Hoje, 2003a).
16
FIGURA 1.10 - Procuradoria Geral da República, Brasília.
Fonte: Cimento Hoje, 2003a.
VII. Complexo hoteleiro-comercial Continental Square Faria Lima, em São
Paulo. Pilares com f
ck
de 50 MPa, vigas e lajes com f
ck
de 35 MPa. Serão
utilizados cerca de 34 mil m
3
de CAD. Projeto arquitetônico: Aflalo e
Gasperini; projeto estrutural: Ávila Engenharia (Sayegh, 2002a).
VIII. Complexo Industrial e Portuário de Pecém, Ceará. CAD com f
ck
de 50
MPa, volume total de 48 mil m
3
(ABESC, 2002).
IX. Complexo Turístico Costa do Sauípe, Salvador, com área de 150 mil m
2
.
CAD de 50 MPa. Foram utilizadas fibras de polipropileno para
minimizar a retração hidráulica do concreto (ABESC, 2002).
X. Superior Tribunal de Justiça, Brasília – CAD com f
ck
de 60 MPa. A laje
do 1º pavimento (na verdade uma grelha) tem 60 m x 45 m e apóia
17
apenas na periferia. Projeto arquitetônico: Oscar Niemeyer; projeto
estrutural: Bruno Contarini (IBRACON, 1997).
XI. Ponte estaiada sobre o Rio Paranaíba, em Porto Alencastro na divisa
entre Mato Grosso do Sul e Minas Gerais (Figura 1.11). A estrutura
compreende duas torres, 662 m de extensão e vão central de 350 m. As
fundações foram executadas a uma profundidade de 39 m abaixo do
nível da água, constam de 40 tubulões (20 para cada torre) com 2 m de
diâmetro cada um. Consumiu 6 mil m
3
de concreto submerso
(fundações) e 20 mil m
3
de concreto estrutural (torres e tabuleiro).
Projeto: A. A. Noronha – Serviços de Engenharia (Cimento Hoje,
2003b).
FIGURA 1.11 - Ponte sobre o Rio Paranaíba, divisa entre Minas Gerais e Mato
Grosso do Sul.
Fonte: Cimento Hoje, 2003b.
18
XII. Museu de Arte Contemporânea, Niterói, RJ (Figura 1.12) – CAD com
f
ck
de 35 MPa. Projeto arquitetônico: Oscar Niemeyer; projeto estrutural:
Bruno Contarini (Serra, 1997).
FIGURA 1.12 - Museu de Arte Contemporânea, Niterói.
Fonte: Serra, 1997.
XIII. Novo Museu, Curitiba (Figura 1.13). Com área total de 144 mil m
2
,
possui estrutura elevada, em duplo balanço, com 70 m de comprimento
e 30 m de largura, com cobertura em formato parabólico, apoiada na
estrutura central (torre) de 21 m de altura, de concreto protendido.
Inaugurado em 22/11/2002. Projeto: Oscar Niemeyer, com equipes do
engenheiro Max Rahm e dos arquitetos Oswaldo Cintra e Marcelo
Ferraz (Cimento Hoje, 2002c).
19
FIGURA 1.13 - Novo Museu, Curitiba.
Fonte: Cimento Hoje, 2002c.
XIV. Ponte sobre o Rio Maranhão – Usina Hidrelétrica de Serra da Mesa,
Goiás (Figura 1.14). Estrutura com 585 m de comprimento, possui 305
m em balanços sucessivos, 11 pilares e tem o seu maior vão com 145 m.
CAD com f
ck
superior a 50 MPa. Projeto: Antranig Muradian S/C Ltda
(Corbioli, 1997).
20
FIGURA 1.14 - Ponte sobre o Rio Maranhão, Goiás.
Fonte: Corbioli, 1997.
XV. Ponte JK, Brasília (Figura 1.15). Estrutura mista de concreto e aço,
comprimento de 1.200 m, largura do tabuleiro de 24 m com três faixas
de rolamento em cada sentido, além de ciclovia e passeio lateral. Os três
arcos metálicos têm vãos de 240 m cada. Foram consumidos: 12,6 mil
toneladas em estrutura metálica; 4 mil toneladas em aço CA 50; 38,9 mil
m
3
de CAD (até 50 MPa). Concluída em 2002. Projeto Arquitetônico:
Alexandre Chan; projeto estrutural: Mário Jaime dos Reis Vilverde
(Sayegh, 2003).
21
FIGURA 1.15 - Ponte JK, Brasília.
Pelas obras apresentadas, conclui-se que a engenharia estrutural
brasileira, de forma efetiva, muito contribui para o desenvolvimento de
aplicações do material concreto nos mais variados tipos de obras: estruturas de
edifícios, pontes, viadutos, indústrias, barragens, túneis, silos, reservatórios, cais,
portos, canais, reservatórios, obras de contenção, galerias de metrô, fundações,
pisos diversos, pavimentos de rodovias e aeroportos, construções rurais, etc.
Entretanto, as inovações tecnológicas atualmente empregadas nas
grandes obras não são conduzidas ao meio rural. Talvez por considerarem
“construções rurais” como obras de pouca responsabilidade estrutural, a
comunidade científica não tem demonstrado grande interesse pelo tema, sendo
limitada a quantidade de trabalhos que priorizam este setor (Beraldo, 1997).
6 CONCRETO SIMPLES - CONCEITO
Concreto é um material de construção resultante da mistura de um
aglomerante (cimento), agregado miúdo (areia), agregados graúdos (britas) e
22
água. É fundamental que as proporções entre os componentes sejam previamente
determinadas (em função das características de cada obra) e sejam
rigorosamente obedecidas na mistura do concreto. As quantidades de cada
componente podem ser determinadas por métodos de dosagem, que contemplam
as características específicas de cada utilização, tais como resistência mecânica
requerida, natureza e condições de exposição da obra, dimensões das peças
estruturais, equipamentos disponíveis para a mistura e adensamento, e vários
outros fatores. O tema dosagem de concretos será tratado no item 6 da capítulo
8.
Atualmente, um novo componente vem sendo freqüentemente
acrescentado: os aditivos. Aditivos são produtos industriais que são
intencionalmente incorporados ao concreto com a finalidade de realçar ou
modificar algumas de suas características no estado fresco ou endurecido. Os
aditivos podem modificar o comportamento de vida útil do concreto, atuar sobre
sua cura e endurecimento, melhorar sua impermeabilidade, aumentar sua
resistência inicial, etc. Existem fabricantes de aditivos para as mais diversas
finalidades. Pelos manuais técnicos desses fabricantes é possível verificar a
disponibilidade e a forma de aplicação de aditivos em concreto e argamassas
(item 7 do capítulo 2).
Segundo Petrucci (1982), a pasta formada pelo cimento e água atua
envolvendo os grãos dos agregados, enchendo os vazios entre eles e unindo
esses grãos, formando uma massa compacta e trabalhável. A função dos
agregados é dar ao conjunto condições de resistência aos esforços e ao desgaste,
além de redução no custo e redução na retração.
Logo após a mistura, obtém-se o concreto fresco, material de
consistência mais ou menos plástica, que permite a sua moldagem em formas.
Ao longo do tempo, o concreto endurece em virtude de reações químicas entre o
cimento e a água, ganhando resistência a esforços mecânicos.
23
A reação química entre o cimento e a água, chamada hidratação do
cimento, é a grande responsável na determinação das propriedades que o
concreto irá possuir. Comprova-se que, dentro de certos limites de
trabalhabilidade, a resistência do concreto aumenta com a diminuição da água na
mistura (Petrucci, 1982). Entretanto, de forma generalizada, nas obras existe
uma tendência dos operários em se acrescentar mais água do que a necessária,
visando facilitar os trabalhos de mistura e de lançamento dentro das formas. Esta
tendência deve ser fiscalizada e proibida, pois o excesso de água na mistura é
muito prejudicial para as boas qualidades do material concreto.
A hidratação do cimento é uma reação química exotérmica que, em
obras de grandes volumes, pode desenvolver significativo aumento de
temperatura, requerendo nestes casos cuidados especiais, tema a ser abordado no
item 4.2 do capítulo 2.
A proporção entre a massa de água e a massa do cimento, denominada
relação água-cimento, importantíssima na tecnologia de concretos, deve ser
rigorosamente obedecida durante a mistura. Como se verá no item 6 do capítulo
8 (dosagem de concretos) a umidade normalmente existente nos agregados,
principalmente na areia, deve ser avaliada para diminuir a quantidade da água a
ser misturada.
A variação da resistência do concreto com a relação água-cimento é
mostrada na Figura 1.16:
24
Consistência de concretos
manufaturados à máquina
% DA RESISTÊNCIA MÁXIMA
Consistência com a
qual cerca de 3/4 da
resistência é perdida
máxima resistência que pode ser obtida
ÁGUA UTILIZADA EM % DA QUANTIDADE
CORRESPONDENTE A RESISTÊNCIA MÁXIMA
Consistência com a
qual cerca de metade
da resistência é perdida
Consistência própria para
concreto armado
Consistência própria para concreto
massa; revestimento, etc
FIGURA 1.16 - Variação da resistência do concreto com a relação água-cimento
Fonte: Petrucci, 1982.
O concreto possui uma propriedade que o distingue dos demais materiais
de construção: sua resistência aumenta com o tempo (desde que bem executado).
Quanto à resistência mecânica, o concreto possui excelente resistência
aos esforços de compressão e baixa resistência aos esforços de tração. A
resistência à tração é da ordem de 1/10 (um décimo) da resistência à compressão
(Santos, 1983). Por esta razão é que se utiliza o concreto armado em peças que
porventura venham a sofrer algum esforço de tração, adicionando-se barras de
aço nas regiões tracionadas.
25
7 A VIABILIDADE DO CONCRETO ARMADO
Devido à baixa resistência à tração, procurou-se adicionar ao concreto
outros materiais mais resistentes à tração, melhorando suas qualidades de
resistência.
De acordo com Süssekind (1983) a utilização de barras de aço
juntamente com o concreto, só é possível devido às seguintes razões:
1ª) Trabalho conjunto do concreto e do aço, assegurado pela aderência entre os
dois materiais:
Na região tracionada, na qual o concreto possui resistência praticamente
nula, ele sofre fissuração, tendendo a se deformar. Graças à aderência, arrasta
consigo as barras de aço, forçando-as a trabalhar e, conseqüentemente, a
absorver os esforços de tração.
Nas regiões comprimidas, uma parcela de compressão poderá ser
absorvida pela armadura, no caso do concreto, isoladamente, não ser capaz de
absorver a totalidade dos esforços de compressão.
2ª) Os coeficientes de dilatação térmica do aço e do concreto são praticamente
iguais.
- Concreto: (0,9 a 1,4) x 10
-5
/
0
C (mais freqüente 1,0 x 10
-5
/
0
C);
- aço: 1,2 x 10
-5
/
0
C;
Esta diferença de valores é insignificante.
- adota-se para o concreto armado = 1,0 x 10
-5
/
0
C.
3ª) O concreto protege de oxidação o aço da armadura, garantindo a durabilidade
da estrutura.
O concreto exerce dupla proteção ao aço:
- proteção física: pelo cobrimento das barras, protegendo-as do meio
exterior;
26
- proteção química: em ambiente alcalino que se forma durante a pega
do concreto, surge uma camada quimicamente inibidora em torno da
armadura.
8 CONCRETO ARMADO – CONCEITO
Concreto armado é um material de construção resultante da união do
concreto simples e de barras de aço, envolvidas pelo concreto, com perfeita
aderência entre os dois materiais, de tal maneira que resistam ambos
solidariamente aos esforços a que forem submetidos (Fusco, 1976).
Para a composição do concreto armado, pode-se indicar
esquematicamente (Fusco, 1976):
1) cimento + água = pasta;
2) pasta + agregado miúdo = argamassa;
3) argamassa + agregado graúdo = concreto simples;
4) concreto simples + armadura de aço = concreto armado. Nesse item
pode-se fazer uma nova subdivisão, em função da forma de trabalho da
armadura:
4.1 - concreto + armadura passiva = concreto armado;
4.2 - concreto + armadura ativa = concreto protendido; neste caso a
armadura (ou a cordoalha) é preliminarmente submetida a esforços de
tração, visando melhorar o desempenho estrutural da peça a ser
concretada.
Além de reforçar o concreto simples com barras de aços colocadas em
determinadas zonas de tração dos elementos estruturais, existe a possibilidade de
reforçá-lo mediante a colocação de fibras dispersas na massa do concreto. No
caso de concretos e argamassas, as fibras que mais se têm empregado são as
fibras vegetais, sintéticas e de aço. Estas fibras melhoram o comportamento dos
27
elementos com elas fabricados, trazendo vários benefícios técnicos, como
redução da retração plástica; aumento das resistências ao impacto, à abrasão, ao
fogo e à penetração de substâncias químicas e da água (Silva, 1997). Entretanto,
não possuem função estrutural e não devem substituir as armaduras
convencionais. O tema sobre fibras em concretos e argamassas será mais
detalhado no capítulo 4.
Deve-se destacar também a possibilidade de utilização da “argamassa
armada” (algumas vezes também chamada de “microconcreto”), que tem a
mesma origem do concreto armado só que com a ausência do agregado graúdo.
Normalmente, como armação, são utilizadas as tradicionais telas soldadas. Os
elementos de argamassa armada são caracterizados pela pequena espessura - da
ordem de 20 mm, em média (Campos & Tango, 2001).
Atualmente, está sendo cada vez mais empregado nas estruturas o
concreto de alto desempenho, ou CAD. É um concreto obtido com um aditivo
superfluidificante e com a adição de sílica ativa. Ele é mais resistente, menos
poroso, mais impermeável, mais resistente a ambientes agressivos, apresentando
maior proteção para as armaduras e possui maior durabilidade. Enquanto as
resistências características (f
ck
) dos concretos tradicionais normalmente não
ultrapassam 30 MPa, com o CAD é possível atingir resistências superiores a
100 MPa, como ocorreu na estrutura do edifício E-Tower, na Vila Olímpia em
São Paulo, conseguindo o recorde nacional, e provavelmente internacional, em
resistência de concreto (Sayegh, 2002a). Outras informações sobre o material
CAD serão dadas no capítulo 6.
A Figura 1.17 apresenta, de forma esquemática, as composições
possíveis para os componentes do concreto:
28
Cimento
Água
Areia
Brita
Pasta
Argamassa
Argamassa
Armada
Tela
Fibras
Concreto
Armadura
Passiva
Armadura
Ativa
Concreto
Armado
Concreto
Protendido
Concreto
Armado
com fibras
com fibras
Armada
Argamassa
Micro-Sílica
Micro-Concreto de
Alto Desempenho
fluidificante
Aditivo Super-
Alto Desempenho
Concreto de
FIGURA 1.17 - Esquema de possíveis composições para os materiais
componentes.
9 VANTAGENS E DESVANTAGENS DO CONCRETO ARMADO
Como qualquer outro material, o concreto armado apresenta qualidades e
defeitos. Segundo Santos (1983), é possível apresentar as seguintes vantagens e
desvantagens do concreto armado.
Vantagens:
a) economia - o concreto se revela mais barato que a estrutura metálica,
exceto em casos de vãos muitos grandes. Em muitos casos os agregados
podem ser obtidos no próprio local da obra. Não exige mão-de-obra
especializada;
29
b) durabilidade - a resistência do concreto aumenta com o tempo (quando
bem executado);
c) adaptação a qualquer tipo de fôrma;
d) manutenção e conservação praticamente nulas;
e) impermeabilidade;
f) monolitismo;
g) resistência ao desgaste mecânico (choques, vibrações);
h) facilidade de execução (fácil emprego e manuseio).
Desvantagens:
a) grande peso-próprio 2500 kg / m
3
(pode ser reduzido com utilização de
agregados leves);
b) reformas e demolições difíceis ou até impossíveis;
c) baixo grau de proteção térmica;
d) demora de utilização (o prazo pode ser reduzido com a utilização de
aditivos).
10 NORMAS TÉCNICAS
No Brasil, o órgão responsável pelas atividades normativas é a
Associação Brasileira de Normas Técnicas, ou simplesmente ABNT.
A principal norma para projeto e execução de obras de concreto armado,
a NB 1, registrada como NBR 6118, foi recentemente revisada (março de 2003).
O novo texto da NBR 6118 funde as normas de concreto armado, concreto
simples e concreto protendido; retira a norma de execução e traz uma
apresentação didática dos conteúdos seguindo as etapas de projeto. Após
aprovação, essa norma servirá como diretriz para a revisão de outras normas de
concreto que se encontram desatualizadas. Os aspectos relativos à execução
30
serão tratados em outra norma técnica: NBR 14931 - Execução de estruturas de
concreto – Procedimento (ABNT, 2003).
As principais mudanças ocorridas na revisão da NBR 6118 serão
discutidas no capítulo 7.
Com a revisão da NBR 6118, várias outras normas deverão ser ou
revisadas ou substituídas ou canceladas, devendo os interessados consultar a
ABNT sobre as atualizações recentes. A ABNT se encontra em um intenso
movimento de revisão e aprovação de normas. Somente para o ano de 2003, o
Plano de Normalização Setorial do CB-02 (Comitê Brasileiro de Construção
Civil) prevê a elaboração de 122 documentos, incluindo textos em estudo e
normas. Quanto à Associação Mercosul de Normalização, as normas técnicas
dos seis países envolvidos estão sendo substituídas pelas normas Mercosul
(NM). No setor de construção, o Comitê Setorial de Cimento e Concreto (CSM-
05) já publicou, até setembro de 2003, mais de 70 normas (Nakamura, 2003).
Mais informações sobre a ABNT são dadas no capítulo 7.
Há diversos tipos de normas técnicas brasileiras:
Procedimento (NB); Especificação (EB); Método de Ensaio (MB);
Padronização (PB); Terminologia (TB); Simbologia (SB); Classificação
(CB) e, mais recentemente, Norma Mercosul (NM).
Quando uma norma qualquer dos tipos acima é registrada no Instituto
Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO),
recebe um número, colocado após a sigla NBR, que significa norma brasileira
registrada.
As principais normas relacionadas com estruturas de concreto estão
listadas no Anexo A.
31
11 CONSIDERAÇÕES FINAIS
O conhecimento do passado e do desenvolvimento histórico de
determinado material muito contribui para o entendimento das inovações
tecnológicas atuais. Assim, ao se examinar o resumo histórico apresentado neste
capítulo, conclui-se que a evolução das construções de concreto, desde a
antiguidade até a época atual, está diretamente ligada à procura do aglomerante
ideal. Nesta procura, os antigos construtores utilizaram materiais, como argila,
calcário, gesso e cinzas vulcânicas. Somente em 1824 foi descoberto o cimento
Portland e as obras daquelas épocas refletem a evolução tecnológica ocorrida
nas construções, em função do tipo de aglomerante empregado.
Pelo exposto conclui-se que, de uma forma simplificada, o concreto
pode ser considerado como uma “pedra artificial” que vem incorporando
tecnologias ao longo do tempo e que, apesar das boas qualidades deste material,
ele possui baixa resistência aos esforços de tração e, por esta razão, evolução
notável na arte das estruturas somente foi constatada com o advento do concreto
armado (a partir de 1849), quando foram incorporados ao concreto materiais
metálicos.
Para melhor entendimento dos princípios que garantem o trabalho
solidário entre o concreto a as barras de aço, constituindo o notável material
concreto armado, é necessário o prévio conhecimento das noções básicas sobre o
concreto, suas propriedades, vantagens e desvantagens, e, principalmente, o
conhecimento das razões que viabilizam o emprego de barras de aço juntamente
com o concreto.
O concreto, em função de suas excelentes propriedades, é empregado
com vantagens nas mais diversas obras pelo mundo. Quanto ao cenário nacional,
pelo que foi exposto e devido às suas obras arrojadas e criativas, a engenharia
estrutural brasileira é considerada e respeitada internacionalmente.
32
Outra consideração a ser feita é a de que a Associação Brasileira de
Normas Técnicas (ABNT) se encontra em intenso movimento de revisão e
aprovação de normas, tendo a principal norma referente a concreto, a NBR
6118, sido recentemente revisada e terá sua aplicação exigida a partir de abril de
2004. As importantes mudanças impostas exigirão atualização dos profissionais
da área de estrutura para conhecimento e aplicação dos novos procedimentos a
serem observados nas obras de concreto.
33
CAPÍTULO 2
MATERIAIS COMPONENTES
1. RESUMO
Neste capítulo são apresentados os componentes básicos que constituem
o material concreto. Com este intuito, são feitas considerações sobre os
diferentes tipos de cimentos brasileiros, os agregados (miúdos e graúdos), a água
e os aditivos que podem ser incorporados à mistura. Apresentam-se tabelas que
orientam para a escolha correta do tipo de cimento e de aditivo a serem
utilizados em função das aplicações pretendidas para o concreto.
2. ABSTRACT
In this chapter some of the basic components of concrete are presented.
Considerations about different Brazilian cements, aggregates (small and big
ones), water and additives incorporated to the mixture are made. Tables are
presented in order to orientate the correct choice of the type of cement and
additive to be used according to the proposed application of the concrete.
3. INTRODUÇÃO
Para a obtenção de concretos resistentes, duráveis e econômicos,
cuidados especiais devem necessariamente, ser tomados nas seguintes etapas:
estudo das propriedades e perfeita escolha de cada um dos materiais
componentes; determinação das propriedades necessárias ao concreto a ser
produzido em função das características da obra onde será aplicado;
proporcionamento correto dos componentes e aplicação de boas técnicas
34
construtivas no manuseio do concreto nas fases de mistura, transporte,
lançamento, adensamento, cura, retirada do escoramento e das formas. Neste
contexto, é fundamental conhecer as propriedades dos materiais componentes.
4. CIMENTO PORTLAND
O cimento é, sem dúvida, o mais importante e difundido material de
construção. No Brasil, no ano 2002, foram consumidos mais de 38 milhões de
toneladas de cimento (SNIC, 2003).
4.1 Conceito
Pode-se definir o cimento Portland como um aglomerante obtido pela
moagem do clinquer (cujas matérias-primas são o calcário e a argila), ao qual
são adicionados, durante a moagem, quantidades de sulfato de cálcio – gesso.
Resumidamente, o processo de fabricação do cimento consiste no
seguinte: inicialmente a rocha calcária é britada, depois moída e, em seguida, é
misturada com argila já moída em adequadas proporções. A mistura obtida é
levada a um forno giratório, a uma temperatura da ordem de 1.400ºC, obtendo-
se uma fusão incipiente, resultando daí o clinquer em forma de pelotas. Na saída
do forno, o clinquer é resfriado bruscamente e finamente moído, transformando-
se em pó e adicionando-se gesso, obtendo-se cimento Portland (ABCP, 2002b).
Em função de diversas alternativas de adições de matérias-primas na
composição, podem-se obter vários tipos de cimentos Portland, como será visto
no item 4.3.
Normalmente, o cimento é vendido no comércio em sacos de 50 kg,
protegidos com folhas de papel impermeável, do tipo “kraft”, devendo estar
impresso na embalagem o tipo e a classe do cimento. O volume correspondente
ao saco de 50 kg é de 35,3 litros (o que leva a uma massa específica aparente de
1.420 kg/m
3
). É importante conhecer o volume real de um saco de cimento para
35
se poder calcular as quantidades dos outros componentes quando o traço do
concreto for estabelecido em volume (ver dosagem de concretos, item 6 do
capítulo 8).
Como o cimento é um produto perecível, com prazo de validade máximo
de três meses, requer cuidados especiais para o armazenamento. Este assunto
será tratado no item 5 do capítulo 8, referente a técnicas construtivas.
Os sacos de cimento vendidos no comércio, além da sigla de letras e
algarismos romanos que caracterizam o tipo do cimento, devem apresentar um
número em algarismo arábico: 25, 32 ou 40, expressos em megapascal – Mpa,
indicando a mínima resistência à compressão, aos 28 dias de idade em
argamassa normal, ou seja, 25 Mpa (= 250 kgf/cm
2
), 32 Mpa (= 320 kgf/cm
2
) ou
40 Mpa (= 400 kgf/cm
2
). Exceção aos cimentos de alta resistência inicial, cujas
resistências devem ser medidas aos 7 dias de idade.
Argamassa normal é a mistura do cimento com uma areia especial
(denominada areia normal e que apresenta faixas granulométricas definidas) e
água, satisfazendo o que prescreve a especificação NBR 7214:1982. Os corpos
de prova executados com a argamassa normal devem ser moldados e ensaiados
conforme o método NBR 7215:1996.
Teoricamente, qualquer cimento poderia ser empregado na composição
de argamassas e de concreto. Não existe o que se chama “receita pronta”. Para a
melhor escolha, deve-se partir das particularidades de cada obra, conhecendo-se
os esforços mecânicos que atuarão sobre o concreto, as condições de execução e
também de exposição da estrutura. Para a orientação sobre a escolha correta do
tipo de cimento, apresentam-se a seguir duas tabelas (Tabela 2.1 e Tabela 2.2).
TABELA 2.1 - Fatores para a escolha de cimentos (cimento Portland)
Fatores para escolha
Comum Composto Alto-
forno
Pozolânico Alta
resistência
inicial
Resistente
a sulfatos
Norma NBR 5732 NBR 11578 NBR
5735
NBR 5736 NBR 5733 NBR 5737
TIPO (sigla) CP I CP I-S CP II-F CP II-E CP II-Z CP III CP IV CPV – ARI CP RS
Experiência acumulada
no mundo
XXXX X X X X XXX XXX XXX XXX
Reserva de resistência
após 28 dias
XXX XX X XX XX XXXX XXXX XX XX
Proteção às armaduras
XXXX XXX XX XXX XXX
XXXX
XXXX XXXX XXXX
Resistências iniciais
altas
XX
XXX XXX
XX
XX X X
XXXX
XXXX
Insolubilidade em água
XX
X
X XX XX XXX XXXX XX XX
Facilidade de ser
encontrado
X
XX XXXX XXXX
XXX
XXX XXX
XX
XX
Estabilidade dimensional
à secagem
XXX XX
X X X X X XX XX
Preço para o consumidor
XX XX XX XX XX XX XX X X
Relação resistência a 28
dias/consumo de
cimento
XXXX XXX
X
XX X XXX XX XXXX XX
Resistência aos sulfatos
XX XX XX XX XX XXXX XXXX
XX
XXXX
CONVENÇÃO: XXXX = Muito favorável XXX = Favorável XX = Neutro X = Desfavorável
Fonte: Tango & Alvim (1993).
37
TABELA 2.2 - Aplicações recomendadas para os cimentos Portland.
Aplicação Tipos de cimentos recomendados
Argamassa de revestimento e
assentamento de tijolos e blocos
CP I, CP I-S, CP II-E, CP II-Z,
CP II-F,
CP III e CP IV
Argamassa de assentamento de
azulejos e ladrilhos
CP I, CP I-S, CP II-E, CP II-Z,
CP II-F e CP IV
Argamassa de rejuntamento de
azulejos e ladrilhos
CPB
Concreto simples (sem armadura) CP I, CP I-S, CP II-E, CP II-Z,
CP II-F, CP III e CP IV
Concreto magro, para passeios e
enchimentos
CP I, CP I-S, CP II-E, CP II-Z,
CP II-F, CP III e CP IV
Concreto armado com função
estrutural
CP I, CP I-S, CP II-E, CP II-Z,
CP II-F, CP III, CP IV, CP V-ARI
e CPB estrutural
Concreto protendido com protensão
das barras antes do lançamento do
concreto
CP I, CP I-S, CP II-Z, CP II-F,
CP V-ARI e CPB estrutural
Concreto protendido com protensão
das barras após o endurecimento do
concreto
CP I, CP I-S, CP II-E, CP II-Z,
CP II-F, CP III, CP IV, CP V-ARI
e CPB estrutural
Concreto armado para desforma
rápida, curado por aspersão de água ou
produto químico
CP V-ARI, CP I, CP I-S, CP II-E,
CP II-Z, CP II-F, CP III, CP IV e
CPB estrutural
Concreto armado para desforma
rápida, curado a vapor ou com outro
tipo de cura térmica
CP I, CP I-S, CP II-E, CP II-Z,
CP II-F, CP III, CP IV, CP V-ARI
e CPB estrutural
Elementos pré-moldados de concreto e
artefatos de cimento curados por
aspersão de água
CP I, CP I-S, CP II-E, CP II-Z,
CP II-F, CP III, CP IV, CP V-ARI
e CPB estrutural
Elementos pré-moldados de concreto e
artefatos de cimento para desforma
rápida, curados por aspersão de água
CP V-ARI, CP I, CP I-S, CP II-E,
CP II-Z, CP II-F e CPB estrutural
Elementos pré-moldados de concreto e
artefatos de cimento para desforna
rápida, curados a vapor ou com outro
tipo de cura térmica
CP I, CP I-S, CP II-E, CP II-Z,
CP II-F, CP III, CP IV, e CPB
estrutural
(...continua...)
38
Fonte: Leal, 2003a.
Importante é ressaltar que não será somente uma adequada escolha do
tipo do cimento que irá definir as qualidades finais do concreto. Além de outros
fatores, o sucesso dependerá também dos agregados (características físicas e
químicas, granulometria, forma dos grãos, etc.), da qualidade e quantidade de
água, dos aditivos que porventura possam ser utilizados, dos equipamentos
disponíveis para a confecção, lançamento, adensamento e cura e da qualidade da
mão-de-obra disponível. Enfim, o resultado final dependerá de uma série de
fatores.
4.2 Hidratação do cimento
O cimento em pó é transformado em um material ligante (aglomerante)
devido às reações que ocorrem na pasta de cimento e água. A reação química do
cimento com a água, denominada hidratação do cimento, possui importância
TABELA 2.2, Cont.
Aplicação Tipos de cimentos recomendados
Pavimento de concreto simples ou
armado
CP I, CP I-S, CP II-E, CP II-Z,
CP II-F, CP III e CPIV
Pisos industriais de concreto CP I, CP I-S, CP II-E, CP II-Z,
CP II-F, CP III, CP IV e CP V-
ARI
Concreto arquitetônico CPB estrutural
Argamassa armada CP I, CP I-S, CP II-E, CP II-Z,
CP II-F, CP V-ARI e CPB
estrutural
Solo-cimento CP I, CP I-S, CP II-E, CP II-Z, CP
II-F, CP III e CP IV
Argamassas e concretos para meios
agressivos (água do mar e de esgotos)
CP III, CP IV e resistentes a
sulfatos
Concreto-massa CP III, CP IV e de baixo calor de
hidratação
Concreto com agregados reativos CP I, CP I-S, CP II-E, CP II-Z,
CP II-F, CP III e CP IV
39
fundamental na tecnologia do concreto, pois ela é uma das grandes responsáveis
pelas suas qualidades finais.
Por se tratar de uma reação química, é necessário que os principais
componentes sejam colocados na mistura em quantidades tecnicamente
preestabelecidas. Dessa forma, define-se o que se chama relação água-cimento
como sendo a relação, em massa, entre a quantidade de água e a de cimento.
Geralmente, em função da trabalhabilidade requerida, os concretos e
argamassas são preparados com água em excesso, o que vem acentuar o efeito
da retração (Thomaz, 1989).
Comprova-se que a resistência do concreto aumenta com a diminuição
do fator água-cimento, dentro de certos limites de trabalhabilidade (Petrucci,
1982). A variação da resistência do concreto em função da relação água-cimento
pode ser vista na Figura 1. 16 do capítulo 1.
Entretanto, de forma generalizada, nas obras existe uma tendência de os
operários acrescentarem mais água do que o necessário visando facilitar os
trabalhos de mistura e de lançamento dentro das formas. Esta tendência deve ser
fiscalizada e proibida, pois o excesso de água na mistura é muito prejudicial para
as boas qualidades do material concreto.
A hidratação do cimento é uma reação química exotérmica que chega a
liberar até 500 joules por grama (120 cal/grama) de cimento. Sabe-se que, do
total de calor gerado, aproximadamente a metade é liberada entre um e três dias,
cerca de 75% em sete dias e 83% a 91% em seis meses (Neville, 1997). Em
obras de grande volume de concreto (concreto massa) esse fenômeno deve
merecer atenção especial, pois é constatada significativa elevação de
temperatura na massa sendo possível o aparecimento de fissuras na estrutura
pela contração que ocorre quando do resfriamento. Para amenizar esse efeito
pernicioso, algumas técnicas podem ser utilizadas, tais como: utilização de
cimento com baixo calor de hidratação, prévio resfriamento dos componentes da
40
mistura, circular água resfriada em redes de tubulações estrategicamente
deixadas na massa de concreto, etc. (Neville, 1997). Fica evidente a importância
da realização de uma cura intensa e prolongada para o concreto.
4.3 Tipos de cimentos Portland brasileiros
As normas brasileiras apresentam nove tipos diferentes de cimento, por
meio de seis normas. Além da diferenciação por tipo, alguns são subdivididos
em classes de resistência. A Tabela 2.3 mostra os tipos de cimentos disponíveis
e as respectivas especificações técnicas da ABNT (ABCP, 2002a).
TABELA 2.3 - Tipos de cimentos Portland brasileiros.
1 . Cimento Portland comum (EB1 – NBR 5732:1991)
Sigla Designação Classe
CP I Cimento Portland comum 25, 32, 40
CP I – S Cimento Portland comum com adição 25, 32, 40
2 . Cimento Portland composto (EB 2138 - NBR 11578:1991)
Sigla Designação Classe
CP II – E Cimento Portland com escória 25, 32, 40
CP I I – Z Cimento Portland com pozolana 25, 32, 40
CP II – F Cimento Portland com filer 25, 32, 40
3 . Cimento Portland de alto-forno (EB 208 - NBR 5735:1991)
Sigla Designação Classe
CP III Cimento Portland de alto-forno 25, 32, 40
4 . Cimento Portland pozolânico (EB 758 - NBR 5736:1991)
Sigla Designação Classe
CP IV Cimento Portland pozolânico 25, 32
(...continua...)
41
TABELA 2.3, Cont.
5 . Cimento Portland de alta resistência inicial (EB 2 - NBR 5733:1991)
Sigla: CP V – ARI - deve apresentar o mínimo de resistência à compressão aos
7 dias de idade de 34 MPa.
6 . Cimento Portland resistente a sulfatos (EB 903 - NBR 5737:1992)
Classes 25, 32, 40 + RS
Estes cimentos são designados pela sigla original acrescida de “RS”.
Exemplo: CP III 32 RS; CP V-ARI-RS, etc
7. Cimento Portland de baixo calor de hidratação (NBR 13116:1994)
Classes 25, 32, 40 + BC
Estes cimentos são designados pela sigla original acrescida de “BC”
Exemplo: CP IV-32 BC
8. Cimento Portland branco (NBR 12989:1993):
Classes 25, 32, 40
Estrutural nas classes 25, 32, 40. Exemplo: CPB-40
Não estrutural: CPB
Fonte: ABCP, 2002a.
Notas:
1ª) As classes 25, 32 e 40 representam o mínimo de resistência à compressão
dos corpos de prova executados com o cimento (em argamassa normal), aos
28 dias de idade, expressas em megapascal (MPa). A correspondência é 1
MPa = 10 kgf/cm
2
(em números exatos, seria 1 MPa = 10,1977 kgf/cm
2
).
2ª) Geralmente, nas estruturas e construções usuais, é utilizado o cimento
Portland composto com escória, da classe 32, ou seja: CP II - E - 32.
3ª) Cimentos da classe 25 estão praticamente fora de comercialização.
4ª) O cimento Portland destinado à cimentação de poços petrolíferos é
normalizado pela NBR 9831:1993 da ABNT.
5ª) As Tabelas 2.1 e 2.2 apresentadas dão indicações para a correta escolha
do tipo de cimento em função das características da obra a ser executada.
42
4.4 Considerações sobre os cimentos brasileiros
Para mais esclarecimentos sobre este importante componente dos
concretos, serão feitas considerações diversas sobre os cimentos brasileiros,
baseadas nas informações obtidas nas diversas publicações técnicas da ABCP
(2002b) e do IBRACON (2004):
1ª) No Brasil são mais empregados os cimentos:
- Portland comum
- Portland composto
- Portland de alto-forno
- Portland pozolânico
e em menor escala (seja pela menor oferta, ou pelas características especiais de
aplicação):
- Portland de alta resistência inicial
- Portland resistente a sulfatos
- Portland branco
- Portland de baixo calor de hidratação.
2ª) O cimento Portland comum (CP I) foi o primeiro cimento lançado no Brasil, em
1926. Caracteriza-se por não sofrer quaisquer adições além do gesso, que é
utilizado como retardador da pega. Esse cimento acabou servindo como um
termo de referência para comparação com outros tipos de cimento que surgiriam
posteriormente. É apropriado para construções de concreto em geral, onde não
há exposição a sulfatos.
3ª) Em 1991, surgiu no mercado brasileiro um novo tipo de cimento composto (CP
II), com composição intermediária entre o CP I (cimento Portland comum) e os
cimentos Portland com adições (alto-forno e pozolânico), que já eram
43
disponíveis desde a década de 1950. Atualmente o CP II E 32 é o cimento mais
comercializado e empregado nas obras usuais.
4ª) O cimento Portland de alto-forno (CP III), quando comparado com o cimento
composto CP II E 32, apresenta menor resistência nos primeiros dias, demora
mais a endurecer, porém, produz menos calor durante a hidratação, sendo,
portanto, indicado para concretagem de grandes volumes (concreto massa) em
que é importante baixo calor de hidratação. Apresenta maior resistência aos
agentes agressivos, maior impermeabilidade, maior durabilidade e um ganho
significativo de resistência em idades mais avançadas. Por isso e por sua
proteção contra a chuva ácida, fuligem dos automóveis e de fábricas, águas
contaminadas de rios e córregos, o CP III é empregado nas construções de
centros urbanos ou naquelas sujeitas a ambientes agressivos, como sistemas de
esgotos. Devido a essas características o CP III também é indicado para
construções agroindustriais. Devido à sua elevada resistência aos sulfatos é
usado com freqüência em obras marítimas. Para a sua produção o consumo de
energia é relativamente baixo e este é um dos fatores que o tornam
extensivamente usado na Europa. Entretanto, devido à sua demora no processo
de pega, geralmente os operários de obras indevidamente o consideram mais
“fraco” que o CP II.
5ª) O cimento Portland pozolânico (CP IV) geralmente mostra um aumento de
resistência muito lento, exigindo períodos de cura mais longo; porém, a
resistência final é aproximadamente igual à do cimento comum. Traz as
seguintes vantagens: maior resistência às águas e solos agressivos,
especialmente indicado em obras expostas à ação de água corrente, maior
trabalhabilidade, menor calor de hidratação, menor permeabilidade, menor
possibilidade de segregação do agregado e maior estabilidade de volume, sendo
44
considerado bastante durável. Como o CP III, exige menor consumo de energia
para sua fabricação.
6ª) O cimento CP V ARI alcança grandes resistências em pouca idade (resistência
inicial a três dias semelhante em grandeza à resistência do cimento comum a
sete dias para um mesmo fator água-cimento), sendo indicado para a indústria de
pré-fabricados, que requer retirada de forma rápida ou quando se necessita
rapidamente de resistência alta para prosseguimento da obra. Desenvolvendo
alto calor de hidratação, não é indicado em concreto massa (grandes volumes),
como barragens e, sendo pouco resistente a sulfatos, não deve ser utilizado em
ambientes agressivos. Entretanto, devido ao desprendimento rápido de calor de
hidratação, pode ser indicado para concretagens em temperaturas baixas,
constituindo uma proteção contra o congelamento às primeiras idades.
7ª) Os cimentos Portland resistentes a sulfatos foram desenvolvidos para oferecer
resistência aos meios agressivos sulfatados presentes em redes de esgotos de
águas servidas ou industriais, na água do mar e em alguns tipos de solos.
Qualquer um dos cinco tipos básicos de cimento (CP I, CP II, CP III, CP IV e
CP V-ARI) pode ser considerado resistente a sulfatos, desde que obedeça a
determinadas condições impostas pela norma NBR 5737:1992 da ABNT –
Cimento Portland resistente a sulfatos.
8ª) Os cimentos Portland de baixo calor de hidratação podem ser qualquer um dos
tipos básicos (CP I, CP II, CP III, CP IV e CP V-ARI) desde que, de acordo com
a NBR 13116:1994, desprendam até 260 J/g (joules por grama de cimento) aos
três dias e até 300 J/g aos sete dias, durante o processo de hidratação. O ensaio
destes cimentos é executado seguindo-se as orientações da NBR 12006:1990 da
45
ABNT – Determinação do calor de hidratação pelo método da garrafa de
Langavant.
9ª) O cimento Portland branco (CPB) se diferencia dos demais pela sua coloração e
se apresenta em duas versões: estrutural e não estrutural (para uso em
argamassas e rejuntamentos). O estrutural pode atender a efeitos estéticos
(concreto aparente, pré-fabricados e pisos de alta resistência) e, refletindo os
raios solares, transmite menos calor para o interior da obra.
10ª) O cimento aluminoso, de uso recente no Brasil, é um poderoso aglomerante à
base de aluminato de cálcio e possui importantes propriedades. Material com
excelentes propriedades refratárias, com altas resistências aos agentes agressivos
(especialmente ácidos e sulfatos), resistente às ações da água do mar e das águas
agressivas, atinge elevadas resistências iniciais em poucas horas e tem também
capacidade de suportar baixas temperaturas. Entretanto, a sua utilização requer
muito cuidado, principalmente em usos estruturais.
As desvantagens deste cimento localizam-se principalmente no
fenômeno chamado “conversão” – uma reação química pela qual a hidratação do
cimento aluminoso faz com que a resistência abaixe assustadoramente. Após a
conversão e, dependendo da relação água-cimento e da temperatura, a perda de
resistência pode chegar a até 70% ou 80% (Giammusso, 1995).
Em princípio, deve-se usar o cimento aluminoso em locais sujeitos a
ataques de sulfatos e ácidos, como refratário em altas temperaturas (mais de
500ºC), em locais com baixas temperaturas (menos de 0ºC), em áreas sujeitas a
solicitações mecânicas (abrasão, choque e puncionamento) e em locais em que
seja necessária desforma rápida (em torno de 12 horas atinge resistências
equivalentes às dos concretos tradicionais em 28 dias). O cimento aluminoso
deve ser usado observando-se uma ralação água-cimento menor ou igual a 0,40 e
46
teor de cimento maior ou igual 400 kg por metro cúbico de concreto
(Giammusso, 1995).
Algumas aplicações do cimento aluminoso no Brasil: na Companhia
Siderúrgica Nacional – CSN foi empregado com sucesso nas muretas do canal
de gusa do alto-forno nº 2 (temperatura em torno de 900ºC); no piso de acesso
das empilhadeiras (temperatura ambiente); rampa de cambagem de carros-
torpedo (temperatura acima de 1.200ºC); em outras siderúrgicas, como a
Açominas, a Siderúrgica Mendes Jr., a Cosigua, uma unidade da White Martins
em Belo Horizonte, MG, em um piso exposto ao derramamento de gases
liquefeitos a temperaturas de 170ºC negativos. Também foi empregado em
indústrias de álcool e de açúcar, como na ampliação das instalações de
engarrafamento de álcool da unidade de Piracicaba, SP (Companhia União dos
Refinadores). Em todas as aplicações citadas foi excelente o desempenho do
cimento aluminoso (Giammusso, 1995).
5. AGREGADOS
Os agregados são materiais constituintes dos concretos e que ocupam
grande porcentagem no volume total.
5.1 Conceito
Agregados são materiais granulares, sem forma e dimensões definidas,
geralmente inertes (não reagem com o cimento) que entram na composição do
concreto, tendo como principais finalidades o aumento da resistência e a redução
da retração e de custos (Petrucci, 1982 & Isaia, 1988).
Antigamente, os agregados eram considerados inertes e, por essa razão,
não havia muita precaução na escolha desses materiais. Na realidade, eles não
são verdadeiramente inertes, sendo necessário atentar não somente para as suas
47
propriedades físicas, mas também para suas propriedades químicas visando
evitar perniciosas reações químicas entre o aglomerante e o agregado (Neville,
1997). Um exemplo de insucesso na utilização de determinado tipo de agregado
foi o ocorrido com o concreto da barragem do rio Descoberto, na cidade satélite
de Brasília, Ceilândia, que apresentou graves problemas de porosidade. A
presença de pirita na brita calcária usada como agregado graúdo foi a
responsável pela patologia: o mineral reage com a água, se transforma em ácido
e ataca a brita e a pasta. Esse é um problema comum no Distrito Federal, pois a
pedra disponível na região possui pirita (Leal, 2002).
Outro motivo que realça a importância dos agregados na composição do
concreto, além das finalidades já descritas, é que eles ocupam pelo menos 70%
do volume total do concreto sendo, portanto, de grande importância na
tecnologia dos concretos (Neville, 1997).
Agregados para concreto devem ter grãos resistentes, duráveis, isentos
(ou com baixos teores) de materiais que poderiam prejudicar as reações
químicas e a aderência do agregado com a pasta, tais como argila, materiais
pulverulentos e impurezas orgânicas. Devem possuir uma adequada distribuição
granulométrica, a fim de se obter maior compacidade, resultando em menor
índice de vazios, permitindo maior impermeabilidade, maior durabilidade, maior
economia de cimento e significativo ganho de resistência.
A norma NBR 7211:1983
da ABNT fixa as características exigíveis na
recepção de agregados: faixas recomendáveis de composição granulométrica,
teor máximo de substâncias nocivas e impurezas orgânicas e outros dados de
importância prática.
5.2 Classificações dos agregados
Os agregados podem ser classificados quanto às dimensões, à
procedência e ao peso unitário (Petrucci, 1982).
48
1ª Classificação: Segundo o tamanho, os agregados são classificados em
graúdos e miúdos. A análise granulométrica é feita numa série de peneiras
normais, com aberturas de malhas quadradas. A norma NBR 7217 (NBR NM
248/2003) da ABNT prescreve o método de determinação da composição
granulométrica dos agregados miúdos e graúdos. O procedimento de ensaio
granulométrico consiste em peneirar uma amostra de peso especificado, calcular
as porcentagens retidas e acumuladas em cada peneira da série. Desta análise
obtêm-se os seguintes dados: - curva granulométrica – diâmetro máximo –
módulo de finura (Alves, 1987). Segundo esta norma, define-se:
- agregado miúdo é a areia natural quartzosa, ou a artificial resultante do
britamento de rochas estáveis, de diâmetro máximo igual ou inferior a
4,8 mm;
- agregado graúdo é o pedregulho natural, ou a pedra britada, com
diâmetro superior a 4,8 mm.
Uma classificação, de acordo com suas dimensões nominais:
- brita 0................................................................
- brita 1................................................................
- brita 2................................................................
- brita 3................................................................
- brita 4................................................................
- brita 5................................................................
4,8 – 9,5 mm
9,5 – 19 mm
19 – 25 mm
25 – 50 mm
50 – 76 mm
76 – 100 mm
A brita 0 é utilizada na fabricação de asfaltos, lajotas, peças pré-
fabricadas, bloquetes intertravados, jateamento de túneis, revestimento rústico
(chapisco), no capeamento de lajes pré-fabricadas e em alguns casos em
concretos bombeados. As britas 1 e 2 nos concretos usuais. A brita 3,
49
denominada pedra de lastro, é muito utilizada em ferrovias. A brita 4 é
empregada, de modo geral, como drenos (fossas e drenos sépticos).
2ª Classificação: De acordo com a procedência, os agregados são
classificados em naturais e artificiais:
- agregados naturais: são os que se encontram na natureza, prontos para
serem utilizados: areia, cascalho lavado do rio. Pedra-pomes e escória de
lava são agregados naturais para concreto leve (~ 1800 kg/m
3
) e os
fragmentos de magnetita e de barita são utilizados para concreto pesado
(~3700 kg/m
3
);
- agregados artificiais: escória de alto-forno e argila expandida (para
concreto leve).
3ª Classificação: Quanto à massa unitária podem ser:
- agregados leves: possuem massa específica menor que 1000kg/m
3
(pedra pomes, vermiculita e argila expandida);
- agregados normais: possuem massa específica entre 1000 a 2000 kg/m
3
(areia quartzosas, seixos, britas de gnaisses e de granito);
- agregados pesados: possuem massa específica acima de 2000 kg/m
3
(barita, magnetita e limonita).
Alguns tipos de materiais que podem ser utilizados como agregados
leves:tufos vulcânicos, tufos calcários, pedra-pomes, lava prosa, escória
expandida, resíduo de carvão sinterizado, argila expandida, folhelho expandido,
ardósia expandida, cinza volante sinterizada, agregado de silício expandido,
perlita e vermiculita. (Evangelista et al., 2002).
50
5.3 Considerações sobre agregados
Algumas considerações podem ser feitas com referência aos agregados:
1ª) Quanto às dimensões dos agregados, nas estruturas de concreto
armado, atentamente devem ser observadas as seguintes recomendações da
norma NBR 6118 (ABNT, 2003):
- diâmetro máximo menor que 1/4 da menor dimensão da peça a ser
concretada;
- diâmetro máximo menor que 1/3 da espessura das lajes;
- a distância entre as armaduras não deve ser menor que 1,2 vez a
dimensão máxima do agregado ou, em outras palavras, o diâmetro
máximo dos agregados deve ser menor que aproximadamente 80% da
menor distância entre as barras da armadura;
- a dimensão máxima do agregado graúdo utilizado no concreto não deve
superar 20% a espessura do cobrimento (d
max
≤ 1,2 c
nom
).
2ª) Quanto à forma das partículas, as mais arredondadas aumentam a
trabalhabilidade da massa, facilitando as etapas de confecção e manuseio,
permitindo menor teor de água na mistura, diminuindo a porcentagem de vazios,
propiciando tendência de aumento da compacidade e da impermeabilidade e, em
conseqüência, tendência de aumento de resistência à compressão e da
durabilidade (ver 3ª consideração a seguir). Um bom exemplo de agregados com
forma esférica (arredondada) são os seixos rolados (cascalhos) encontrados na
natureza em leitos de rios.
As partículas alongadas e lamenares podem ter efeitos desfavoráveis
para o concreto, pois tendem a se orientar na massa segundo um plano,
propiciando o acúmulo de água e bolhas de ar nas faces inferiores (Neville,
1997). Algumas britas, como as calcárias, em algumas regiões, se apresentam
dessa forma.
51
3ª) Considerando-se concretos igualmente dosados, com a mesma
trabalhabilidade, utilizando-se como agregados graúdos a brita ou o seixo
rolado, algumas comparações podem ser feitas, entre eles (Thomaz, 2001):
os seixos rolados, por possuírem grãos arredondados, com superfícies
mais lisas, mais polidas, com menor atrito interno, exigem menor consumo de
água para atingir a trabalhabilidade requerida, acarretando, com isso, tendência
de aumento da resistência do concreto. Contudo, devido à menor aderência entre
os grãos entre si e com a pasta (superfícies lisas), o concreto obtido deverá ter
menor resistência à tração e ao desgaste;
as pedras britadas, possuindo superfícies fraturadas, facilitam a
aderência (tendência de maior resistência do concreto à tração e ao desgaste); os
grãos apresentando maior atrito interno e maior superfície específica, exigem
maior consumo de água para a mesma trabalhabilidade (tendência de diminuição
da resistência).
De forma geral, pode-se conseguir características e propriedades
semelhantes em concretos dosados com pedra britada ou com seixo rolado.
Deve-se procurar na dosagem se obter a máxima trabalhabilidade com o menor
consumo de cimento e com o menor fator água-cimento (Thomaz, 2001).
5.4 Inchamento
Para a dosagem de concretos, especial atenção deve ser dada à umidade
nos agregados, o que exigirá uma correção das proporções da mistura
(diminuição da quantidade de água a ser adicionada e acréscimo da massa do
agregado de igual valor). No caso da areia, aparece outro efeito: o
“inchamento”. É o aumento de volume causado pelas películas de água que
tendem a afastar as partículas de areia. Valores de umidade em torno de 3% a
5% chegam a produzir na areia, inchamento da ordem de 30% (Pianca, 1977). A
52
determinação do inchamento de agregados miúdos é feita pelo método NBR
6467:1987 da ABNT.
Para se obedecer rigorosamente a relação água-cimento preestabelecida,
é necessário determinar a quantidade de água que os agregados irão levar para a
mistura e essa quantidade deverá ser diminuída no volume da água de mistura.
No caso da areia, deverá também ser determinado o seu inchamento para
corrigir o seu volume, pois uma areia úmida apresenta um volume falso, maior
que o real, provocado pelo fenômeno do inchamento.
6. ÁGUA
A água destinada ao amassamento do concreto deverá ser isenta de
impurezas que possam vir a prejudicar as reações entre ela e o cimento.
Normalmente, as águas potáveis são satisfatórias para o uso em concreto. Águas
provenientes de indústrias, de pântanos, de enxurradas, de esgotos residenciais
ou industriais, águas com muitas matérias orgânicas devem ser evitadas.
No caso de águas com partículas em suspensão (argila e/ou silte) que
podem ocorrer em águas de rios, poços, represas, recomenda-se deixá-las em
repouso num tanque para que aconteça a sedimentação, antes do uso.
A norma NBR NM 137:1997 da ABNT especifica qualidades para a
água a ser utilizada no amassamento e na cura de argamassa e concreto. A água
do mar não é recomendada. Pode levar a resistências iniciais mais elevadas que
os concretos normais, mas as resistências finais são sempre menores, além da
possibilidade de corrosão da armadura. As águas minerais também não são
recomendadas (Petrucci, 1982).
Na prática, quase todas as águas naturais são utilizáveis. Os maiores
defeitos provenientes da água têm maior relação com o excesso de água
empregada do que propriamente com os elementos que ela possa conter
53
(Petrucci, 1982). A variação da resistência de um concreto com a variação da
relação água-cimento pode ser vista na Figura 1.16 (capítulo 1).
A reação química do cimento com a água (hidratação do cimento) é
fundamental para dar ao concreto as propriedades mais importantes: resistência,
durabilidade, trabalhabilidade, impermeabilidade, etc.
Atualmente, pesquisadores e tecnologistas do concreto afirmam que
todas propriedades do concreto melhoram com a redução da água aplicada
(desde que a massa continue plástica e trabalhável). Sabendo-se que a
trabalhabilidade do concreto exige um volume de água maior do que aquele
necessário apenas para a hidratação do cimento, deve-se refrear a tendência na
obra, de se fazer um concreto muito fluido para facilitar os trabalhos de
concretagem.
7. ADITIVOS
O emprego de aditivos remonta à antiguidade: os romanos já utilizavam
em suas obras determinadas substâncias (sangue, clara de ovos, álcalis, etc.) que
funcionavam como aditivos. No Brasil, em algumas obras históricas, como
pontes e igrejas, verifica-se o emprego de óleo de baleia na argamassa de
assentamento das pedras (Otto Baumgart, 2003).
7.1 Conceito
Os aditivos podem ser conceituados como substâncias que são
adicionadas intencionalmente ao concreto e às argamassas, com a finalidade de
reforçar ou melhorar certas características, inclusive facilitando o preparo e a
utilização. Atualmente, a tecnologia dos aditivos sofre um grande
desenvolvimento, acompanhando o movimento intenso e crescente da
54
construção civil. Vários laboratórios estão fabricando aditivos para as mais
diversas finalidades, permitindo soluções inovadoras, práticas e econômicas.
Em países desenvolvidos, cerca de 80% do concreto utilizado são
aditivados (Otto Baumgart, 2003).
É prudente salientar que os aditivos não conseguem transformar um
concreto mal dosado e mal manuseado num concreto bom. Eles apenas
transformam um concreto bom num concreto ainda melhor (Otto Baumgart,
2003). É fundamental, para o sucesso da utilização, um prévio estudo da
disponibilidade de aditivos, o conhecimento de suas propriedades e restrições,
para a perfeita indicação que deve ser específica para cada tipo de necessidade
da obra.
7.2 Tipos de aditivos
De acordo com as finalidades ou as características predominantes, os
aditivos podem ser classificados em: plastificantes, superplastificantes,
incorporadores de ar, retardadores de pega, aceleradores de pega,
impermeabilizantes, anticongelantes, expansores, adesivos, agentes de cura,
hidrofugantes, redutores de retração, anticorrosivos, corantes, fungicidas,
espumantes, desmoldantes, etc.
Os aditivos, incorporados aos concretos e argamassas podem propiciar:
- acréscimo de resistência
- aumento da durabilidade;
- melhora na impermeabilidade;
- melhora na trabalhabilidade;
- possibilidade de retirada de fôrmas em curto prazo;
- diminuição do calor de hidratação;
- retardamento ou aceleração da pega;
- diminuição da retração;
55
- obtenção de concretos fluídos com utilização de aditivos plastificantes ou
aditivos superplastificantes;
- utilização de aditivos incorporadores de ar;
- melhora no processo de cura com utilização de aditivo agente de cura e
diversas outras aplicações podem ser verificadas nos manuais técnicos dos
fabricantes de aditivos.
Algumas normas da ABNT sobre aditivos:
- NBR 11768:1992 - Aditivos para concreto de cimento Portland.
- NBR 12317:1992 - Verificação de desempenho de aditivos para concreto.
- NBR NM 34:1994 -
Aditivos para argamassa e concreto – Ensaios de
uniformidade.
A norma NBR 11768 considera apenas os mais usuais na construção
brasileira. Apresentam-se a seguir as Tabelas 2.4 e 2.5, com indicações sobre os
aditivos normalizados e não normalizados (Leal, 2003b).
56
TABELA 2.4 - Aditivos normalizados (NBR 11768:1992).
Aditivo Efeitos Usos
Acelerador de
pega (A)
Pega mais rápida e resistência
inicial mais elevada
Pré-moldados, reparos
rápidos e concreto
projetado
Incorporador de
ar (IAR)
Incorpora pequenas bolhas de
ar no concreto
Concreto submetido a
grandes variações de
temperatura (gelo e
degelo, câmara
frigorífica) e concreto-
massa
Plastificante (P) Aumenta o índice de
consistência e permite a
redução de, no mínimo, 6% da
água de amassamento, ou
reduz a água de amassamento
para uma determinada
consistência
Concreto e graute
Retardador de
pega (R)
Aumenta o tempo de início e
fim de pega
Concretagem de grandes
volumes ou em locais
distantes da concreteira
Superplastificante
(SP)
Elevado aumento do índice de
consistência, possibilita
redução de, no mínimo, 12%
da água de amassamento
Idem a plastificantes
Plastificante e
acelerador (PA)
Combinado de P e A Combinado de P e A
Plastificante e
retardador (PR)
Combinado de P e R Combinado de P e R
Superplastificante
acelerador (SPA)
Combinado de SP e A Combinado de SP e A
Superplastificante
retardador (SPR)
Combinado de SP e R Combinado de SP e R
Fonte: Leal, 2003b.
57
TABELA 2.5 - Principais aditivos não normalizados.*
Aditivo Efeitos Usos
Expansor Expande o concreto para
compensar os efeitos da
retração
Pisos, lajes e recuperação
de estruturas
Hidrofugantes Reduz a penetração de água
por absorção capilar
Concreto e graute
Impermeabilizante
Reduz a penetração de
umidade sob pressão e de
elementos agressivos
Argamassas de reparo,
concreto de reservatórios
e rejuntes
Inibidor de
corrosão
Reduz a corrosão causada por
cloretos
Materiais de reparo,
concreto submetido a
cloretos
Redutor de
retração
Reduz a retração do concreto Pisos e lajes
Nota: * Aditivos já em utilização não incluídos na norma NBR 11768:1992.
Fonte: Leal, 2003b.
8. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A obtenção de concreto com qualidade requer, entre outros requisitos, a
correta escolha dos materiais componentes. Para tal, é indispensável o prévio
conhecimento de suas propriedades e funções na mistura.
Existem no Brasil vários e diferentes tipos de cimento Portland,
principalmente em função de sua composição e todos eles são normalizados pela
ABNT. Apesar desta disponibilidade, quase de forma geral, a comunidade, por
desconhecimento, compra e emprega o cimento como se fosse um produto
padronizado, sem opções de escolha. Esta situação deve ser corrigida, pois,
mediante o que foi exposto, é possível dizer que, para cada tipo de obra há um
cimento mais adequado.
Os agregados, componentes que ocupam grande volume nos concretos,
precisam ser corretamente escolhidos, sendo necessário atentar para sua origem,
granulometria, resistência, textura e propriedades químicas. Em épocas
58
anteriores, os agregados eram considerados erroneamente elementos “inertes”,
que não reagiam quimicamente com o cimento e a água. Mediante as patologias
verificadas em algumas estruturas, constatou-se que determinados agregados
eram os grandes responsáveis pela deterioração devido às reações químicas por
eles induzidas. Os agregados, nos concretos, têm como principais funções
aumentar a resistência, reduzir a retração e reduzir custos.
A água tem importância fundamental na mistura devido à reação
química com o cimento (hidratação do cimento). A relação água-cimento é um
dos fatores mais importantes na obtenção das boas características dos concretos.
Neste contexto, foram feitas considerações sobre a água a ser utilizada na
mistura e também na cura dos concretos.
Algumas propriedades do concreto podem ser realçadas com o emprego
de aditivos. Existem no Brasil diversos tipos de aditivos e eles estão sendo cada
vez mais incorporados aos concretos e argamassas. Consideração importante a
ser feita é que os aditivos não conseguem transformar um concreto mal dosado e
mal manuseado num concreto de boa qualidade.
Enfim, de todo o exposto, destaca-se que é fundamental se conhecer
bem os materiais componentes, suas propriedades e as funções que
desempenham na mistura, para viabilizar a obtenção de concretos resistentes,
duráveis e econômicos.
59
CAPÍTULO 3
AÇOS PARA CONCRETO ARMADO
1. RESUMO
Este capítulo trata do material “aço para concreto armado” por meio de
informações sobre a sua fabricação, fornece as classificações dos aços com suas
resistências, apresenta os diagramas tensão-deformação e trata das telas soldadas
que estão sendo muito empregadas, substituindo com vantagem as tradicionais
barras de aço em alguns tipos de obras.
2. ABSTRACT
This chapter is about “steel for reinforced concrete” with
information about the manufacturing and classification of different kinds of steel
related with resistance. Tension-deformation diagrams are presented along with
welded wire mesh, which have been widely employed, substituting with
advantage the traditional steel bars in some constructions.
3. INTRODUÇÃO
Para resistir aos esforços solicitantes de tração, são colocadas nas peças
de concreto armaduras de aço em posições previamente determinadas. O
trabalho solidário do concreto com o aço, assegurado pela perfeita aderência
entre eles, possibilita a construção de notáveis obras em concreto armado para as
mais diversas finalidades. Para a perfeita utilização deste material é necessário
conhecer os tipos de aço disponíveis e suas características técnicas.
60
4. GENERALIDADES SOBRE OS AÇOS
O ferro existe na natureza geralmente sob a forma de óxidos, nos
minérios de ferro, sendo daí extraído por meio de um forte aquecimento em
presença de outros produtos (coque, calcário, etc.), em processos realizados nos
alto-fornos. Obtém-se daí uma liga de ferro e carbono chamada ferro gusa, que é
a matéria-prima para a fabricação do aço.
Pela descarbonetação (diminuição do teor de carbono) do ferro gusa em
fornos especiais se obtém o aço.
Aço para concreto armado, então, é um produto siderúrgico, obtido por
via líquida (são elaborados em estado de fusão) e com teor de carbono até 1,7%.
Produto com teor de carbono acima deste limite é o ferro fundido.
A NBR 7480 (ABNT, 1996) fixa as condições exigíveis para barras e
fios de aço destinados a armaduras para concreto armado.
5. CLASSIFICAÇÕES DOS AÇOS
De acordo com a NBR 7480, as barras são produtos de diâmetro de 5
mm ou superior, obtidas por laminação a quente ou laminação a quente e
encruamento a frio, e fios são os de diâmetro 12,5 mm ou inferior, obtidos por
trefilação ou processo equivalente.
Os aços para concreto armado podem ser classificados pelo processo
empregado em sua fabricação (do qual decorre a configuração do diagrama
tensão-deformação) e por sua resistência mecânica.
5.1 Classificação de acordo com o processo de fabricação
De acordo com o processo de fabricação, os aços são classificados de
duas maneiras:
61
1ª classificação: Barras de aço “classe A” - obtidas por laminação a quente,
sem necessidade de posterior deformação a frio, com escoamento definido
caracterizado por patamar no diagrama tensão-deformação. A sua resistência
deve-se unicamente à sua composição química. Como são laminadas a quente,
não perdem suas propriedades de resistência quando aquecidos (até no máximo
1.200ºC) e resfriados em seguida.
São também chamados aços “doces”, aços “dúcteis” ou aços de “dureza
natural”.
O diagrama tensão-deformação para aços classe “A” apresenta a
seguinte configuração num ensaio de tração (Figura 3.1):
σ
σσ
σ
s
= tensão normal de tração; ε
εε
ε
s
= deformação específica do aço = ∆l / l;
f
y
= resistência de escoamento do aço à tração
FIGURA 3.1 - Diagrama tensão-deformação – Aços classe “A”.
F '
tg = = 2 ,1 x 1 0 k g f/c m ²
0
y
s
E
D
ε
ϕ
A
D '
B
ϕ
C
ϕ
ε
s
s
F
A ç o s C la s s e " A "
6
ε
s
62
Analisando-se o comportamento de um aço classe “A”, que se deformou
num ensaio de tração segundo a Figura 3.1, pode-se verificar que existem três
fases principais bem definidas: a elástica, a de escoamento e a de ruptura.
O trecho OA caracteriza a fase elástica em que as tensões são
proporcionais às deformações (lei de Hooke): σ
s
= Ε
s
∝
s
O coeficiente de proporcionalidade “E
s
” é o módulo de deformação
longitudinal do aço que, para todos os aços usados em concreto armado, é
constante e de valor igual a:
E
s
= 2,1 x 10
6
kgf/cm
2
= 210.000 MPa
Assim sendo, a equação (1) se transformará em:
σ
s
= E
s
.
s
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . (1)
Observe que, pela equação (1): E
s
= σ
s
/ ε
s
Da análise da Figura 3.1, tem-se: tg ϕ = σ
s
/ ε
s
; logo : Ε
s
= σ
s
/ ε
s
=
tg ϕ
isto é, o módulo de deformação longitudinal do aço é igual à tangente do ângulo
sob a reta do diagrama tensão-deformação.
Quando as tensões atingem um certo valor (limite de proporcionalidade)
representado pelo ponto A, cessa a fase elástica e o diagrama não atende mais à
lei de Hooke. Ocorre, posteriormente, um trecho AB de menor importância.
Em B se inicia a fase de escoamento. Esta fase se caracteriza pelo fato
de prosseguir a deformação do material sem qualquer aumento de tensão. O
trecho BC é denominado “patamar de escoamento”. A tensão constante nesta
fase “f
y
” é chamada “resistência de escoamento do aço à tração” e que,
antigamente, era chamada limite de escoamento:“σ
e
”. No cálculo estrutural,
considera-se que o limite de escoamento é a característica de resistência de
maior interesse no dimensionamento. Ele é definido pela ordenada do patamar
de escoamento no diagrama tensão-deformação.
63
No ponto C termina o escoamento e a deformação se detém. Para que
prossiga é necessário aumentar a tensão. No ponto E atinge o limite de
resistência do aço e, a partir daí, a deformação cresce rapidamente até a ruptura
em F (se o ensaio for de tração) ou em F’(se o ensaio for de compressão). O
trecho CE é a fase de ruptura.
É interessante observar que, se no ponto D do diagrama, se retirar
gradativamente o carregamento, o retorno se processará segundo DD’, paralela a
OA, restando a deformação residual OD’. Fazendo-se crescer novamente as
tensões, o aço passará a funcionar como um aço da classe “B” e o seu diagrama
seria D’DEF.
Para o ensaio de compressão do aço classe “A”, o diagrama tensão-deformação
seria inteiramente análogo ao de tração.
Entende-se por “resistência característica do aço à tração - f
yk
”, o
valor que corresponde ao quantil de 5% da distribuição das tensões de
escoamento (resistência de escoamento do aço = f
y
), admitindo-se que essa
distribuição seja normal, isto é, obedeça à curva de Gauss, tem-se (Figura 3.2):
64
Curva de Gauss
yk
1,65
ym
d
5%
Freqüência
95%
y
de Escoamento
Resistência
f
yk
= resistência característica do aço à tração; f
ym
= média aritmética das
resistências de escoamento do aço; S
d
= desvio padrão
FIGURA 3.2 - Resistência característica dos aços.
A fórmula que correlaciona as resistências f
yk
e f
ym
é:
f
yk
= f
ym
– 1,65 S
d
Dessa forma, a resistência característica de um aço à tração “f
yk
” é o
valor da tensão de escoamento cuja probabilidade de ser ultrapassado é de 95%
e, conseqüentemente, com probabilidade de 5% de não ser atingido.
Se não houver ensaio de compressão, a norma NBR 6118:1978 da
ABNT permite adotar para a “resistência característica do aço à compressão -
f
yck
” o mesmo valor da “resistência característica do aço à tração - f
yk
”, isto é:
f
yck
= f
yk
A Figura 3.3 representa o diagrama tensão-deformação simplificado, de
um aço classe “A”.
65
TRAÇÃO
-3,5
tg = = 2,1 x 10 kgf/cm²
10
Aços Classe "A"
podendo ser: =
COMPRESSÃO
yck
ϕ
yk
ϕ
ϕ
s
s
ε
yck
6
yk
s
s
ε
‰
‰
FIGURA 3.3 - Diagrama tensão-deformação simplificado – Aços classe “A”.
Na Figura 3.3, a limitação de 10 ao alongamento visa apenas evitar
uma deformação excessiva da peça e a limitação de 3,5 ao encurtamento do
aço visa a coerência com a limitação feita para o encurtamento do concreto
(Süssekind, 1983).
2ª classificação: Barras e fios de aço classe “B”: obtidos por deformação a frio
(como torção, compressão transversal, estiramento, relaminação a frio,
trefilação), sem patamar de escoamento no diagrama tensão-deformação, sendo,
então, definido um “limite convencional de escoamento” como a tensão “f
y
” sob
a qual, feita a descarga da peça, reste uma deformação plástica residual de 2.
São chamados aços “encruados”. O aço classe “B” pode ser considerado como
um aço classe “A” de categoria inferior que, submetido a uma deformação
66
permanente a frio (trefilação, estiramento ou torção), teve sua estrutura interna
modificada, perdendo o patamar de escoamento.
O diagrama tensão-deformação, num ensaio de tração para um aço classe
“B” é representado na Figura 3.4.
tg = = 2,1 x 10 kgf/cm²
Reta de Hooke
Aços Classe "B"
0,7
0
s
y
y
2
ϕ ϕ
A
s
ϕ
B
ε
s
6
ε
s
‰
FIGURA 3.4 - Diagrama tensão-deformação – Aços classe “B”.
A Figura 3.5 representa o diagrama tensão-deformação simplificado de
um aço classe “B”:
67
Parábola 2º Grau
yk
yk
ϕ
TRAÇÃO
3,5
0,7
2
ϕ
s
ϕ
yk
0,7
yk
2
COMPRESSÃO
ϕ
s
tg = = 2,1 x 10 kgf/cm²
podendo ser: =
ϕ
s
ε
s
10
yck
yk
ε
6
‰
‰
‰
‰
FIGURA 3.5 - Diagrama tensão-deformação simplificado – Aços classe “B”.
Quanto ao diagrama da Figura 3.5, tem-se:
• encurtamento de 3,5 = encurtamento do concreto;
• alongamento de 10 = evitar deformações excessivas.
Se, na execução de um projeto estrutural, não se souber qual categoria de
aço será adquirida, A ou B, deve-se fazer o dimensionamento ao lado da
segurança e considerar o aço como classe B. Se, entretanto, puder escolher,
deve-se optar pelo aço classe A, no qual pode-se contar com maior
aproveitamento do material para tensões compreendidas entre (0,7 f
y
) e (f
y
).
Além do mais, se for necessário, a emenda das barras, ela pode ser feita por
solda, o que, no caso de aço B, existe a possibilidade de perda de suas
propriedades mecânicas quando submetidas a forte aquecimento, sendo mais
68
vulneráveis também no caso de incêndios. Uma outra desvantagem do aço B é
que, para alcançar o limite convencional de escoamento f
y
, existem maiores
deformações que no caso do aço A (Süssekind, 1983).
5.2 Classificação de acordo com a resistência mecânica
Segundo este critério, as barras e fios de aço são classificados nas cinco
categorias: CA-25, CA-32, CA-40, CA-50 e CA-60.
O prefixo “CA” indica que é um aço para concreto armado e o número
seguinte o valor característico do limite de escoamento “f
yk
”, expresso em 0,1
MPa ou em kgf/mm
2
. Por exemplo, “CA-50A” é um aço para concreto armado
(sigla CA) com uma resistência característica à tração “f
yk
” de 500 MPa ou
5.000 kgf/cm
2
, da classe “A”.
Aproximadamente até os anos de 1950, praticamente só se usava aço CA
25 no Brasil. Atualmente, o aço CA-50 é o mais utilizado. Os aços CA-32 e CA-
40 não são empregados nas obras de concreto armado no Brasil. O aço CA-60 é
utilizado em barras de bitola fina para armação de lajes, estribos de vigas e
pilares ou em peças pré-fabricadas. Quando existe a necessidade de barras com
diâmetros grandes (superiores a 32 mm), utiliza-se o aço CA-25 e também
quando as barras precisam sofrer muitos dobramentos, pois o aço CA-25 é o
mais dúctil dentre todos (Süssekind, 1983).
Para indicar a classe, as categorias de aço levam a letra “A” ou “B” logo
após o valor “f
yk
”: CA-40A e CA-40B; CA-50A e CA-50B. Os aços CA-25 e
CA-32 não precisam da letra “A” porque são sempre desta classe. O aço CA-60
é sempre “B” = CA-60B (só existem fios).
69
6. RESISTÊNCIA DE CÁLCULO DOS AÇOS
Pelo fato de o limite de resistência à ruptura “f
st
” de um aço só ser
alcançado mediante grandes deformações, para a definição dos valores de
cálculo adota-se o limite de escoamento (real ou convencional) “f
yk
”, ficando a
diferença (f
st
- f
yk
) como reserva adicional de segurança.
De acordo com o item 5.3.1.1. da norma NBR 6118:1978, as
resistências de cálculo dos aços, serão:
- Resistência de Cálculo do Aço à Tração: f
yd
= f
yk
/ γ
γγ
γ
s
- Resistência de Cálculo do Aço à Compressão: f
ycd
= f
yck
/ γ
γγ
γ
s
O item 5.4.1 da NBR 6118:1978 estabelece, para o coeficiente de
minoração “γ
γγ
γ
s
”, os seguintes valores:
γ
γγ
γ
s
= 1,15 (em geral) desde que sejam obedecidas as prescrições da NBR 7480;
γ
γγ
γ
s
= 1,25 quando não for realizado o controle de qualidade de acordo com a NBR
7480, permitindo-se essa situação em obras de pequena importância, nas quais
se empreguem aços das categorias CA-25 e CA-32.
No caso de um dimensionamento ter sido feito com γ
γγ
γ
s
= 1,15 e o
coeficiente de minoração devesse ter o valor γ
γγ
γ
s
= 1,25, permite a NBR-6118
(item 5.3.1.1) considerar o dimensionamento feito, desde que se aumente de
10% a área da seção transversal da armadura já calculada. Lembrar que os
coeficientes de minoração γ
γγ
γ
c
do concreto e γ
γγ
γ
s
do aço, segundo o item 3.1.2 da
mesma norma, deverão ser multiplicados por 1,2 quando a peça estiver exposta à
ação prejudicial de agentes externos, tais como ácidos, álcalis, águas agressivas,
óleos e gases nocivos, temperatura muito alta ou muito baixa.
O coeficiente de minoração γ
γγ
γ
s
do aço visa prever possível deterioração
das propriedades do aço com o tempo e pequenos erros de posicionamento das
armaduras na obra.
70
7. DIAGRAMAS TENSÃO-DEFORMAÇÃO DE CÁLCULO
Os diagramas de cálculo são obtidos a partir dos diagramas
característicos dos aços pela divisão das ordenadas oblíquas paralelas à reta de
Hooke por γ
γγ
γ
s
.
Assim, obtêm-se os seguintes diagramas tensão-deformação de
cálculo: (Figura 3.6 para aços classe “A” e Figura 3.7 para aços classe “B”).
-3,5
TRAÇÃO
yd
ϕ
ycd
ϕ
COMPRESSÃO
s
ε
6
10
s
‰
‰
Aços Classe "A"
ϕ
s
ε
s
tg = = 2,1 x 10 kgf/cm²
FIGURA 3.6 - Diagrama tensão-deformação de cálculo – Aços Classe “A”.
71
FIGURA 3.7 - Diagrama tensão-deformação de cálculo – Aços classe “B”.
Nos diagramas das Figuras 3.6 e 3.7 tomar-se-á para o módulo de
deformação longitudinal do aço:
E
s
= 2,1 x 10
6
kgf/cm
2
= 210.000 Mpa
e para as resistências de cálculo:
f
yd
= f
yk
/ γ
γγ
γ
s
e f
ycd
= f
yck
/ γ
γγ
γ
s
As resistências de cálculo serão fixadas por meio das resistências
características determinadas em ensaios, supondo-se f
yck
= f
yk
, se não houver
ensaio de compressão.
Na falta de determinação experimental, f
yk
e f
yck
serão consideradas
ambas iguais ao valor mínimo, nominal, de f
yk
fixado na NBR 7480.
Examinando o diagrama da Figura 3.6 (aços classe A), verifica-se que o
alongamento da armadura no início do escoamento “f
yd
” pode ser calculado pela
expressão:
tg ϕ = f
yd
/ ε
yd
= E
s
∴ ε
yd
= f
yd
/ E
s
ε
tg = = 2,1 x 10 kgf/cm²
Aços Classe "B"
yd
TRAÇÃO
ycd
2
2
0,7
3,5
ϕ
yd
ϕ
ycd
0,7
ϕ ϕ
COMPRESSÃO
ε
yd
ϕ
s
s
s
10
s
6
ε
‰
‰
‰
‰
72
Da mesma forma, examinando-se o diagrama da Figura 3.7 (aços classe
B), o alongamento ε
yd
da armadura no início do escoamento será:
ε
yd
= 0,002 + f
yd
/E
s
ou ε
yd
= 2 + f
yd
/ 2100 (mm)
De posse destas informações pode-se elaborar a Tabela 3.1:
TABELA 3.1 - Especificações técnicas para os aços.
AÇO
f
yk
(kgf/cm
2
)
f
yd
(kgf/cm
2
)
ε
εε
ε
yd
(mm/m)
σ
σσ
σ`
sd
(0,002)
(kgf/cm
2
)
CA-25 2500 2174 1,035 2174
CA-32 3200 2783 1,325 2783
CA-40A 4000 3478 1,656 3478
CA-40B 4000 3478 3,656 2994
CA-50A 5000 4348 2,070 4200
CA-50B 5000 4348 4,070 3555
CA-60B 6000 5217 4,484 3996
Os valores tabelados são:
. f
yk
= resistência característica do aço à tração (valores tirados da NBR 7480)
. f
yd
= resistência de cálculo do aço à tração: f
yd
= f
yk
/ 1,15
. ε
εε
ε
yd
= alongamento da armadura no início do escoamento:
ε
yd
= f
yd
/ E
s
(aços classe A )
para os aços classe B:
ε
εε
ε
yd
= 0,002 + f
yd
/ E
s
ou ε
εε
ε
yd
= 2 + f
yd
/ 2100 (mm/m)
. A coluna σ
σσ
σ`
sd
(0,002) foi inserida na Tabela 3.1 com o objetivo de servir como
referência no dimensionamento de Pilares.
As três colunas anteriores: f
yk
, f
yd
e ε
εε
ε
yd
se referem a esforços de tração
no aço.
Para compressão, pode-se adotar:
f
yck
= f
yk
e f
yd
= f
ycd
73
Entretanto, quando uma peça está submetida a uma força de compressão
centrada, supõe-se que a ruptura se dá quando o encurtamento do concreto
atinge 2 mm/m = 2 = 0,002 e a tensão no concreto é 0,85 f
cd
. A tensão de
cálculo na armadura será a que corresponde ao encurtamento de 2 mm/m.
Assim, σ`
sd
(0,002) é a tensão de compressão no aço correspondente ao
encurtamento de 2.
8. BITOLAS COMERCIAIS
Segundo os fabricantes, os vergalhões de aço para concreto armado são
comercializados com as características abaixo especificadas (Belgo, 2003;
Gerdau, 2004).
Os vergalhões de aço CA-50, com superfície nervurada e CA-25 com
superfície lisa são obtidos por laminação a quente de tarugos de lingotamento
contínuo e são comercializados em barras retas e barras dobradas com
comprimento normal de 12 m em feixes amarrados de 1.000 kg ou 2.000 kg.
Podem também ser fornecidos em rolos: CA-50 até a bitola de 12,5 mm e CA-25
até a bitola de 16,0 mm.
Os vergalhões de aço CA-60 são obtidos por trefilação de fio-máquina.
Caracteriza-se pela alta resistência que proporciona estruturas de concreto
armado mais leves e pelos entalhes, que aumentam a aderência do aço ao
concreto. É normalmente empregado para fabricação de lajes, tubos de concreto,
lajes treliçadas, estruturas pré-moldadas de pequena espessura, etc. São
fornecidos em rolos com peso aproximado de 170 kg, barras de 12 m de
comprimento, retas ou dobradas, em feixes amarrados de 1.000 kg, em
estocadores e bobinas de 1.500 kg para uso industrial (Gerdau, 2004).
74
São encontradas no comércio as seguintes bitolas, em milímetros:
- Para CA-60: 4,2 - 5,0 - 6,0 - 7,0 - 8,0 - 9,5
- Para CA-25 e CA-50: 6,3 - 8,0 - 10,0 - 12,5 - 16,0 - 20,0 - 25,0 - 32,0 - 40,0.
Aconselha-se consultar fabricantes para confirmação de bitolas
comerciais.
Na Tabela 3.2 a seguir apresentam-se as correspondências entre
diâmetros em milímetros e polegadas, as áreas das seções transversais das barras
e os pesos por metro linear de barra:
TABELA 3.2 - Algumas informações sobre os aços mais utilizados.
Diâmetro
(mm)
Diâmetro
(polegada)
Seção transversal
A
s
(cm
2
)
Peso
(kg/m)
3,2 - 0,08 0,063
4,0 - 0,125 0,10
5,0 3/16” 0,20 0,16
6,3 1/4” 0,315 0,25
8,0 5/16” 0,50 0,40
10,0 3/8” 0,80 0,63
12,5 1/2” 1,25 1,00
16,0 5/8” 2,00 1,60
20,0 3/4” 3,15 2,50
25,0 1” 5,00 4,00
9. TELAS SOLDADAS
Atualmente estão sendo utilizadas com muita freqüência, em
determinadas obras de concreto armado, as telas soldadas pré-fabricadas. Com
uma grande variedade de tipos (em função dos diâmetros e dos espaçamentos
entre fios) são fornecidas em rolos ou em painéis.
75
9.1 Tipos de telas
As telas mais usadas são fabricadas com aço CA-60 (existindo também
em aço CA-50B). A largura é padronizada em 2,45 m, os painéis são de 6m de
comprimento e os rolos variam de comprimento (60 ou 120 m). Alguns
fabricantes fornecem telas soldadas com dimensões menores: 2,0 m de largura e
3,0 m de comprimento (Belgo, 2003; Gerdau, 2004).
Em obras onde for possível a substituição das armaduras tradicionais
(em barras) por telas eletrosoldadas, estas podem apresentar algumas vantagens,
tais como:
1. diminuem consideravelmente a mão-de-obra do armador, evitando os
trabalhos de corte, marcação dos pontos de cruzamentos,
posicionamento artesanal de cada barra na fôrma e amarração destes
pontos de cruzamento;
2. diminuem as perdas de pontas de barras;
3. em conseqüência a obra ganha qualidade e produtividade, além de
redução de gastos nas operações de corte, posicionamento e amarração.
Para conhecimento das características técnicas das telas, consultar os
fabricantes, que apresentam tabelas e recomendações de aplicações diversas.
A Tabela 3.3 apresenta algumas especificações técnicas sobre
determinados tipo de telas soldadas.
TABELA 3.3 - Telas soldadas tipo “Q” (Aço CA 60).
Espaçamento
entre fios (cm)
Diâmetro dos fios
(cm)
Seção dos fios
(cm
2
/m)
ROLOS PAINÉIS
Designação
(CA 60)
Longit. Transv. Longit. Transv. Longit. Transv.
Peso
(kgf/m
2
)
Compr.
(m)
Peso
(kgf)
Compr.
(m)
Peso
(kgf)
Q 47
15 15 3,0 3,0 0,47 0,47 0,75 120 222,0
- -
Q 61
15 15 3,4 3,4 0,61 0,61 0,97 120 285,1
- -
Q 75
15 15 3,8 3,8 0,75 0,75 1,21 120 356,1
- -
Q 92
15 15 4,2 4,2 0,92 0,92 1,48 60 217,5
- -
Q 113
10 10 3,8 3,8 1,13 1,13 1,80 60 264,4
- -
Q 138
10 10 4,2 4,2 1,38 1,38 2,20 60 323,0
6 32,3
Q 159
10 10 4,5 4,5 1,59 1,59 2,52 - - 6 37,1
Q 196
10 10 5,0 5,0 1,96 1,96 3,11 - - 6 45,8
Q 246
10 10 5,6 5,6 2,46 2,46 3,91 - - 6 57,4
Q 283
10 10 6,0 6,0 2,83 2,83 4,48 - - 6 65,9
Q 335
15 15 8,0 8,0 3,35 3,35 5,37 - - 6 78,9
Q 396
10 10 7,1 7,1 3,96 3,96 6,28 - - 6 92,3
Q 503
10 10 8,0 8,0 5,03 5,03 7,97 - - 6 117,2
Q 636
10 10 9,0 9,0 6,36 6,36 10,09 - - 6 148,3
Q 785
10 10 10,0 10,0 7,85 7,85 12,46 - - 6 183,2
Nota: - a largura das telas é padronizada: 2,45 m;
- a emenda das telas soldadas nas armaduras principais terá sobreposição de 2 malhas e nas armaduras de distribuição terá
sobreposição de 1 malha (regra válida para fios com diâmetro menor que 8,0 mm);
- emendas para fios com diâmetros maiores ou igual a 8,0 mm terão de ser calculadas.
Fonte: IBTS, 2004.
77
9.2 Aplicações
As principais aplicações estão em: pisos diversos (pátios de cargas e
descargas, postos de gasolina, indústrias, estacionamentos, depósitos, armazéns,
aeroportos, etc.), armaduras de lajes maciças, como armaduras de distribuição
em capas de lajes (nervuradas, mistas, treliçadas, pré-fabricadas tradicionais, e
em lajes “steel deck”), quadras poliesportivas, terreiros diversos em meio rural,
muros de arrimo, rampas para barcos, pré-moldados, pavimentos de concreto,
concreto projetado, e várias outras estruturas de concreto, proporcionando
economia de tempo e mão-de-obra.
Existem também telas soldadas especialmente preparadas para utilização
em obras de argamassa armada.
10. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Apesar de o aglomerante ideal (cimento) ter sido descoberto em 1824,
por Joseph Aspdin, nenhum desenvolvimento notável foi verificado na arte das
construções devido à fraca resistência do concreto aos esforços de tração.
Somente em 1849, Joseph Louis Lambot teve a idéia de associar ao concreto um
material com alta resistência à tração, barras de ferro, criando o primeiro objeto
de concreto armado, um barco.
A utilização de barras de aço juntamente com o concreto é possível
devido essencialmente a três razões: excelente aderência entre os dois materiais,
coeficientes de dilatação praticamente iguais e a proteção que o concreto oferece
ao aço.
Com a evolução da siderurgia, atualmente são disponibilizadas barras de
aço com elevadíssima resistência. A norma NBR 7480:1996 da ABNT fixa as
características exigíveis para as armaduras para concreto armado. Estas barras
devem ser colocadas nas peças estruturais em posições previamente
78
determinadas e têm a função principal de resistir a esforços de tração, podendo
também contribuir na resistência aos esforços de compressão (como no caso de
pilares).
No Brasil, os aços mais utilizados são os de categoria CA-25, CA-50 e
CA-60.
Para facilitar os serviços a serem executados na praça de trabalho para o
preparo das armaduras (corte, dobramento, montagem e colocação nas fôrmas)
estão sendo muito utilizadas as telas soldadas. Os fabricantes oferecem diversos
tipos de telas, em painéis ou em rolos, com largura padronizada de 2,45 m. As
telas soldadas podem ser aplicadas com vantagens em diversos tipos de obra,
reduzindo o desperdício de material e agilizando os serviços.
79
CAPÍTULO 4
TIPOS DE CONCRETOS
1. RESUMO
Devido à disponibilidade de vários tipos de cimento e de materiais
componentes, juntamente com a possibilidade de utilização de aditivos e outras
possíveis adições, e também, em função das diferentes técnicas construtivas, a
tecnologia atual oferece alternativas para confecção de muitos tipos de concreto.
Para facilitar a escolha do tipo mais adequado a ser empregado em função das
características da obra, são apresentados 18 diferentes tipos de concreto com as
respectivas indicações de aplicação recomendadas.
2. ABSTRACT
Due to the availability of several types of cement and component
materials and with the possibility of usage of additives and additional materials,
according to different constructive techniques, the current technology offers
alternatives to produce many different kinds of concrete. To facilitate the choice
of the most appropriate type to be employed according to the construction
characteristics, 18 different types of concrete are presented along with the
specific recommended applications.
3. INTRODUÇÃO
Em função da disponibilidade de diversos tipos de cimentos e materiais
componentes e das muitas opções existentes de métodos construtivos que podem
80
ser empregados, a tecnologia atual permite a utilização dos mais variados tipos
de concreto.
Em se tratando de concreto não existe “receita pronta”. O sucesso de
uma construção depende, muitas vezes, da correta escolha do tipo de concreto a
ser empregado. Cada obra tem suas particularidades e exige cuidadosos critérios
para definição do material adequado a ser utilizado.
4. TIPOS DE CONCRETO E SUAS APLICAÇÕES
Segundo a ABESC (2003) e o IBRACON (2004), os concretos mais
comumente utilizados nas obras brasileiras, são:
1. Concreto simples: material composto basicamente pela mistura de
cimento Portland, agregado miúdo, agregado graúdo, água e
eventualmente, adições ou aditivos. Não possui armadura (item 6 do
capítulo 1). Quando fabricado em centrais concreteiras e entregue na
obra sem o processo de lançamento nas fôrmas, recebe o nome de
concreto convencional, com resistência mecânica à compressão variando
geralmente de 10 MPa a 30 MPa. O concreto dosado em central possui
controle de qualidade e propicia ao construtor maior produtividade, além
de possibilitar redução de área da praça de trabalho. Pode ser aplicado
em peças estruturais que não são solicitadas por significativos esforços
de tração, como pisos e pavimentações (item 8 do Capítulo 9),
capeamento de lajes pré-fabricadas, determinados tipos de fundações
(tubulões e blocos), muros de arrimo de gravidade, etc.
2. Concreto armado: concreto que contém armadura passiva (barras de
aço), projetado de modo que os dois materiais (concreto e aço)
trabalhem conjuntamente por meio da aderência entre eles, para resistir
81
às cargas atuantes (item 8 do capítulo 1). Empregado de forma geral nas
estruturas usuais de concreto.
3. Concreto com fibras: concreto que contém fibras na sua composição, de
forma dispersa e sem orientação preferencial. As fibras reduzem a
fissuração e conferem maior resistência à abrasão, à tração e ao impacto.
Para as possíveis aplicações, ver capítulo 5.
4. Concreto bombeado: concreto que é transportado através de tubulação
por bombeamento e lançado diretamente nas fôrmas. Possibilita maior
rapidez na concretagem, otimizando a utilização da mão-de-obra e de
equipamentos. Permite concretagem de grandes volumes em menor
prazo. Possibilita redução de área na praça de trabalho. É de uso
corrente em qualquer obra ou naquelas de difícil acesso, quando há
necessidade de vencer grandes distâncias ou alturas elevadas.
5. Concreto de alto desempenho (CAD): concreto que utiliza aditivos
superplastificantes e sílica ativa, com baixo fator água-cimento,
apresentando elevadíssima resistência (mecânica, física e química),
reduzida permeabilidade e maior durabilidade. A fronteira entre
concretos convencionais e de alto desempenho varia de país para país.
Segundo Diniz (1997), existe um certo consenso no Brasil de que o
CAD seria o concreto com resistência maior ou igual a 35 MPa. É
geralmente utilizado para estruturas de grande porte, como edifícios
altos, pontes e viadutos, barragens, etc. (ver capítulo 6).
6. Concreto projetado: conforme definição de Silva (1997, p. 19):
“entende-se por concreto projetado um concreto (mistura de cimento,
areia, pedrisco, água, aditivo e adições) que é transportado por um
mangote, desde o equipamento de projeção até um bico, que por meio
de ar comprimido o projeta a grande velocidade contra uma
superfície”. Utilizado para reparo ou reforço estrutural, revestimento de
82
túneis, contenção de taludes, canais e galerias. Dispensa a utilização de
fôrmas.
7. Concreto pesado: concreto de massa específica superior a 2.800 kg/m
3
,
obtido com agregado graúdo de alta densidade, como barita e magnetita.
É empregado em estruturas de reatores nucleares (escudo de radiação
atômica) ou em situações que exigem grande peso-próprio.
8. Concreto leve: concreto de massa específica não superior a 2.000 kg/m
3
,
geralmente entre 600 a 1.200 kg/m
3
, obtido com o emprego de agregado
graúdo leve (argila expandida, pedra-pomes, escória expandida, etc.). É
utilizado em elementos de vedação (paredes, painéis, divisórias),
rebaixos de lajes, isolante termo-acústico, nivelamento de pisos, etc.
Reduz o peso-próprio da estrutura.
9. Concreto massa: concreto indicado para peças de grandes volumes
(barragens, blocos de fundações, etc.) que exigem medidas especiais
para reduzir a geração de alto calor de hidratação do cimento que produz
variações volumétricas e conseqüente fissuração resultante destas
variações, nelas incluídas a retração por secagem. Uma das medidas
possíveis pode ser a utilização do concreto resfriado.
10. Concreto resfriado: concreto que utiliza na mistura água gelada,
podendo também os agregados ser resfriados por lançamentos
periódicos de água gelada sobre eles. A baixa temperatura reduz o calor
de hidratação do cimento reduzindo em conseqüência a permeabilidade;
melhora a trabalhabilidade e aumenta a vida útil. É indicado para
concretagem de peças de grandes volumes
11. Concreto compactado com rolo (CCR): material baseado em um
concreto de baixo teor de cimento, de consistência seca, assemelhado a
uma “farofa” e que, no seu estado fresco, suporta o peso de um rolo
compactador vibratório utilizado para a obtenção do adensamento e da
83
compacidade requerida da obra. É utilizado em pavimentações
rodoviárias, barragens, pátios de estocagem, pisos industriais, etc.
(Cimento Hoje, 2003c).
12. Concreto protendido: concreto no qual é introduzida armadura ativa,
previamente alongada por equipamentos especiais de protensão com a
finalidade, em condições de serviço, de impedir ou eliminar a fissuração
e os deslocamentos da estrutura. Muito utilizado em peças pré-
fabricadas como vigas para grandes vãos.
13. Concreto celular: concreto obtido pela mistura de cimento Portland ou
pasta de cimento e pozolana, cal e pozolona e pela adição de produto
químico espumante ou pela geração de gás durante a mistura do cimento
e do agregado miúdo. Normalmente recebe tratamento de cura em
autoclave. Utilizado em placas, painéis, divisórias e, principalmente, em
blocos para alvenaria e blocos para lajes mistas ou nervuradas.
14. Concreto ciclópico: concreto simples com adição de pedras de mão
(com diâmetros de 20 a 30 cm), lançadas manualmente sobre a massa de
concreto fresco, ocupando, aproximadamente, 30% do volume total da
peça concretada. Utilizado para alicerces diretos contínuos, muros de
arrimo por gravidade, bases e cabeças de pontes, etc.
15. Concreto colorido: concreto em que se utiliza o cimento Portland branco
com adição de pigmentos, utilizado em estruturas de concreto aparente,
em pisos (pátios, calçadas, quadras) monumentos, guarda-corpos de
pontes, etc. Dispensa gastos com revestimentos e evita o custo de
manutenção com pinturas.
16. Concreto submerso: concreto de elevada plasticidade que é colocado de
modo submerso, através de tubulação metálica dotada de funil numa das
extremidades. É utilizado em plataformas marítimas, cabeças e bases de
pontes. Deve possuir resistência à agressão química.
84
17. Concreto auto-adensável: concreto que não necessita de energia
mecânica de vibração para tornar-se compacto e adensado, em princípio,
o adensamento é conseguido somente com a colaboração da força da
gravidade (Helene, 1998). É um concreto que apresenta grande fluidez,
com slump da ordem de 20 cm, ou seja, é um concreto muito plástico
que permite um bom acabamento superficial. É especialmente indicado
para lajes pré-fabricadas porque, além das vigotas e armações, esse tipo
de lajes apresenta produtos frágeis (os elementos inertes, como as
tavelas cerâmica, EPS-isopor, bloco de concreto celular), que são
materiais suscetíveis a danos quando se usa um vibrador. Também é
utilizado em concretagens submersas, reparo e reforços estruturais,
chumbamento de inserts, concretagem de espaços confinados. Cuidados
especiais devem ser dispensados na vedação de tubulações e caixas de
instalações embutidas devido o grande risco de o concreto entrar por
uma fenda ou furo.
18. Concreto autonivelante: concreto que não tem slump e a forma de medir
sua fluidez é por raio de espraiamento. À medida que é lançado numa
chapa metálica, ele vai escorrendo como se fosse fluido, devido ao
emprego de aditivos plastificantes, chamados de hiperplastificantes. Por
dispensar o vibrador é utilizado onde não se pode fazer barulho,
permitindo concretagem em horário noturno. Também é especialmente
indicado para concretar peças com grande concentração de armaduras.
Outra característica deste concreto é que ele não se desagrega com
lançamentos a grandes alturas (Camargos, 2002).
85
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Do que foi exposto, pode-se considerar que mediante a disponibilidade
de diferentes tipos de componentes (cimentos, agregados), a possibilidade de
utilização de aditivos e as várias técnicas construtivas que podem ser
empregadas, é possível a oferta de concretos com diferentes características.
Dessa forma, dezoito tipos diferentes de concreto foram apresentados com
indicações de aplicações, visando orientar na escolha mais adequada.
As possibilidades para escolha do concreto a ser utilizado são múltiplas.
O exame criterioso das características da obra e o conhecimento de suas
condições de trabalho e de exposição ao meio ambiente são fatores
indispensáveis no processo de definição do concreto mais indicado.
Entre as inovações tecnológicas atualmente muito empregadas estão a
utilização de adições de fibras em concretos e argamassas e o concreto de alto
desempenho (CAD).
86
CAPÍTULO 5
ARGAMASSAS E CONCRETOS REFORÇADOS COM FIBRAS
1 RESUMO
Com o intuito de indicar as possibilidades do emprego de fibras em
argamassas e concretos, o presente capítulo traz conceitos básicos sobre
compósitos (formados por uma matriz e fibras), apresenta as características
exigíveis, os tipos de fibras disponíveis (vegetais, sintéticas e de aço) e os
possíveis campos de aplicação.
2 ABSTRACT
Possibilities of usage of fibers in mortar and concrete are the purpose of
this chapter through basic concepts about compounds (formed with a matrix and
fibers). Essential characteristics, types of available fibers (vegetable, synthetic
and steel) and the possible application fields are presented.
3 INTRODUÇÃO
Aos concretos e argamassas tradicionais podem ser incorporados
materiais alternativos com objetivos diversos, procurando a melhoria da
qualidade do produto final. Um dos primeiros materiais adicionados foram as
fibras e a sua utilização nos tempos atuais é bastante intensa. Em algumas
aplicações específicas as fibras são altamente recomendáveis. Adaptando-se a
esta realidade, o comércio oferece diferentes tipos de fibras para reforço de
argamassas e concretos.
87
4 CONCEITOS
Compósitos são materiais compostos por uma matriz reforçada com
fibras. Geralmente, as matrizes são frágeis (fracas e quebradiças), quase sempre
produzidas com base cimentícia (como as pastas de cimento, as argamassas e os
concretos), com base de gesso, com resinas ou até com argila. As fibras atuam
como reforço da matriz. Então, o princípio básico dos materiais fibrosos consiste
em melhorar as propriedades de uma matriz frágil mediante a adição de fibras,
aumentando a resistência às tensões, principalmente as de tração, produzindo
peças mais resistentes e flexíveis (Figueiredo et al., 2002).
Os materiais fibrosos são utilizados na construção desde tempos
remotos. Encontramos na Bíblia, livro do Êxodo (5,7), relato de que os hebreus
produziam tijolos com a mistura de argila e palha.
Em construções antigas ainda pode ser encontrado o adobe, mistura de
argila com fibras, no qual poderiam ser utilizados pêlos de animais ou até
excrementos (Bina, 1997).
Um dos primeiros materiais fibrosos produzidos de forma industrial foi o
cimento-amianto (1900). Na Segunda Grande Guerra Mundial, a mesma
tecnologia foi empregada na produção de peças plásticas reforçadas com fibras
de vidro (recentemente utilizam-se também fibras de carbono) para a construção
de aeronaves e veículos (Bina, 1997).
Atualmente, o campo de aplicações dos materiais fibrosos vem
crescendo intensamente, destacando-se a utilização de concretos e
argamassas reforçadas com fibras (Figueiredo et al., 2002).
88
5 CARACTERÍSTICAS EXIGÍVEIS PARA AS FIBRAS
Para o bom desempenho das fibras nos compósitos, elas precisam,
necessariamente, apresentar algumas características fundamentais. Segundo Bina
(1997), as principais são:
1 resistência aos esforços (principalmente de tração): a fibra deve ser mais
resistente que a matriz;
2 relação dimensional (fator de forma): é uma das principais características a
serem consideradas, pois possibilita a ocorrência de inúmeras
conseqüências. O fator de forma, como é chamado, é obtido pela relação
entre o comprimento da fibra e o diâmetro (L / d). Deve-se optar por fibras
que possuam elevado fator de forma. Fibras com maior fator de forma (mais
longas) apresentam maior capacidade portante pós-fissuração e tenacidade,
devido à maior ancoragem da fibra na matriz. Existem fibras de aço que
oferecem até três alternativas para este fator, a serem escolhidas em função
do desempenho a que for ser submetida a peça;
3 alongamento das fibras: devem resistir a deformações muito superiores do
que as aceitas pela matriz;
4 ancoragem: as fibras devem possuir boa aderência e ancoragem entre
materiais, para transferência de cargas da matriz para as fibras e vice-versa;
5 outras características a serem verificadas nas fibras: módulo de elasticidade,
resistência ao cisalhamento, forma e textura, etc.
6 TIPOS DE FIBRAS
As fibras mais utilizadas como reforço de matrizes são as vegetais, as
sintéticas, as de aço, as de amianto, as de carbono e as de vidro.
As propriedades dos materiais fibrosos dependem essencialmente das
características da matriz, das próprias fibras e da interação fibra-matriz. Uma das
89
principais características para definir as propriedades do material resultante é a
fragilidade ou ductilidade dos materiais constituintes. Como visto, geralmente as
matrizes são frágeis, porém, as fibras podem ser frágeis (fibras de amianto ou de
vidro) ou dúcteis (fibras de aço, sintéticas e vegetais).
As fibras frágeis não conseguem absorver deformações significativas
quando ocorre a fissuração da matriz. Dessa forma, compósitos constituídos de
matriz e fibras frágeis são também materiais frágeis, como é o caso do cimento-
amianto. Entretanto, devido à grande compatibilidade entre as fibras e a matriz,
o compósito resultante adquire uma grande durabilidade e um aumento na
resistência mecânica, possibilitando ao cimento-amianto ser aplicado em
componentes de pouca espessura como telhas, tubos, caixas d’água, etc.
A mesma situação ocorre com o plástico reforçado com fibra de vidro
(fiberglass) que, apesar de suas características frágeis apresenta enorme campo
de aplicação como em piscinas pré-moldadas, reservatórios, telhas, etc. Estas
aplicações do fiberglass são possíveis devido ao excelente comportamento
mecânico do material.
6.1 Fibras vegetais
As fibras vegetais mais utilizadas são: coco, sisal, malva, madeira,
celulose para papel imprensa, bambu, juta e piaçava. Algumas vezes, a celulose
é classificada como fibra sintética, pois tem que ser processada a partir do papel
para ser aplicada como reforço, entretanto, tem origem vegetal.
Nos compósitos constituídos por uma matriz frágil com fibras vegetais
dois fatores devem ser verificados cuidadosamente: a possibilidade de ataque
alcalino às fibras e a incompatibilidade física entre fibra e matriz. Outro
inconveniente verificado em relação às fibras vegetais é a grande variação
volumétrica quando entram em contato com a água, pois facilita o surgimento de
fissuras, na interface matriz-fibra, originadas pela secagem. O ataque biológico
90
às fibras por meio de fungos não é preocupante, pois as matrizes geralmente
apresentam pH alcalino capaz de inibir sua ação (Agopyan & Savastano Júnior,
1998).
Experiências comprovam a potencialidade das fibras vegetais nas
aplicações em que a ductilidade do material é importante, sendo necessário
atentar para as deficiências de resistência à tração e durabilidade. Estas fibras
são geralmente utilizadas na produção de telhas, painéis, tijolos, adobes, cochos,
placas de pequena espessura e dimensões não estruturais, etc. O Instituto de
Pesquisas Tecnológicas (IPT) desenvolveu painéis empregando compósito de
argamassa de cimento de escória de alto-forno reforçada com fibras de coco,
para utilização como paredes para construção de casas populares (Agopyan &
Savastano Júnior, 1998).
Em resumo, compósitos fibrosos com fibras vegetais têm grande campo
de aplicação desde que sejam consideradas as deficiências de resistência à tração
e de durabilidade (Savastano Júnior et al., 1993).
6.2 Fibras sintéticas
As fibras sintéticas já conferem aos compósitos excelentes características
técnicas. As mais usadas são as de polipropileno e as de náilon. Apesar de terem
uma deformabilidade maior que o concreto, elas vêm sendo empregadas para
reduzir a fissuração de concretos e argamassa ainda frescos (retração inicial).
Nas primeiras horas, logo após o lançamento, existe uma grande tendência do
concreto ou a argamassa fissurarem devido à retração por secagem. Neste
momento a resistência e o módulo de elasticidade do concreto ainda são baixos,
existindo certa compatibilidade com as fibras de náilon ou de polipropileno, que
evitarão a propagação destas microfissuras. Esta situação, entretanto não se
verifica em idades maiores, pois o concreto apresentará maior resistência e
módulo de elasticidade muito maior do que o das fibras, as quais não têm
91
qualquer efeito sobre o controle de fissuras e de reforço nestas idades
(Figueiredo et al., 2002).
Segundo Bentes & Vasconcellos (1993) as fibras de polipropileno
apresentam excelentes características para reforço de concretos e de argamassas:
possuem elevada resistência à tração (250 a 400 MPa), baixo módulo de
elasticidade (1 a 8 GPa), imputrescibilidade, são quimicamente estáveis no meio
alcalino, apresentam superfície hidrofugante, alongamento de aproximadamente
20% na ruptura, massa específica de 900 kg/m
3
e custo acessível.
Por estas características, apresentam também, interessante emprego em
peças de argamassa armada. São aplicadas também, em alguns casos, em
substituição às armaduras especiais (geralmente tela soldada) colocadas para
combater o efeito da retração (Bentes & Vasconcellos, 1993).
Em 199, foram realizados os primeiros testes com estas fibras. Na época
foram testados dois tipos de fibras de polipropileno: os filamentos e os
fibrilados. As fibras fibriladas (Figura 5.1) deixavam saliências na superfície das
peças, originando o termo “concreto peludo” e sua utilização atualmente está
praticamente abandonada. Já as fibras de multifilamentos (Figura 5.2), que têm
pequeno diâmetro e malhabilidade, não aparecem na superfície e o
desempenamento proporciona um acabamento livre de fibras (Bentes &
Vasconcellos, 1993).
92
FIGURA 5.1 - Fibra fibrilada.
Fonte: Fitesa, 2003.
FIGURA 5.2 - Fibra de multifilamentos.
Fonte: Fitesa, 2003.
93
6.3 Fibras de aço
As fibras de aço (Figura 5.3) têm sido atualmente muito empregadas
para reforço de concretos e de argamassas. Quando comparadas com as fibras
sintéticas, apresentam elevada resistência à tração (≥ 1.100 MPa) e módulo de
elasticidade, possibilitando que estas fibras de aço atuem como reforço do
concreto, tanto a baixas como a maiores idades (Belgo, 2003).
A ancoragem mecânica destas fibras é grandemente melhorada por ter
suas extremidades dobradas.
FIGURA 5.3 - Fibras de aço.
Fonte: Belgo, 2003.
Solução possível e interessante é a utilização conjunta de fibras de aço
com fibras sintéticas, associando as boas características de cada fibra. As fibras
sintéticas atuam como reforço para o concreto, durante as primeiras horas da
concretagem, evitando o surgimento das microfissuras da retração inicial e
propiciam também eficiente reforço durante a fase de cura. As fibras de aço, por
94
suas excelentes características, oferecem melhor controle da fissuração (baixa e
alta idade), distribuem melhor as tensões por todas direções e desempenham
funções mecânicas de resistência (Belgo, 2003).
6.4 Outros tipos de fibras
Outras fibras também utilizadas:
1. fibras de amianto: são empregadas formando o cimento-amianto,
possibilitando a fabricação de diversas peças para a construção civil:
telhas, tubos, caixas d’água, painéis, etc.;
2. fibras de vidro: são utilizadas na fabricação de pré-fabricados de GRC
(argamassas de cimento reforçadas com fibra de vidro), em geral, não
em peças com função estrutural. São utilizadas principalmente em
painéis pré-fabricados para fachadas ou divisórias;
3. fibras de carbono: apresentam excepcional resistência a ataque químico
e corrosão, ótima resistência à fadiga, muita leveza, baixíssimo
coeficiente de dilatação, além de extraordinária rigidez. Por estas
características são muito utilizadas em reforços ou recuperações
estruturais.
7 VANTAGENS E CAMPOS DE APLICAÇÃO
As fibras conferem às argamassas e aos concretos excelentes características, tais
como (Belgo, 2003; Fitesa, 2003):
1. possibilitam melhor distribuição das tensões em todas as direções;
2. reduzem grandemente a possibilidade do surgimento de fissuras de
retração tanto no estado fresco como em idades maiores;
3. reduzem o surgimento de fissuras devido a variações térmicas;
4. aumentam a resistência à fadiga e ao impacto às cargas dinâmicas;
95
5. aumentam a resistência à abrasão;
6. aumentam a resistência ao fogo;
7. reduzem a permeabilidade, aumentando a resistência à penetração de
substâncias químicas e da água;
8. aumentam a resistência a ciclos de gelo/degelo;
9. em pisos, permitem aumentar consideravelmente os espaçamentos entre
juntas;
10. aumentam a durabilidade das peças.
Em função destas propriedades propiciadas pelas fibras às argamassas e
aos concretos, surge um grande horizonte de utilização na construção civil em
uma variada gama de aplicações (Belgo, 2003; Fitesa, 2003):
1. em estruturas sujeitas a impactos (piers em portos);
2. em pisos diversos: pátios de estocagem, pisos sem juntas, pisos de
câmaras frigoríficas, pisos de armazéns e supermercados, pisos
industriais, etc.;
3. em pavimentos diversos: pavimentos rodoviários, postos de gasolina,
paradas de ônibus, pavimentos portuários, etc.;
4. em estruturas contínuas como túneis, muros, canais, lajes tipo radier,
etc.;
5. em argamassa de revestimento onde as fibras aumentam a durabilidade
pela eliminação das trincas de retração e de variação térmica;
6. em peças pré-fabricadas: tubos, reservatórios diversos (água, esgoto e
outros), fossas, painéis de fachada, divisórias, pisos intertravados, etc.;
7. revestimento secundário de túneis como proteção a incêndios;
8. pistas de pouso (estrutura contínua e sujeita a impactos).
96
Enfim, as possibilidades de aplicação de fibras ao concreto e às
argamassas são inúmeras.
8 CONSIDERAÇÕES FINAIS
1. A influência das fibras sobre as resistências à compressão e à tração do
compósito é pequena ou, mesmo, inexistente (Figueiredo et al., 2002);
2. As fibras não possuem função estrutural e não devem substituir as
armaduras convencionais (Figueiredo et al. 2002);
3. A falta de normas brasileiras para a utilização de fibras em concreto e
argamassas ainda é um fator limitante ao uso desta tecnologia. Sem
parâmetros normativos não há como realizar o controle da qualidade de
produção ou mesmo da aceitação do produto. Outro fator limitante
também é a natural inércia dos construtores em relação às inovações
tecnológicas. Porém, devido ao intenso movimento pela qualidade
exigida pela sociedade, é certo que estas limitações serão vencidas em
curto prazo e a tecnologia da utilização de fibras certamente será
empregada sem restrições nas mais diversas obras (Figueiredo et al.,
2002; Santiago, 1993).
97
CAPÍTULO 6
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO
1. RESUMO
Para apresentar o material “concreto de alto desempenho – CAD”, o
presente capítulo inicia com um resumo histórico de sua evolução, relaciona
algumas obras brasileiras construídas com CAD, faz comentários sobre os
materiais componentes, e sobre as propriedades, vantagens e campos de
aplicações do CAD. No final são feitas recomendações sobre os cuidados
técnicos a serem observados nas etapas de construção com este material.
2. ABSTRACT
To introduce the high performance concrete this chapter begins with a
historical summary of its evolution, lists some Brazilian constructions using this
material, comments about component materials, proprieties, advantages and
fields of application. At the end some recommendations about technical cares
that should be observed during the construction stages with this material were
made.
3. INTRODUÇÃO
Um tipo especial de concreto que atualmente é muito utilizado nas
grandes estruturas é o concreto de alto desempenho, no Brasil designado pela
sigla “CAD”.
No momento em que a procura da “durabilidade” das estruturas é
intensificada em todos países, o CAD se apresenta como um material de
excelentes qualidades para atender esta expectativa, associando características
98
de altíssima resistência e durabilidade. Neste contexto, Aïtcin (2000) comenta:
“No futuro, o concreto de alto desempenho será usado não tanto por sua alta
resistência à compressão, mais sim por sua maior durabilidade. O dia em que a
comunidade do concreto entender este fato, uma nova página será virada na
tecnologia do concreto”.
O concreto de alto desempenho chegou para ficar e é certo que
brevemente, com mais conhecimento das suas propriedades e das tecnologias
para sua aplicação, a sua utilização será incrementada (Aïtcin, 2000).
4. HISTÓRICO
Como foi mostrado no historio (capítulo 1), a evolução do concreto
inicia-se em 1824, pela criação e patenteamento do cimento Portland por Josepfh
Aspdin. A partir daí surgiu o concreto simples, mas nenhum desenvolvimento
notável foi verificado na arte da construção naquela época devido à fraca
resistência do material aos esforços de tração. Somente em 1849, Lambot teve a
idéia de associar ao concreto outro material que resistisse à tração (barras de
aço), criando então o concreto armado, material que associava eficazmente as
ótimas características de resistências do concreto à compressão e as do aço à
tração. A partir daí a evolução do concreto armado foi intensa. Com a
conseqüente difusão desta tecnologia o concreto passou a ser o material de
construção mais utilizado em todo o mundo devido às suas excelentes
características de resistência, durabilidade, versatilidade, economia e outras (ver
item 9 do capítulo 1 - vantagens do concreto armado).
Entretanto, a realidade do concreto mudou! Atualmente, com a escassez
e a incrível valorização dos terrenos nas áreas centrais das grandes cidades,
torna-se imperativo a concepção de prédios cada vez mais altos, com otimização
das áreas disponíveis. Associa-se a esta situação a necessidade arquitetônica de
99
se obter grandes espaços livres, grandes vãos, facilitando arranjos dos espaços
internos, com poucos pilares principalmente nas garagens.
Para atender estas exigências era necessário procurar se obter concretos
com altas resistências, o que poderia ser conseguido com a redução da
quantidade de água na mistura cuidando para não prejudicar a trabalhabilidade
requerida nas obras. Sabendo-se que a reação água-cimento (hidratação do
cimento) requer apenas cerca de 0,3 litros de água por quilo de cimento, retirar a
água em excesso era o desejo de todo tecnologista de concreto. A água em
excesso, necessária inicialmente para facilitar a trabalhabilidade da massa,
evapora deixando vazios, criando tensões e fissuração, sendo grandemente
responsável pelas patologias do concreto endurecido (Serra, 1997).
Somente com a evolução dos aditivos e com o advento dos
superplastificantes foi possível se obter concretos de relação água-cimento baixa
(menores que 0,40) e com boa trabalhabilidade. Surgia aí o Concreto de Alto
Desempenho – CAD. Material que possui propriedades técnicas superiores que a
dos concretos tradicionais, sobretudo quanto à durabilidade e a resistência.
Inicialmente o Concreto de Alto Desempenho foi desenvolvido na
Noruega na década de 50 e utilizado no Brasil há cerca de 10 anos. A estrutura
do MASP (Museu de Arte de São Paulo), construído entre 1956 a 1968, pode ser
considerada a pioneira em utilizar concreto de alta resistência. Sem utilização de
aditivos, sílica ativa ou superplastificantes obteve-se na concretagem das
grandes vigas, concreto com resistência média de 45 MPa, exigindo cuidadosos
trabalhos de vibração e cura (Rocha, 1997). A primeira ponte brasileira
executada com CAD (construída utilizando-se a técnica de balanços sucessivos,
com concreto de f
ck
superior a 50 MPa, com 585 m de extensão e vão livre de
145 m) foi a ponte sobre o Rio Maranhão na Hidrelétrica da Serra da Mesa, em
Goiás (Corbioli, 1997).
100
No edifício E-Tower, na vila Olímpia em São Paulo, foi quebrado o
recorde nacional e provavelmente internacional de resistência do concreto. Nos
pilares chegou-se a concretos com a extraordinária marca de 125 MPa (Sayegh,
2002a). O recorde anterior era de 80 MPa, obtido nas bases e pilares do edifício
Petronas Towers, em Kuala Lumpur, na Malásia (Mello, 2003).
Do exposto conclui-se que a engenharia estrutural brasileira iniciou
definitivamente a era do concreto de alto desempenho.
5. MATERIAIS COMPONENTES
Geralmente o concreto de alto desempenho (CAD) emprega os mesmos
materiais que os concretos comuns, aos quais são adicionados um
superplasticante (na faixa de 0,3 a 2% da massa do cimento) e a sílica ativa (em
torno de 10% da massa do cimento). Em geral, como agregado graúdo se utiliza
a brita 1 (Loturco, 2003). Em relação ao cimento, com qualquer tipo é possível
conseguir o CAD. No entanto, os cimentos mais adequados são: CP I e CP IS
(classe 40); CP II E (classe 40) e CP V ARI (Sayegh, 2002a).
Os concretos assim obtidos (CAD) apresentam uma baixíssima
porosidade, obtidas por duas condições essenciais (Aïtcin, 2000):
- possuem relação água-cimento baixa (geralmente inferior a 0,40);
- possuem uma granulometria que contem grãos muito finos para
preencher os vazios entre os grãos maiores.
Para atender a primeira condição são empregados superplastificantes que
permitem reduzir a relação água-cimento sem perda da trabalhabilidade (em
geral 5 a 15 litros de superplastificante podem substituir de 45 a 75 litros de
água por m
3
de concreto).
Para atender a segunda condição são adicionados materiais como a sílica
ativa (Si O
2
) subproduto da indústria do ferro-silício, que se apresenta em forma
101
de micro-esferas de diâmetros em média cem vezes menores do que os
diâmetros dos grãos do cimento. A sílica ativa também possui efeito pozolânico
contribuindo para o aumento da resistência do concreto e de sua durabilidade.
A adição da sílica ativa altera profundamente as características do
concreto, tanto no estado fresco quanto endurecido. Estas mudanças ocorrem
devido à ação pozolânica e ao efeito de micro filler. Quanto à ação pozolânica a
sílica ativa reage com o hidróxido de cálcio, cristal fraco e solúvel oriundo do
processo de hidratação do cimento, transformando-o em um cristal resistente
classificado como cálcio hidratado. Quanto ao efeito de micro filler, a sílica
contribui para a refinação dos poros do concreto e em conseqüência na redução
dos espaços vazios devido à elevada finura da sílica (Sayegh, 2002a).
De acordo com Loturco (2003), nas mesmas condições de exposição o
aço da armadura estará até 50 vezes mais protegido contra corrosão do que em
um concreto armado convencional.
Conforme Sayegh (2002a), ao procurar se obter concretos com elevadas
resistências obteve-se concretos com baixa porosidade, compactos e
impermeáveis, conseqüentemente, concretos muito mais duráveis que os
tradicionais. Em virtude destas conseqüências, tais concretos antigamente
denominados Concretos de Alta Resistência (CAR), mais adequadamente são
hoje denominados Concretos de Alto Desempenho (CAD).
Apenas como referência, as proporções usuais dos diversos materiais
para produzir 1 m³ de concreto de alto desempenho estão, em média, dentro dos
seguintes limites (Tabela 6.1):
102
TABELA 6.1 - Quantidades máximas e mínimas de materiais componentes em 1
m
3
de concreto de alto desempenho.
Quantidade mínima Componente Quantidade máxima
400 kg
650 kg
1000 kg
1 % (do peso do cimento)
120 kg
7 % do peso do cimento
Cimento
Agregado miúdo
Agregado graúdo
Superplastificante
Água
Sílica ativa
500 kg
750 kg
1100 kg
2 % (do peso do cimento)
160 kg
15 % do peso do cimento
Fonte: Serra, 1997.
Nota-se, assim, que a relação água-cimento fica entre 0,24 e 0,40,
podendo entretanto atingir valores ainda menores. Embora a proporção de sílica
ativa no traço do concreto possa atingir a sua eficiência máxima entre 20 a 25%
sobre o peso do cimento, consideração econômica mantém essa proporção em
torno dos 10% na prática (Serra, 1997).
6. PROPRIEDADES
De acordo com Aïtcin (2000), Sayegh (2002a) e Helene & Hartmann (2003)
as principais propriedades dos concretos de alto desempenho são:
- altas resistências à compressão tanto em baixas como em avançadas
idades. Um concreto convencional pode atingir 40 % de resistência aos
três dias de idade enquanto que o CAD pode apresentar até 70% de sua
resistência nos mesmos três dias;
- baixíssima porosidade, sendo portanto, compacto e bastante
impermeável;
- alta resistência à corrosão química;
103
- alta resistência à abrasão e ao ataque de correntes de água;
- retração de secagem menor que a de concretos convencionais;
- pequena deformação (garantida pelo alto módulo de elasticidade);
- ausência de exsudação (migração de água livre para a superfície do
concreto);
- segregação muito baixa no lançamento;
- excelente aderência às armaduras e à superfície de concretos antigos;
- alta capacidade de deformação ou alongamento de ruptura;
- excelente comportamento em relação à ductilidade da estrutura;
- parâmetros constantes mesmo em períodos longos.
7. VANTAGENS DO CAD
O concreto de alto desempenho em função de suas excelentes
propriedades apresenta muitas vantagens, permitindo se obter (Sayegh, 2002a;
Loturco, 2003):
- estruturas com maior vida útil;
- menor custo de manutenção;
- elementos estruturais com menores dimensões (menor volume de
concreto e em conseqüência menor peso-próprio);
- economia nas fundações;
- menor superfícies de formas;
- menores taxas de armaduras;
- redução do número de pilares e de suas seções transversais (maior área
livre nos pavimentos);
- maior trabalhabilidade e maior facilidade de compactação;
- prazos mais curtos na desforma;
- menor necessidade de reparos e tratamentos superficiais;
-
melhor aspecto para concreto aparente;
104
8. APLICAÇÕES
Além das notáveis obras construídas (já mencionadas no capítulo 1) com
concretos de alto desempenho, segundo Sayegh (2002a) e Loturco (2003) eles
são indicados para diversas aplicações, tais como:
- edifícios altos, com grandes vãos livres, com poucos pilares e de
dimensões reduzidas;
- estruturas de concreto aparente em meios agressivos;
- pontes, viadutos e túneis de grandes vãos que necessitem de longa vida
útil, evitando interrupções de trânsito para manutenções;
- pisos industriais com reduzida abrasão e elevada resistência química,
além de permitir construção de pisos sem juntas (jointless);
- pavimentos de rodovias e de aeroportos;
- tanques e reservatórios para líquidos diversos (inclusive fertilizantes)
devido a grande impermeabilidade;
- vertedouros de barragens que exigem reduzido desgaste por abrasão;
- obras marítimas devido à proteção oferecida às armaduras contra
corrosão;
- obras de reforços e reparos estruturais devido à excelente aderência ao
concreto já endurecido;
- concreto projetado para revestimento de túneis, canais e galerias;
- estruturas protendidas e pré-fabricadas, onde confere maior
durabilidade, permite protensão e desforma precoces e apresenta
reduzida deformação.
9. CUIDADOS TÉCNICOS NECESSÁRIOS
As informações técnicas prestadas neste item obedecem às orientações
de Rocha (1997), Aïtcin (2000) e Loturco (2003).
105
Usar CAD requer uma série de cuidados especiais, pois a intenção de se
empregar um concreto resistente é criar soluções e não problemas.
A dosagem, o controle e o lançamento do concreto de alto desempenho
exigem a assistência de profissionais especializados. É recomendado que o CAD
seja produzido em centrais de concreto pela exigência do controle rigoroso das
quantidades dos componentes.
Em geral, a mistura já sai da central com todos seus componentes (já
com a sílica ativa e retardadores de pega quando especificados), sendo que o
superplastificante deve ser adicionado na obra pois tem efeito por tempo
limitado (aproximadamente 50 minutos).
O lançamento do CAD não difere do lançamento do concreto
convencional. Pode-se fazer o lançamento por jericas ou caçambas, por gruas,
por correias transportadoras ou por bombeamento. Por suas características o
CAD pode ser lançado de alturas maiores sem risco de segregação.
Na etapa de adensamento, devido à alta viscosidade e coesão do CAD, é
importante se atentar para evitar o aprisionamento de bolhas de ar na massa.
Deve-se proceder a vibração, porém sem excesso, sendo suficiente apenas a
consolidação do concreto até sua acomodação. Lembrar que com a adição do
superplastificante, o CAD geralmente apresenta “slump” médio de 18 a 20 cm,
sendo facilmente adensável.
No processo da cura, a secagem prematura da superfície do concreto
pode ter efeito catastrófico sobre a durabilidade do CAD, pois, como no caso da
vibração excessiva, uma rede de capilares aparecerá na superfície criando um
caminho fácil para penetração de agentes agressivos. Tão logo seja concluída a
concretagem é necessário iniciar-se o processo de cura, a qual pode ser feita
mantendo-se a superfície sempre úmida, molhando-a constantemente,
utilizando-se proteção com sacos úmidos, utilizando-se bomba de irrigação, ou
106
pela nebulização úmida, etc. Quanto mais tempo durar a cura, melhor, sendo
aconselhado um mínimo prazo de 7 dias.
Os cuidados adotados na etapa da cura podem fazer toda a diferença
entre uma estrutura de concreto durável e uma estrutura que irá se deteriorar
muito rapidamente.
10. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Em função das suas excelentes propriedades o concreto de alto
desempenho, quando comparado aos concretos tradicionais apresenta
desempenho vantajoso: é mais trabalhável, mais resistente, menos poroso, mais
impermeável, mais resistente aos meios agressivos, apresentando em
conseqüência, maior proteção para as armaduras e maior durabilidade.
Atualmente, o concreto de alto desempenho pode ser especificado para
determinada obra não exclusivamente devido sua alta resistência mecânica, mas
em alguns casos devido a sua grande impermeabilidade e enorme durabilidade
(Aïtcin, 2000).
O CAD inaugura a fase que pode ser chamada de “era da manutenção
zero” nas estruturas de concreto armado, e que terá grande impacto nas obras
públicas evitando enormes despesas e transtornos na recuperação ou na
manutenção das pontes, viadutos, túneis, etc. (Helene, 1997).
Devido suas propriedades o concreto de alto desempenho tem grande
potencialidade para aplicações no meio rural. O seu emprego dependerá da
disponibilidade de centrais dosadoras de concreto (capacitadas a confeccionar
CAD) na região próxima à obra, além da análise de custo-benefício. Suas
principais aplicações no meio rural são:
terreiros para secagem de produtos agrícolas;
107
pisos diversos em oficinas, garagens, depósitos, tulhas, estacionamentos,
pocilgas, estábulos, currais, etc.;
tanques, reservatórios, piscinas;
silos;
instalações agroindustriais diversas sujeitas a ambientes agressivos
(laticínios, matadouros, etc);
fossas sépticas e unidades de tratamento de esgotos.
Enfim, são muitas as possibilidades de aplicação de CAD no meio rural
onde apresentará desempenho superior ao concreto tradicional.
108
CAPÍTULO 7
CONSIDERAÇÕES SOBRE A REVISÃO DA NORMA NBR 6118
1 RESUMO
Neste capítulo é apresentado um histórico sobre a ABNT e os seus
diversos tipos de normas técnicas e são feitas considerações sobre as revisões
efetuadas na NBR 6118, principalmente aquelas referentes à análise estrutural e
à durabilidade das estruturas. No final, são feitos comentários sobre as
implicações imediatas da revisão da norma nas estruturas de concreto. Para
facilitar consultas no anexo A, é apresentada uma relação de normas brasileiras
referentes ao concreto.
2 ABSTRACT
This chapter introduces a review about the ABNT (Brazilian Standards)
and its several types of technical standards. Considerations about changes in the
NBR 6118 (Brazilian Standard) were made, mainly about the ones referring to
structural analysis and structure durability. At the end, some comments were
made about the immediate implications of the revision of the Standard in
concrete structures. To facilitate the consultation, a list of standards referring to
concrete is presented in appendix A.
3 INTRODUÇÃO
A principal norma brasileira da ABNT referente a estruturas de concreto
armado, a NB-1 (NBR 6118), foi recentemente revisada e terá sua aplicação
exigida a partir de abril de 2004.
109
Muitos aspectos técnicos foram revistos, principalmente aqueles
referentes à análise estrutural e à durabilidade das estruturas, o que acarretará
mudanças na concepção, projeto, detalhamento, execução e manutenção das
obras em concreto. A revisão exigirá dos profissionais estudos detalhados e
criteriosos para cada tipo de obra.
4 HISTÓRICO
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), fundada em
1940, é o órgão responsável pela normalização técnica no país, fornecendo a
base necessária ao desenvolvimento tecnológico brasileiro. É uma entidade
privada, independente e sem fins lucrativos.
Em 1973, o Governo Federal, com a criação do Sistema Nacional de
Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (SINMETRO), subordinado ao
Ministério da Indústria e do Comércio, chama para si a responsabilidade pelas
atividades normativas. O Sistema é composto por dois órgãos: o Conselho
Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (CONMETRO),
órgão normativo, coordenador e supervisor, e o Instituto Nacional de
Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO), órgão executivo.
Atualmente, a ABNT conta com 56 comitês técnicos e já foram desenvolvidas
mais de oito mil normas (cerca de 1.100 apenas na construção civil). Para o ano
de 2003, o Comitê Brasileiro Setorial do CB-02 (Comitê Brasileiro de
Construção Civil) prevê a elaboração de 122 documentos, incluindo textos em
estudo e normas (Nakamura, 2003).
Há diversos tipos de normas técnicas produzidas pela ABNT (Nakamura,
2003):
1. procedimento (NB): estabelece rotinas e/ou condições para execução de
projetos, cálculos, obras, serviços e instalações; emprego de materiais e
110
produtos industriais; rotinas administrativas; elaboração de documentos
em geral, inclusive desenhos; segurança na execução ou na utilização de
obras, equipamentos, instalações ou processos;
2. especificação (EB): fixa as características de materiais, processos,
componentes, equipamentos e elementos de construção, bem como as
condições exigíveis para aceitação e/ou rejeição de matérias-primas,
produtos semi-acabados ou acabados;
3. método de ensaio (MB): prescreve a maneira de determinar ou verificar
as características, condições ou requisitos exigidos de um material ou
produto, de acordo com as especificações, ou de uma obra ou instalação
de acordo com o respectivo projeto;
4. padronização (PB): restringe a variedade pelo estabelecimento de um
conjunto metódico e preciso de condições a serem satisfeitas, com o
objetivo de uniformizar as características geométricas e/ou físicas de
elementos de fabricação, produtos semi-acabados, desenhos e projetos;
5. classificação (CB): destina-se a ordenar, designar, distribuir e/ou
subdividir conceitos, materiais ou objetos, de acordo com uma
determinada sistemática;
6. terminologia (TB): define, relaciona e/ou dá equivalência, em diversas
línguas, de termos técnicos empregados em um determinado setor de
atividade, visando ao estabelecimento de uma linguagem uniforme;
7. simbologia (SB): fixa convenções gráficas, ou seja, símbolos, para
conceituar grandezas ou parte de sistemas, com a finalidade de
representar esquemas de montagem, circuitos, componentes de circuitos,
fluxogramas, entre outros;
8. norma Mercosul (NM): norma aprovada pela Associação Mercosul de
Normalização (AMN).
111
Quando qualquer tipo de norma é registrada no INMETRO, recebe um
número colocado após a sigla NBR (Norma Brasileira Registrada). Como
exemplo, a NB 1 corresponde a NBR 6118. A correspondência entre as normas
da ABNT e as NBR pode ser encontrada no Catálogo de Normas da ABNT ou
no Catálogo de Normas Brasileiras Registradas do INMETRO. No Anexo A é
apresentada relação de algumas normas referentes ao material concreto.
A norma NB 1 foi publicada em 1940 e sofreu revisões em 1950, 1960
(além de algumas alterações em 1943 e 1967) e em 1978 passou por profundas
revisões. Atualmente, a sua última revisão (NBR 6118:2003), que levou quase
dez anos para ser concluída, deverá ter sua aplicação exigida a partir de abril de
2004.
5 PRINCIPAIS MUDANÇAS NA NBR 6118
Com a última revisão da NBR 6118, o cálculo, o dimensionamento, o
detalhamento e a construção de estruturas de concreto no Brasil deverão ser
realizados sob um novo prisma, implicando no emprego de mão-de-obra melhor
qualificada, projetos racionalizados e compatibilizados, além de processos
executivos claros e bem controlados (Santos et al., 2003).
O novo texto da NB1 funde as normas de concreto armado, concreto
simples e concreto protendido, retira a norma de execução e traz uma
apresentação didática dos conteúdos seguindo as etapas de projeto. Após
aprovação, essa norma servirá como diretriz para a revisão de outras normas de
concreto que se encontram desatualizadas. Os aspectos relativos à execução
serão tratados em outra norma técnica: NBR 14931(ABNT, 2003) – Execução
de estruturas de concreto – Procedimento (Santos et al., 2003).
A seguir, serão feitas algumas considerações sobre as principais
modificações introduzidas na NBR 6118.
112
5.1 Mudanças relacionadas à análise da estrutura
A antiga norma privilegiava mais o cálculo das peças estruturais (lajes,
vigas, pilares e fundações) como elementos isolados, do que a análise da
estrutura como um todo. Não apresentava critérios de verificação da estabilidade
global, e tratava apenas dos efeitos de segunda ordem nos pilares. O conceito de
efeitos de segunda ordem está relacionado ao incremento dos esforços nos
elementos (peças estruturais), em conseqüência da deslocabilidade dos nós da
estrutura.
Atualmente, a arquitetura está cada vez mais arrojada, concebendo
edifícios de múltiplos andares, altos, com poucos pilares e grandes vãos livres
(para facilitar implantações de lay-outs e facilitar a circulação, principalmente
em garagens e halls livres), com poucas paredes (que contribuem para o
enrijecimento da estrutura), fachadas com painéis leves (vidros e outros
materiais leves pré-fabricados). Em conseqüência, as estruturas das edificações
estão cada vez mais esbeltas e a análise estrutural por peças ou pavimentos
isolados pode ser perigosa. A análise de estabilidade global torna-se
imprescindível, com o objetivo de detectar possíveis efeitos de segunda ordem
que possam comprometer a segurança da estrutura.
A nova revisão da norma apresenta critérios e exigências para
verificação da estabilidade global.
Outra modificação importante é que a versão anterior exigia a
consideração da ação do vento em apenas alguns casos e a nova considera
obrigatória esta consideração no cálculo de qualquer edificação.
A antiga versão da norma, em seu item 3.1.1.3 explicitava:
Será exigida a consideração da ação do vento nas estruturas
em que esta ação possa produzir efeitos estáticos ou
dinâmicos importantes e obrigatoriamente no caso de
estruturas com nós deslocáveis, nas quais a altura seja maior
que 4 vezes a largura menor, ou em que, em uma dada
113
direção, o número de filas de pilares seja inferior a 4.
Deverá ser levada em conta a possível influência
desfavorável de construções próximas à estrutura em exame,
que por suas dimensões e forma possam tornar esta
influência considerável.
Fonte: NBR 6118 (ABNT, 1978).
A nova versão da norma no item 11.4.1.2 explicita:
Os esforços devido à ação do vento devem ser considerados
e recomenda-se que sejam determinados de acordo com o
prescrito pela NBR 6123, permitindo-se o emprego de
regras simplificadas previstas em Normas Brasileiras
específicas.
Fonte: NBR 6118 (ABNT, 2003).
5.2 Mudanças relacionadas à durabilidade
As revisões feitas contribuirão para a obtenção da qualidade das
estruturas de concreto, principalmente no que se refere à sua durabilidade. As
principais alterações referentes à durabilidade podem ser relacionadas a seguir:
1ª alteração: foi introduzida uma classificação das estruturas quanto às classes
de agressividade do ambiente (CAA), que será fundamental na concepção do
projeto. Esta classificação está relacionada às ações físicas e químicas que
atuarão sobre as estruturas. Entretanto, não são estabelecidos valores
determinísticos para a agressividade. Dessa forma, o enquadramento da estrutura
às situações de agressividade apresentadas dependerá de bom senso e do
domínio do projetista em relação à norma (Santos et al., 2003).
Será fundamental a exata definição da classe de agressividade ambiental
(CAA), para a concepção da estrutura, pois esta influenciará determinantemente
nos seguinte parâmetros:
a) nos valores mínimos de resistências características e das relações água-
cimento que deverão ser respeitados;
114
b) no valor mínimo do cobrimento de armaduras;
c) na máxima abertura de fissuras permitida.
Dessa forma, é importante estabelecer bem as características do meio no
qual o concreto estará inserido, uma vez que, “a durabilidade sob um conjunto
de condições, não significa necessariamente durabilidade sob outro conjunto”
(Mehta apud Santos & Savage, 2003a).
A Tabela 7.1 apresenta as formas de avaliar a agressividade de exposição
da estrutura ou de suas partes.
TABELA 7.1 - Classes de agressividade ambiental (CAA).
Classe de
agressividade
ambiental
Agressividade Classificação
geral do tipo de
ambiente para
efeito de projeto
Risco de
deterioração da
estrutura
Rural I Fraca
Submersa
Insignificante
II Moderada Urbana
1) 2)
Pequeno
Marinha
1)
III Forte
Industrial
1) 2)
Grande
Industrial
1) 3)
IV Muito forte
Respingos de
maré
Elevado
1)
Pode-se admitir um microclima com classe de agressividade um nível mais
brando para ambientes internos secos (salas, dormitórios, banheiros, cozinhas e
áreas de serviço de apartamentos residenciais e conjuntos comerciais ou
ambientes com concreto revestido com argamassa e pintura).
2)
Pode-se admitir uma classe de agressividade um nível mais brando em: obras
em regiões de clima seco, com umidade relativa do ar menor ou igual a 65%,
partes da estrutura protegidas de chuvas em ambientes predominantes secos ou
regiões onde chove raramente.
3)
Ambientes quimicamente agressivos, tanques industriais, galvanoplastia,
branqueamento em indústrias de celulose e papel, armazéns de fertilizantes,
indústrias químicas.
Fonte: NBR 6118 (ABNT, 2003).
115
2ª alteração: a nova versão da norma prevê critérios de qualidade mínimos para
a resistência característica mínima (f
ck
) e para a relação água-cimento do
concreto a ser utilizado, levando-se em conta as condições de exposição dos
elementos da estrutura de concreto às intempéries. A Tabela 7.2 apresenta as
relações água-cimento máximas admissíveis e o f
ck
mínimo exigido (classe do
concreto) para o concreto a ser utilizado, em função da agressividade do
ambiente e do tipo de armadura (armadura passiva – concreto armado; armadura
ativa – concreto protendido).
TABELA 7.2 - Correspondência entre classe de agressividade e qualidade do
concreto.
Classe de agressividade (Tabela 6.1)
Concreto Tipo
I II III IV
CA
≤ 0,65 ≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,45
Relação água-
cimento em
massa
CP
≤ 0,60 ≤ 0,55 ≤ 0,50 ≤ 0,45
CA
≥ C20 ≥ C25 ≥ C30 ≥ C40
Classe de
concreto
(NBR 8953)
CP
≥ C25 ≥ C30 ≥ C35 ≥ C40
NOTAS:
1. O concreto empregado na execução das estruturas deve cumprir com os
requisitos estabelecidos na NBR 12655:1996.
2. CA – corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto
armado.
3. CP – corresponde a componentes e elementos estruturais de concreto
protendido.
Fonte: NBR 6118 (ABNT, 2003).
Deve-se destacar que, em função da classe de agressividade, a norma
fixa valores mínimos a serem adotados para as resistências características do
concreto (f
ck
) a ser empregado. No caso de concretos para estruturas, na classe
de menor agressividade (classe I), a resistência mínima será de 20 MPa, podendo
chegar a 40 MPa para a classe de agressividade IV.
116
A classe de concreto C15 poderá ser usada apenas em obras provisórias e
em fundações, conforme a norma NBR 6122:1996. Quanto às relações de água-
cimento, a norma permite a flexibilização destes índices limites mediante
comprovação experimental (Santos et al., 2003).
3ª alteração: outra mudança feita na norma, também ligada à questão da
durabilidade, foi a fixação de novos valores para cobrimentos mínimos das
armaduras, definidos também em função das classes de agressividade da
estrutura (ver Tabela 7.3). A revisão define o “cobrimento nominal” como sendo
a soma do cobrimento mínimo mais uma tolerância de execução (c):
cobrimento nominal = cobrimento mínimo + tolerância de execução (c)
Nas obras correntes, o valor de c deve ser maior ou igual a 10 mm,
porém, permite-se reduzir esta tolerância de execução para c = 5 mm, quando
houver um adequado controle de qualidade, rígidos limites de tolerância durante
a execução e estiver explícito, nos desenhos do projeto, esta exigência de
controle rigoroso. Atendidas estas condições, permite-se reduzir 5 mm nos
valores dos cobrimentos nominais da Tabela 7.3.
117
TABELA 7.3 - Correspondência entre classe de agressividade ambiental
(CAA), e cobrimento nominal (para c = 10 mm).
Classe de agressividade ambiental (Tabela 6.1)
I II III IV
3)
Tipo
de
estrutura
Componente
ou
elemento
Cobrimento nominal (mm)
Laje
2)
20 25 35 45 Concreto
armado
Viga/Pilar 25 30 40 50
Concreto
protendido
1)
Todos 30 35 45 55
1)
– Cobrimento nominal da armadura passiva que envolve a bainha ou os fios,
cabos e cordoalhas, sempre superior ao especificado para o elemento de
concreto armado, devido aos riscos de corrosão fragilizante sob tensão.
2)
– Para a face superior de lajes e vigas que serão revestidas com argamassa de
contrapiso, com revestimentos finais secos tipo carpete e madeira, com
argamassa de revestimento e acabamento tais como pisos de elevado
desempenho, pisos cerâmicos, piso asfálticos, e outros tantos, as exigências
desta tabela podem ser substituídas pelo item 7.4.7.5 (da NBR 6118:20003)
respeitado um cobrimento nominal ≥ 15 mm.
3)
– Nas faces inferiores de lajes e vigas de reservatórios, estações de tratamento
de água e esgoto, condutos de esgoto, canaletas de efluentes e outras obras em
ambientes química e intensamente agressivos a armadura deve ter cobrimento
nominal ≥ 45 mm.
Fonte: NBR 6118 (ABNT, 2003).
Observações relativas à Tabela 7.3:
1ª) os cobrimentos nominais já estão acrescidos de uma tolerância de execução
c = 10 mm;
2ª) em nenhuma situação, o cobrimento nominal poderá ser menor que o
diâmetro da barra de armadura (c
nom
≥ ∅
barra
);
3ª) a dimensão máxima do agregado graúdo utilizado no concreto não deve
superar 20% a espessura do cobrimento (d
max
≤ 1,2 c
nom
).
118
4ª alteração: outro item modificado, diretamente ligado à durabilidade, foi o
estado limite de serviço de abertura de fissuras. O controle da fissuração poderá
ser avaliado por meio da limitação da abertura estimada de fissura ou,
simplesmente, apenas por meio do cálculo da tensão de serviço e verificação de
diâmetros e espaçamentos máximos. O cálculo da abertura de fissura é feito de
forma estimada e emprega expressões bastante semelhantes àquelas da norma
antiga. As maiores modificações foram verificadas no que se refere aos valores
máximos admissíveis para abertura de fissuras (Santos et al., 2003).
Comparando-se os valores agora estabelecidos com a norma antiga,
verifica-se que a revisão atual é menos conservadora. A versão anterior
prescrevia abertura máxima de fissura de 0,1 mm para peças não protegidas em
meio agressivo; 0,2 mm para peças não protegidas em meio não agressivo e 0,3
mm para peças protegidas. Agora, admite-se abertura de 0,4 mm para situações
de pequena agressividade e de 0,2 mm em ambientes extremamente agressivos.
Para dispensar a verificação dos valores das aberturas de fissura, a nova
norma apresenta uma tabela que relaciona a tensão na armadura (determinada
considerando-se estádio II e combinação freqüente) com valores limites de
diâmetro e espaçamento entre barras (Santos et al., 2003).
5ª alteração: quanto à durabilidade dos elementos não-estruturais da edificação,
a revisão da norma especifica diferentes categorias para a determinação de
deslocamentos admissíveis (flechas) em vigas e lajes. Dessa forma, existem
limites específicos para casos de efeitos em elementos não-estruturais (alvenaria,
caixilhos, revestimentos, divisórias, etc.).
De acordo com tabelas da nova norma, considerando-se o critério de
aceitabilidade sensorial (limitação devido ao efeito visual desagradável) o limite
da flecha máxima permitida, que era de L/300 (L = vão em centímetros), passa a
ser menos conservador, admitindo-se flecha de L/250; entretanto, no caso de
119
possibilidade de danos às paredes, caixilhos e revestimentos, a flecha máxima
admissível passa ter o limite de L/500, respeitando-se o valor máximo de 10 mm
e uma rotação do elemento estrutural não superior a 0,0017 rad.
Segundo a nova NBR 6118:2003, não será mais permitido determinar
uma altura mínima para a peça estrutural que iria permitir dispensar a
verificação de sua flecha. Agora, sempre será necessário calcular as flechas de
vigas e lajes.
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
As considerações que aqui foram feitas se referem apenas a algumas
modificações introduzidas na nova versão da NBR 6118:2003, destacando-se os
novos critérios de análise da estrutura e os novos parâmetros a serem observados
referentes à durabilidade.
Contudo, algumas outras informações importantes da revisão da norma
devem ser ressaltadas:
1. o novo texto não apresenta nenhum modelo de previsão de vida útil de
projeto (Santos & Savage, 2003c). A norma NBR 6118:2003 estabelece
que, por vida útil de projeto: “entende-se o período de tempo durante o
qual se mantêm as características das estruturas de concreto, desde que
atendidos os requisitos de uso e manutenção prescritos pelo projetista e
pelo construtor”;
2. ainda sobre a questão da durabilidade, é dada ênfase à previsão da
manutenção das estruturas, já na fase de projeto e ao controle
tecnológico do concreto preparado em obra e/ou produzido em centrais
dosadoras conforme prescrições da NBR 12655:1996. Preconiza ainda
que deve ser estudado e produzido, para a obra, um manual no qual
120
devem constar os requisitos de utilização e manutenção preventiva que
garantam a vida útil prevista para a estrutura (Santos & Savage, 2003c);
3. a resistência característica (f
ck
) para os concretos estruturais terá o valor
mínimo de 20 MPa, forçando a melhoria da qualidade e durabilidade das
estruturas;
4. algumas tendências na concepção do projeto estrutural serão observadas
para a implantação dos critérios estabelecidos na revisão da norma.
Pode-se esperar que: a) em função da exigência de maior cobrimento de
concreto para as armaduras, as larguras das vigas serão aumentadas; b)
em função dos limites impostos aos deslocamentos admissíveis em vigas
e lajes, as espessuras das lajes serão aumentadas; c) em função da maior
exigência de controle da obra e dos materiais a serem empregados, a
armadura dos pilares provavelmente será reduzida. Estas são apenas
algumas considerações feitas em função das revisões, entretanto,
somente serão efetivamente confirmadas pelos novos processos de
cálculos a serem desenvolvidos;
5. quanto às obras a serem executadas no meio rural, de maneira geral, elas
serão classificadas como CAA I (agressividade fraca e risco de
deterioração insignificante). Entretanto, ao se tratar de construções com
características predominantemente industriais, como é o caso de
algumas agroindústrias, a classificação exigirá maior atenção do
projetista, sendo a obra provavelmente considerada como CAA III
(agressividade forte e risco de deterioração grande). Com análise
criteriosa, poderá ser admitida uma classe de agressividade um nível
mais brando (CAA II) quando se tratar de ambientes internos secos
revestidos com argamassa e pintura. No caso de ambiente industrial,
uma redução em um nível na CAA também será justificada se a obra
121
situar-se em regiões de clima seco, com umidade relativa do ar menor
ou igual a 65%.
A revisão da norma, como qualquer mudança, provoca a princípio uma
certa resistência dos profissionais projetistas e dos construtores. Porém, a revisão
por não estar exigindo a aplicação de nenhum material novo ou desconhecido,
será facilmente absorvida e implantada. Neste sentido, Santos e Savage (2003b),
expressam: “ . . . o concreto é tão conhecido que, por isso, às vezes, seu controle
é relegado, imaginando-se que aqueles que efetivamente produzem concreto e
erguem as estruturas também o conhecem”.
De forma simples, Mehta apud Santos & Savage (2003c) resumem: “o
futuro do concreto não vai ser determinado por tecnologias sofisticadas,
aplicáveis a casos específicos, mas pelos esforços de todos em resolver os
problemas dos que lidam no dia-a-dia dos concretos convencionais” e ainda
acrescenta: “é óbvio que o objetivo principal das construções de hoje deve
mudar da resistência para a durabilidade”.
Finalizando, torna-se prudente alertar que mudanças serão impostas nos
processos de cálculo e que os projetistas de estruturas deverão efetuar estudos
criteriosos da nova norma para as adaptações devidas nos processos de cálculos
estruturais. Estas mudanças, além de afetarem os projetos e detalhamentos
implicarão em exigência de maior controle e qualidade nas etapas de execução e
manutenção das obras.
122
CAPÍTULO 8
TÉCNICAS DE CONSTRUÇÃO
1 RESUMO
Na procura por obter concretos econômicos, resistentes e duráveis,
especial atenção deve ser dada às técnicas construtivas. Neste intuito, o presente
capítulo tem como objetivo fornecer sugestões simples e fáceis de serem
aplicadas nas etapas de confecção do concreto, observando-se as recomendações
da revisão da norma NBR 6118 (ABNT, 2003). Indicações são dadas para a
preparação da praça de trabalho e para o armazenamento do cimento. São
explicados os processos existentes para a correta dosagem do concreto em
função das características da obra. São fornecidas também informações para o
manuseio do concreto nas etapas de mistura, transporte, lançamento,
adensamento, cura e retirada de fôrmas e do escoramento.
2 ABSTRACT
Searching for the obtainment of economic, resistant and durable
concrete, special attention has to be given to the constructive techniques. The
present chapter aims to provide simple and easy suggestions to be applied in the
making stages of concrete, observing the recommendations of the NBR 6118
(ABNT, 2003) Standard. Cement storage and preparation of the working site
indications are presented. The correct dosage of the concrete, according to the
characteristics of the construction is explained. Information about the handling
of the concrete in the stages of: blending, transportation, launching, thickening,
cure and hardening and subsequent removal of molds and supporting aids are
furnished.
123
3 INTRODUÇÃO
Não é somente a perfeita escolha de materiais componentes e nem
tampouco a utilização de equipamentos sofisticados nas diversas etapas da
confecção de concretos que irão assegurar a qualidade final do produto
acabado. Além dos cuidados indispensáveis na criteriosa escolha dos
materiais componentes e na adequada utilização de equipamentos para a
confecção de concretos, técnicas de construção, geralmente muito simples de
serem observadas, devem ser rigorosamente seguidas nas diferentes etapas do
manuseio: dosagem, mistura, transporte, lançamento, adensamento, cura e
retirada de fôrmas e de escoramentos.
No meio rural, muitas vezes distante de laboratórios de tecnologia de
concreto e onde geralmente não se dispõe de equipamentos como betoneira e
vibrador, especial atenção deve ser dispensada à escolha do traço ideal e às
técnicas a serem adotadas no manuseio do concreto. Esta situação será
considerada no desenvolver do presente capítulo.
A exposição do tema seguirá a ordem cronológica das etapas de
execução de obras em concreto, iniciando-se pelo planejamento da praça de
trabalho até a etapa final de retirada das fôrmas e do escoramento. Todas
etapas estão intimamente relacionadas entre si e podem existir variações na
maneira de se executar cada uma delas. Todavia, o conjunto das etapas deve
ser coerente, definindo um processo harmonioso de execução (Hanai, 1992).
Muitas das graves patologias encontradas nas estruturas de concreto
são geradas nesta etapa de execução e poderiam ser evitadas com
providências simples e fáceis de serem observadas (Souza & Ripper, 1998).
124
4 PREPARAÇÃO DA PRAÇA DE TRABALHO
O arranjo de uma praça de trabalho, também chamada algumas vezes de
canteiro de obras, é fundamental para o bom desempenho das muitas atividades
que ali serão desenvolvidas. Antes de se iniciar a obra é importante que a praça
de trabalho já esteja planejada e pronta para receber os operários, equipamentos
e materiais.
É óbvio que o planejamento deve levar em conta as condições locais e o
tipo de obra a ser executada. Nos grandes centros urbanos, onde as áreas
disponíveis para a obra e a sua respectiva praça de trabalho são cada vez
menores, o arranjo da praça não é tarefa fácil, influenciando inclusive na adoção
de técnicas alternativas de construção, como, por exemplo, eliminado-se os
depósitos de materiais brutos na obra, empregando-se na estrutura os concretos
já misturados, dosados em centrais concreteiras.
Entretanto, de forma geral, alguns requisitos importantes devem ser
observados no planejamento de uma praça de trabalho:
a) barracão provisório para guarda de materiais diversos, que devam ficar
protegidos das intempéries (cimento, cal hidratada, documentos da obra,
projetos, etc.), ferramentas e equipamentos. O cimento, por ser um
produto perecível, requer cuidados especiais para sua conservação e,
nesse sentido, o seu armazenamento terá tratamento destacado no item
8.2. O barracão poderá servir também como local para um escritório
provisório que, além de outras funções, zelaria pelo controle de
recebimentos e estoque de materiais. Em alguns casos, este barracão
poderá ser definitivo, sendo usado posteriormente como edícula ou para
outra finalidade (depósito, despensa, lavanderia, etc.);
b) os locais para depósito de materiais brutos devem ser bem escolhidos
para facilitar o descarregamento pelos caminhões (se for o caso) e
permitir fácil transporte na área da obra. Materiais mais pesados, como a
125
pedra e a brita, se possível, devem ser colocados nos pontos mais
elevados do terreno, facilitando o transporte por carrinhos de mão;
c) o volume de areia deve ser protegido com tábuas colocadas no seu
perímetro para evitar carreamento pelas águas pluviais;
d) o local de instalação da betoneira para mistura mecânica ou do tablado
para a mistura manual de concretos e argamassas deve ser estratégico:
próximo dos pontos de lançamento final, visando diminuir o percurso do
concreto recém-misturado, evitando-se a segregação. A areia e,
principalmente, a brita (por ser pesada e difícil de ser colocada nas
padiolas), se possível, devem estar próximas ao local de mistura;
e) ao final dos serviços, a betoneira deverá ser limpa interna e
externamente, evitando-se deixar incrustações de argamassa ou de
concreto nas paletas e nas superfícies internas (Ripper, 1996). A
lubrificação da betoneira deve ser feita periodicamente;
f) quando o volume da concretagem for elevado e para facilitar a coleta do
cimento para a mistura, é comum se prever um depósito para o cimento
em pó (já retirado dos sacos), em forma de caixa ou caixote com tampa
e protegido das intempéries por uma lona plástica, como indicado na
Figura 8.1;
g) a praça de trabalho deve ser protegida com cercas ou tapumes, ou
simples faixas de sinalização (em alguns locais já mais resguardados).
Esta providência visa evitar extravios de materiais ou ferramentas, evita
a entrada de pessoas estranhas aos serviços por questão de segurança
contra acidentes e evita a entrada de animais;
h) o fluxo de materiais brutos ou trabalhados deve ser harmonioso e
ajustado às necessidades de cada obra, prevendo-se espaços
desimpedidos para descarga e facilitando o transporte interno;
126
i) ponto(s) para abastecimento de água sem, entretanto, dispensar um
reservatório para armazenamento, que poderá ser um tambor ou uma
caixa d`água, que poderá ser utilizada posteriormente na instalação
hidráulica (Figura 8.1);
j) ponto(s) para ligações de energia elétrica (força e iluminação);
k) bancadas para desenvolvimento das atividades de armador;
l) bancadas para desenvolvimento das atividades de carpinteiros;
m) instalações diversas para abrigar sanitários, refeitórios, almoxarifado,
vestiários, etc. (a serem definidas em função das características e
necessidades de cada obra);
n) outros requisitos a serem definidos em função de cada obra.
Estes cuidados na implantação da praça de trabalho visam
essencialmente permitir que os trabalhos a serem desenvolvidos sejam
realizados num ambiente organizado, de forma ágil, segura e econômica.
Extravios, perdas e desperdícios de materiais serão evitados. A segurança contra
acidentes será resguardada. A limpeza nos locais de trabalhos, com retiradas
constantes de entulhos, sempre deverá ser observada.
A Figura 8.1 registra alguns detalhes e cuidados a serem observados
numa praça de trabalho: locais de cimento e água próximos do operador da
betoneira, tábua para proteção das rodas da betoneira, padiolas para medidas dos
materiais componentes, sistema de alimentação elétrica com chaves protetoras,
etc.
127
FIGURA 8.1 - Detalhes de uma praça de trabalho.
5 ARMAZENAMENTO DO CIMENTO
O cimento, sendo um produto perecível, exige cuidados especiais para o
seu bom armazenamento visando, principalmente, evitar que a umidade venha a
deteriorá-lo.
Se o cimento entrar em contato com a umidade, ele provavelmente irá
endurecer, formando certa quantidade de pequenas pedras (grãos),
inviabilizando a sua utilização em peças estruturais. Se isto acontecer, o cimento
pode ser peneirado em peneira fina com malha de 5 mm (peneira de feijão),
retirando-se os grãos já hidratados e utilizando-se o cimento restante em
aplicações de menor responsabilidade estrutural (assentamento de tijolos,
contrapisos, chapiscos, etc.)
São feitas as seguintes recomendações para o armazenamento dos sacos
de cimento:
- o local para estocagem deve ser seco, coberto e fechado para protegê-los
da chuva;
128
- no caso de obra nova, geralmente se constrói um barracão que terá esta
finalidade, além de servir também para guarda de ferramentas,
equipamentos, projetos e até para proteção de chuva para os operários;
- as pilhas formadas com os sacos de cimento devem ser colocadas sobre
um estrado de madeira (afastado 30 cm do piso) e devem ser afastadas
30 cm das paredes para evitar contato dos sacos com superfícies úmidas
e permitir ventilação entre elas;
- as pilhas devem ter, no máximo, 10 sacos (as pilhas de 10 sacos
facilitam a contagem do estoque), podendo atingir 15 sacos se o cimento
for consumido no prazo máximo de 15 dias. Essa recomendação visa
evitar grande compressão sobre o cimento, o que iria diminuir o seu
módulo de finura, prejudicando suas qualidades;
- não misturar lotes de cimento recebidos em épocas diferentes;
- consumir o cimento obedecendo à ordem cronológica de recebimento,
isto é, utilizar primeiro o cimento estocado há mais tempo;
- o prazo máximo para consumo do cimento é de 3 meses a partir da data
de fabricação, desde que bem estocado.
6 DOSAGEM DO CONCRETO
O principal objetivo da dosagem consiste em encontrar a mistura mais
econômica para a obtenção de um concreto com todas as características capazes
de atender às condições de resistência e de durabilidade, às condições de serviço
que a obra requer, utilizando-se os materiais e equipamentos disponíveis. O
resultado final de um processo de dosagem será a fixação do traço do concreto.
Entende-se por traço do concreto a forma de exprimir as proporções
entre os materiais componentes, podendo ser indicado pelas proporções em peso
ou em volume. De forma geral, os materiais são medidos em volume, pois torna-
129
se impraticável a medição em peso nas obras comuns (usuais), sendo o cimento
freqüentemente medido em peso. Em qualquer alternativa, toma-se sempre o
cimento como unidade e relacionam-se as demais quantidades à quantidade de
cimento.
A unidade sempre se refere ao cimento; o segundo número refere-se à
quantidade de areia e o terceiro número do traço se refere à quantidade de britas.
Apesar de quase sempre ser negligenciada, a relação água-cimento, que é a
proporção em massa da quantidade de água pela quantidade de cimento, deve
complementar a especificação do traço.
Como exemplo, um concreto no traço (em volume) de 1 : 2,5 : 3; será
constituído: de 1 volume de cimento; 2,5 vezes o volume de cimento em areia e
3 vezes o volume de cimento em brita; podendo o volume de cimento ser
referente a 1 litro ou a 1 saco (o saco de cimento tem massa de 50 kg e volume
de 35,3 litros), ou a qualquer quantidade (volume) escolhida como referência. É
fundamental indicar também a relação água-cimento, o que, na prática, muitas
vezes não acontece. A relação água-cimento, quase sempre indevidamente
negligenciada, é expressa geralmente pela letra “x” e é a relação, em massa, da
quantidade de água pela quantidade de cimento. Assim, como exemplo, para
uma relação x = 0,50, o concreto terá, para 1 saco de cimento (50 kg), 25 kg (ou
25 l) de água.
O responsável pela execução da dosagem deve ser um profissional
experiente, que tenha conhecimentos dos materiais e da obra a ser executada.
Vários requisitos devem ser examinados pelo tecnologista para a
realização de uma perfeita dosagem, podendo ser listados, entre eles, os
seguintes:
a) exigências do cálculo estrutural: o projetista da estrutura fixa a
resistência característica do concreto à compressão “f
ck
”, que
rigorosamente deverá ser atendida pela dosagem. Geralmente, a
130
resistência característica é especificada para os 28 dias de idade;
entretanto, em situações especiais (por exemplo, uma obra em que seja
requerida a retirada de fôrmas antes da data normal), esta idade poderá
ser alterada;
b) classe de agressividade do ambiente (CAA), de exposição da obra;
c) conveniência de utilização de aditivos;
d) conveniência de adição de outros materiais componentes, como as
fibras;
e) exigências quanto ao tipo de obra: estruturas de edifícios, barragens,
reservatórios, pavimentos, fundações, etc.;
f) trabalhabilidade requerida para as condições da obra;
g) dimensões das peças a serem concretadas;
h) disposição e espaçamentos das barras da armadura;
i) tipos de agregados (diâmetros máximos, forma e textura dos grãos);
j) capacidade da betoneira;
k) método de mistura (manual ou mecânica);
l) método a ser adotado nas etapas de transporte e de lançamento do
concreto recém-misturado;
m) método de adensamento (manual ou mecânico);
n) processo de cura a ser utilizado;
o) prazo para retirada de fôrmas e de escoramentos.
Examinadas todas as características da obra, dos materiais
componentes e dos processos construtivos a serem empregados, o profissional
responsável disporá de dois processos para a realização da dosagem de concreto:
dosagem não experimental (antigamente denominada dosagem empírica), e
dosagem experimental (antigamente denominada dosagem racional). Estes dois
processos serão discutidos nos próximos itens 6.1 e 6.2.
131
6.1 Dosagem não experimental
A norma NBR 6118 faz algumas restrições ao uso deste tipo de
dosagem:
A dosagem não experimental, feita no canteiro da obra, por
processo rudimentar, somente será permitida para obras de
pequeno vulto, respeitadas as seguintes condições e
dispensando o controle da resistência:
a) a quantidade mínima de cimento por metro cúbico de
concreto será de 300 kg;
b) a proporção de agregado miúdo no volume total do
agregado será fixada de maneira a obter-se um concreto
de trabalhabilidade adequada a seu emprego, devendo
estar entre 30% e 50%;
c) a quantidade de água será a mínima compatível com a
trabalhabilidade necessária (ABNT, 1978).
A dosagem não experimental consiste no proporcionamento do concreto
feito em bases arbitrárias, baseando-se na experiência ou tradição do construtor
em obras semelhantes. Os materiais constituintes não são ensaiados em
laboratório. A dosagem não experimental é aplicada muitas vezes em obras
distantes de laboratórios, onde não é possível recorrer a ensaios de materiais.
Conhecida a resistência característica “f
ck
” fixada pelo projetista
estrutural, calcula-se a resistência de dosagem “f
c28
”. A correlação entre “f
ck
” e
“f
c28
” depende de uma série de fatores e pode ser encontrada no item 8.3.1.2 da
norma NBR 6118:1978.
Utilizando-se as tabelas de dosagem de concretos (como a Tabela 9.1 do
capítulo 9), ou outras disponíveis em diversas publicações técnicas (como Silva,
1975), escolhe-se o traço que forneça ao concreto, resistência superior ou igual a
“f
c28
”.
6.2 Dosagem experimental
Por este método, os materiais constituintes (cimento, água, areia, britas
e, eventualmente, aditivos) são examinados em laboratório para determinar a
132
dosagem mais econômica visando a obter o “f
ck
”, a trabalhabilidade e a
durabilidade requerida para a obra. Do concreto obtido são retirados corpos de
prova e determinadas suas resistências e trabalhabilidade.
Como se vê, com a dosagem experimental tira-se real proveito das
características dos materiais a serem usados na mistura do concreto.
Existem diversos métodos, bastante conhecidos e aplicados para a
execução de dosagem experimental. No Brasil, os mais utilizados são:
a) método do Instituto Tecnológico do Rio Grande do Sul (ITERS);
b) método do Instituto Nacional de Tecnologia (INT);
c) método do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do estado de São Paulo
(IPT);
d) método da Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP), que foi
desenvolvido com base nos métodos do American Concrete Institute
(ACI), adaptando-se às condições brasileiras.
De posse de todos elementos já descritos e utilizando-se um método de
dosagem, chegar-se-á ao traço de concreto indicado para aquela obra específica.
É impossível levar em consideração todos os parâmetros envolvidos, sendo
aconselhável fazer uma mistura experimental e as eventuais correções
necessárias para a fixação definitiva do traço a ser utilizado na obra.
Na Figura 8.9 (página 158) são apresentados, de forma
esquemática, os elementos a serem considerados numa dosagem de
concreto.
7 MISTURA DO CONCRETO
Após a organização da praça de trabalho e do recebimento dos materiais
componentes, e tendo o traço já definido, a primeira etapa a ser feita no
manuseio do concreto, é a mistura. A mistura será feita obedecendo-se o traço de
133
concreto previamente estipulado para aquela obra/serviço. A mistura poderá ser
feita de forma manual ou mecanizada.
Segundo Petrucci (1982) e Neville (1997), a mistura do concreto deve ter
como objetivo fazer com que os materiais componentes entrem em contato
íntimo, de modo que a pasta de cimento e água revista a superfície de todos os
agregados, juntando todos ingredientes em uma massa uniforme e homogênea.
Alguns cuidados devem ser observados antes do início, sendo muito
importante a disponibilização dos utensílios que serão utilizados para medições
dos materiais componentes (caso não se utilize concretos dosados em centrais
concreteiras).
7.1 Utensílios para medições de materiais
É fundamental que os utensílios que irão medir os materiais estejam
preparados, limpos e com sua capacidade (volume) rigorosamente verificada.
O cimento sempre deve ser medido em peso, podendo ser considerado o
peso de 50 kg quando a dosagem for para um saco de cimento. Para não carregar
em excesso a betoneira (que geralmente tem capacidade de 350 a 400 litros),
poderá se fazer a mistura tendo como referência 1/2 saco de cimento (25 kg ou
17,65 l), ou seja, o cimento, neste caso, poderá ser medido em uma lata de obra
com volume de 18 litros.
Os agregados (miúdo e graúdo) normalmente são medidos em padiolas
de madeira, com volumes calculados levando-se em consideração o traço do
concreto. As padiolas deverão ser claramente identificadas: escrevendo-se numa
face lateral externa do caixote a indicação de “AREIA” ou “BRITA”.
Quase de uma forma padronizada, os profissionais recomendam fixar as
dimensões da boca das padiolas em 35 cm x 45 cm, determinando-se a
profundidade em função do volume de cada material (Yazigi, 2002). Entretanto,
como a boca das betoneiras tem diâmetro em torno de 50 cm, a dimensão de 45
134
cm na padiola dificulta o lançamento dos agregados, ocasionando certa perda de
material no ato do lançamento dentro da betoneira.
Foram experimentadas, nas obras do Campus da Universidade Federal
de Lavras (UFLA), padiolas com dimensões de boca de 40 cm x 35 cm. Após
diversos serviços de concretagem efetuados, as padiolas obtiveram aprovação
dos operários, por ter mais fácil manuseio e, principalmente, por facilitar o
lançamento, evitando o vazamento dos agregados fora da boca da betoneira
(Souza Junior, 2003).
A água normalmente é medida em latas. Como a sua quantidade é
determinante nas qualidades do concreto, cuidados devem ser tomados para
garantir a exatidão do volume no utensílio usado para medição da água.
7.2 Mistura manual de concretos
Conforme a norma NBR 6118, o amassamento manual deve ser
empregado em obras de pequena importância onde o volume e a
responsabilidade do concreto não justifiquem a utilização de equipamentos
mecânicos:
O amassamento manual do concreto, a empregar-se
excepcionalmente em pequenos volumes ou em obras de
pouca importância, deverá ser realizado sobre um estrado ou
superfície plana impermeável e resistente. Misturar-se-ão
primeiramente a seco os agregados e o cimento de maneira a
obter-se cor uniforme; em seguida adicionar-se-á aos poucos
a água necessária, prosseguindo-se a mistura até conseguir-
se massa de aspecto uniforme. Não será permitido amassar-
se, de cada vez, volume de concreto superior ao
correspondente a 100 kg de cimento (ABNT, 1978).
No caso de mistura manual, por ser mais difícil conseguir uniformidade,
são necessários alguns cuidados especiais:
a) o local de amassamento deve ser firme, não poroso, limpo, plano e em
nível. Pode ser um piso de concreto já existente (porém, a aparência do
135
local ao final dos serviços ficará diferenciada do restante da área) ou um
estrado de madeira construído para esta finalidade, podendo ter ou não
bordas inclinadas (para evitar escorrimento de materiais). A área
necessária para o desenvolvimento dos serviços, geralmente, é em torno
de 3 m x 3 m;
b) coloca-se primeiramente, sobre o estrado, a areia, em camadas de 10 a
15 cm de espessura;
c) espalha-se o cimento sobre areia e realiza-se a primeira mistura;
d) adiciona-se a brita e realiza-se a segunda mistura. Os agregados (miúdos
e graúdos) devem ser misturados a seco com o cimento. Se o volume de
material for grande, dificultando os serviços de mistura, o volume pode
ser dividido em dois montes, que serão misturados independentemente
e, depois esses dois montes serão juntados e misturados novamente. É
importante obter-se uma massa homogênea de cor uniforme;
e) faça-se um buraco (cratera) no centro da massa e adiciona-se a água aos
poucos, cuidando para que a mesma não escorra da mistura. Continuar a
mistura até que toda a massa fique molhada de modo uniforme;
f) por razões de ordem prática, no amassamento manual não é aconselhado
misturar volume de concreto superior ao que se obteria com 1 saco de
cimento.
7.3 Mistura mecânica de concretos
A mistura mecânica é feita em máquinas especiais denominadas
“betoneiras”. As betoneiras usuais têm volumes entre 350 a 400 litros.
Antes da mistura, o tablado que receberá concreto deve estar preparado e
limpo. Providência aconselhável é prever a colocação de um tapume de madeira
(ou tábuas justapostas) inclinada para evitar o escorrimento do concreto recém-
misturado sob a betoneira (Figura 8.2).
136
FIGURA 8.2 - Betoneira, tablado de madeira e padiola.
Não existem regras gerais para a ordem de carregamento dos materiais
na betoneira. Por razões de ordem prática, bons resultados são obtidos com a
seguinte seqüência:
a) coloca-se primeiramente uma parte da água;
b) os demais materiais serão colocados nessa ordem: brita, cimento, areia e
o restante da água. Algumas vezes também pode ser adotada a seguinte
seqüência: brita, 1/2 quantidade de água, cimento e, finalmente, o
restante da água. Essas seqüências de colocação de materiais são
indicadas para as betoneiras de 360 litros (as mais usadas) e quando a
dosagem for feita para um volume de 18 litros de cimento (= 25,5 kg).
As razões que podem justificar as seqüências acima consistem
basicamente nos seguintes fatos: 1) a brita, por ter maiores dimensões e maior
137
peso, é o agregado que possui a maior tendência de se separar da mistura
(segregação); 2) as seqüências recomendadas conduzem a um processo de
lavagem da brita com posterior lançamento de cimento, formando uma “cola”
(nata de cimento) em toda a superfície da brita, facilitando a aderência da mesma
à massa de concreto.
Segundo a NBR 6118:1978 o tempo de mistura, contado a partir do
instante em que todos os materiais foram colocados, varia com o tipo de
betoneira. A rigor, não é o tempo de mistura, mas o número de rotações da
betoneira que constitui o critério de mistura adequada. Geralmente, 20 rotações
após a colocação de todos os componentes são suficientes (Neville, 1997).
7.4 Cuidados na mistura de concretos
Algumas recomendações além daquelas já descritas na organização da
praça de trabalho e nos processos de mistura manual ou mecânica podem
auxiliar na melhoria da qualidade dos serviços.
Uma primeira indicação consiste em designar um operário para ser o
responsável pelo funcionamento da betoneira. Após passar a ele as explicações
sobre a importância da realização de uma mistura perfeita para a boa qualidade
da obra, indicando a seqüência a ser seguida na colocação dos materiais
componentes, ele será a pessoa a coordenar os serviços, sendo também o
responsável pela colocação da água e do cimento (componentes com pequeno
peso, fáceis de serem colocados na betoneira). Outra informação a ser dada é
sobre os testes que podem ser feitos a qualquer momento (item 8) para verificar
se a dosagem e os procedimentos para colocação dos componentes estão sendo
respeitados. Com esta providência, pretende-se assegurar que a relação água-
cimento e a seqüência de colocação dos materiais sejam respeitadas.
Outra função deste operário será a de manutenção e conservação da
betoneira, que deverá ser limpa e lubrificada após o término dos trabalhos.
138
Durante o período de não utilização, a boca da betoneira deve estar virada para
baixo e as chaves de comando elétrico desligadas.
8 VERIFICAÇÕES DA MISTURA
Após a primeira mistura (manual ou mecânica), alguns testes práticos
podem ser feitos com o concreto recém-misturado para verificação da sua
qualidade.
8.1 Testes práticos de verificação da mistura
Existem dois testes bastante simples e fáceis de serem feitos na obra: um
primeiro teste consiste nas seguintes etapas (ABCP, 2003):
a) alisa-se a superfície do concreto com uma colher de pedreiro. Se a
superfície ficar úmida, mas não escorrer água, a quantidade de água está
certa;
b) se a superfície escorrer, indica excesso de água na mistura. Para corrigir,
coloque mais um pouco de brita e areia na mistura e mexa tudo de novo,
até não escorrer mais água;
c) se a superfície alisada não ficar úmida, aparentando material seco, indica
falta de água. Continue no processo de mistura, pois, em geral, com
mais algumas mexidas, o concreto tende a ficar mais fluido. Se, mesmo
assim, a mistura permanecer seca, adicione cimento e água, obedecendo-
se a relação água-cimento fixada no traço. Esta proporção entre cimento
e água nunca deve ser alterada. O excesso de água diminui
consideravelmente a resistência do concreto.
Um segundo teste para a verificação da consistência do concreto obtido
após a mistura consiste nas seguintes etapas (Souza Junior, 2003):
139
a) pegue em uma mão uma certa quantidade de concreto e feche
lentamente os dedos;
b) se o volume de concreto não escorrer entre os dedos e nem se partir,
esfarelando-se, ficando as marcas dos dedos na massa que foi levemente
apertada, significa que a dosagem está correta;
c) se a água escorrer pelos dedos, há indicação de excesso de água na
mistura e a correção deverá ser feita adicionando-se mais brita e areia na
mistura, da mesma forma que foi indicado no teste anterior (letra b);
d) se o volume de concreto na mão se partir ou esfarelar em forma de
farofa, indicando massa seca, é necessário acrescentar mais cimento e
água, seguindo as mesmas recomendações do teste anterior (letra c).
8.2 Teste do abatimento do tronco de cone (Slump Test)
Após a dosagem e a primeira mistura, é possível fazer um teste para
medida da consistência do concreto obtido. Trata-se de um teste muito utilizado
em obras, devido à facilidade de operação e simplicidade de equipamento.
O ensaio é descrito pelo método brasileiro MB 256 (antigamente NBR
7223 e hoje já normalizado para o Mercosul com a sigla NBR NM 67),
denominado “Consistência do Concreto Pelo Abatimento do Tronco de Cone”,
também muito conhecido como “Slump Test”.
A aparelhagem consiste de um molde em chapa de aço com espessura
mínima de 1,60 mm, em forma de tronco de cone reto, com 30 cm de altura e
ambas as bases abertas, a inferior com 20 cm e a superior com 10 cm de
diâmetro (conforme Figura 8.3) e uma haste de socamento reta, em barra de aço
de seção circular com 16 mm de diâmetro e 60 cm de comprimento, com
superfície lisa.
140
FIGURA 8.3 - Aparelhagem para o Slump Test.
Fonte: NBR NM 67 (ABNT, 1998).
O ensaio deve ser feito da seguinte forma: após a aplicação de leve
camada de óleo fino, o molde deve ser colocado sobre uma superfície plana,
horizontal, em nível, úmida e não absorvente. Durante a moldagem, o molde
141
deverá ser mantido firme, em posição vertical, devendo o operador fixar o molde
com os pés sobre as aletas. Com a amostra do concreto obtido, o molde deverá
ser imediatamente cheio em três camadas, de volumes aproximadamente iguais.
Cada camada deve ser adensada com 25 golpes de haste de socamento,
uniformemente distribuídos. No adensamento das camadas superiores, a haste
deve penetrar até a camada inferior subjacente.
Após o adensamento da última camada, o excesso de concreto deve ser
removido com o auxílio da própria haste. A desmoldagem deve ser efetuada
imediatamente, elevando-se cuidadosamente o molde na direção vertical.
O abatimento do tronco de cone de concreto é a diferença entre a altura
do molde e a altura da amostra, conforme mostra a Figura 8.4.
FIGURA 8.4 – Ensaio do abatimento do tronco de cone do concreto.
Fonte: NBR NM 67 (ABNT, 1998).
142
Os procedimentos para realização do ensaio do “slump test” estão
mostrados na Figura 8.5:
FIGURA 8.5 – Procedimentos para o ensaio do slump test.
Fonte: Abbate (2003).
143
Esse ensaio serve para a verificação do controle de qualidade da
execução do concreto, pois qualquer variação efetuada quer seja na dosagem ou
na forma e seqüência de concretagem o “slump” será alterado.
A Tabela 8.1 fornece limites máximos e mínimos recomendados para o
abatimento (Slump):
TABELA 8.1 - Limites máximos e mínimos do abatimento.
Tipo de Estrutura
Adensamento (mm)
Manual Mecânico
1) Seções maciças relativamente espessas,
como pavimentos e lastros sobre solo . . . . .
2) Lages grossas, vigas grandes e paredes . . . .
3) Colunas, lages, paredes finas e vigas de
dimensões usuais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4) Obras de concreto-massa, como barragens e
muros de arrimo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5) Peças horizontais finas em concreto
confinado e de difícil acesso . . . . . . . . . . . .
6) Abóbadas em revestimento de túneis . . . . .
.
7) Blocos de fundação sem armadura, ou com
armadura pouco concentrada, que permita
fácil acesso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25 a 75
75 a 150
100 a 150
50 a 75
150 a 200
80 a 120
50 a 75
15 a 35
35 a 50
50 a 75
15 a 25
75 a 100
50 a 75
35 a 50
Fonte: Silva (1985).
8.3 Teste de resistência
Depois da mistura e do ensaio de consistência do concreto, pode-se
coletar uma amostra que seja representativa para o ensaio de resistência. Os
144
corpos de prova devem ser preparados conforme o Método Brasileiro MB 2 –
NBR 5738 (ABNT, 2003) e testados conforme o Método Brasileiro MB 3 –
NBR 5739 (ABNT, 1996). Os corpos de prova cilíndricos possuem altura de 30
cm e diâmetro de 15 cm.
Basicamente, para a realização deste ensaio, devem ser observados os
seguintes procedimentos:
a) a amostra deve ser colhida do terço médio do volume da betoneira, não
sendo permitido amostra, tanto no princípio quanto no final da descarga
da betoneira;
b) a coleta deve ser feita cortando-se o fluxo de descarga do concreto,
utilizando-se, para isso, um recipiente ou carrinho-de-mão;
c) deve-se retirar uma quantidade suficiente, 50% maior que o volume
necessário e nunca menor que 30 litros;
d) as fôrmas metálicas devem apresentar regularidade dimensional e
sistema de fechamento que assegure solidarização entre o molde e a
base;
e) após a limpeza e montagem dos moldes, aplica-se desmoldante na
superfície interna para que não ocorra adesão com o concreto;
f) os moldes serão preenchidos em 4 camadas de igual volume. Em cada
camada, são aplicados 30 golpes distribuídos uniformemente em toda
superfície do concreto, com soquete apropriado (diâmetro de 16 mm e
comprimento de 600 mm), não devendo os golpes penetrar nas camadas
anteriores;
g) a última camada conterá um excesso de concreto que deverá ser retirado
com auxílio de uma régua metálica;
h) os corpos de prova devem ser cobertos com um filme plástico ou placa
de madeira para que fiquem protegidos da perda de água e das
145
intempéries. Devem permanecer em superfície plana e isenta de
qualquer tipo de vibração, em temperatura ambiente, por 24 horas;
i) após este período os corpos de prova serão transferidos para o
laboratório, onde serão desenformados, identificados e acondicionados
em câmara úmida até a data do ensaio de compressão. Ante do ensaio os
topos dos corpos de prova devem faceados (regularizados) por meio de
retífica ou de capeamento com enxofre. Após esta regularização, os
corpos de prova passam por ensaio de resistência à compressão em uma
prensa devidamente calibrada para a avaliação da resistência do
concreto (Figura 8.6).
FIGURA 8.6 – Prensa, moldes e corpo de prova de concreto rompido.
146
9 TRANSPORTE DO CONCRETO
Logo após a mistura do concreto e durante as etapas seguintes
(transporte, lançamento e adensamento), há uma grande tendência do agregado
graúdo se separar da massa. Esse fenômeno muito importante na tecnologia do
concreto e que impede a obtenção de concretos de boas qualidades é chamado
“segregação”. As diferenças de tamanho das partículas e da massa específica dos
componentes da mistura constituem a causa primária da segregação.
Logicamente, para se evitar a segregação, uma série de cuidados deve ser
observada nas etapas de produção de concretos.
A norma NBR 6118:1978 recomenda que o concreto deve ser
transportado do local do amassamento para o de lançamento tão rapidamente
quanto possível (prazo máximo de uma hora) e o meio de transporte deve ser tal
que não acarrete separação de seus elementos (segregação) ou perda sensível de
qualquer deles por vazamento ou evaporação.
O sistema de transporte deverá permitir o lançamento direto nas formas,
evitando-se depósito intermediário.
O transporte do concreto na direção horizontal ou inclinada (através de
rampas) é feito por meio de carrinhos providos de rodas de pneus; na direção
vertical, por meio de estrados acionados por guinchos. Existem outros métodos
de transporte: correias transportadoras, calhas, funis (tipo “tromba de elefante”),
roldanas, concreto bombeado, concreto projetado, etc. O importante é cuidar
para evitar trepidações na massa de concreto que acarretariam a segregação.
10 LANÇAMENTO DO CONCRETO
Quanto ao lançamento do concreto nas fôrmas, a norma NBR 6118
(ABNT, 1978) recomenda:
147
a) o concreto deve ser lançado logo após a mistura, não sendo
permitido entre o fim deste e o do lançamento, intervalo superior a
uma hora;
b) cuidados especiais deverão ser tomados quando o lançamento se
der em ambiente com temperatura inferior a 10ºC ou superior a
40ºC;
c) em nenhuma hipótese se fará lançamento após o início da pega. A
norma NBR 5732:1991 da ABNT especifica que o início da pega
deve verificar-se, no mínimo, uma hora após a adição da água de
amassamento;
d) o concreto deverá ser lançado o mais próximo possível de sua
posição final, evitando-se incrustação de argamassa nas paredes
das formas e nas armaduras;
e) a altura de queda livre não poderá ultrapassar a 2 m. Para peças
estreitas e altas, o concreto deverá ser lançado por janelas abertas
na parte lateral, ou por meio de funis ou trombas. Nos pilares, o
lançamento do concreto deve ser feito em camadas de, no
máximo, 50 cm de altura para que a vibração seja realizada de
forma eficiente. A Figura 8.7 mostra defeitos de concretagem em
“pé” de pilar.
148
FIGURA 8.7 - Defeitos de concretagem de pilar.
A reforma, ou recuperação, de estruturas de concreto é extremamente
difícil. Assim, antes da concretagem, várias averiguações devem ser feitas para
evitar as patologias geradas durante esta etapa. Nesse sentido, os serviços a
serem executados devem ser previamente analisados por meio de um “plano de
concretagem”, que tem como objetivo racionalizar os procedimentos, sendo
necessário examinar os seguintes antecedentes:
1º) Elaboração do plano de concretagem
Deve conter os seguintes elementos:
- volume de concreto a ser consumido;
- especificação correta do concreto, a qual, para ser completa e bem
detalhada, necessita da definição de três parâmetros específicos para a
149
obra: a resistência característica “f
ck
”; a trabalhabilidade (“slump”) e a
dimensão máxima do agregado (brita 0, brita 1, brita 2);
- definição do tipo de concreto a ser usado: - concreto fabricado na obra
(definir tipo de mistura, manual ou mecânica) ou concreto adquirido em
central (concreto convencional ou bombeado);
- verificação do perfeito funcionamento de ferramentas e equipamentos
(betoneira, vibrador, guinchos, etc.). Prever a possível necessidade de
substituição de equipamentos, principalmente de vibradores que,
algumas vezes, apresentam defeitos de funcionamento no decorrer da
concretagem;
- formação da equipe de trabalho, definindo: número de operários
responsáveis pela mistura (se for o caso), pelas fôrmas e escoramento,
pelas armaduras, pelo transporte, pelo adensamento e pela posterior
cura;
- verificação das possíveis opções para o sistema de transporte do
concreto (elevador de obra e jericas ou carrinhos de mão, gruas ou
guinchos, rampas, bombas, etc.). O tipo de transporte escolhido é fator
determinante na elaboração do plano de concretagem (Souza &
Melhado, 1998);
- definição do caminhamento geral da concretagem a partir dos pontos
mais distantes com relação ao local de saída dos operários e
equipamentos;
- se houver mais de uma frente de concretagem, prever a não
interferência entre elas;
- colocação das taliscas ou mestras metálicas para definição do nível
superior das lajes, de modo a permitir que se obtenham as espessuras e
as elevações (cotas) especificadas no projeto;
150
- possibilitar o caminhamento adequado das jericas e/ou carrinhos de
mão (se foi esta a opção de transporte horizontal escolhida);
- planejar para que o caminhamento da concretagem não obrigue o
retorno de operários às áreas já concretadas;
- possibilitar a perfeita descida de pessoal e equipamentos;
- evitar a formação de juntas frias.
2º) Verificações das fôrmas e escoramentos
Quanto às fôrmas e escoramentos, devem ser verificados
cuidadosamente os seguintes parâmetros:
- eficácia do escoramento, verificando sua capacidade de suporte
(espaçamentos, diâmetros, encunhamentos, apoios, etc.);
- exatidão das dimensões e geometria das peças a serem concretadas;
- posicionamento correto das fôrmas: alinhamento, prumo e nivelamento;
- limpeza das formas (principalmente nos pés de pilares);
- necessidade de aplicação de desmoldantes;
- verificar a estanqueidade. As fôrmas de madeira devem ser molhadas
antes da concretagem para evitar a absorção da água de amassamento e,
com a molhagem, as fôrmas dilatam fechando as juntas e fendas,
melhorando a estanqueidade;
- verificar prazos estabelecidos para retirada das fôrmas e escoramentos;
- remoção correta dos escoramentos (obedecer rigorosamente ao plano de
retirada das escoras, principalmente nos balanços).
3º) Verificações das armaduras
As armaduras, antes da concretagem, devem ser verificadas quanto aos
seguintes parâmetros:
- conferência da exatidão das quantidades e bitolas (diâmetros);
- posicionamento e espaçamento corretos das barras conforme projeto;
151
- verificar as amarrações dos ferros para garantia do correto
posicionamento;
- verificar afastamento da armadura em relação às faces das fôrmas para
possibilitar o correto cobrimento das barras pelo concreto (o que deverá
ser garantido pela utilização de pastilhas, espaçadores, caranguejos);
- verificar pontos de concentração de armaduras que dificultam a
concretagem;
- verificar o posicionamento correto dos ferros negativos que tendem a se
deslocar devido ao trânsito de operários e carrinhos de mão, por cima
deles, durante as operações de concretagem.
4º) Verificações quanto a instalações ou peças embutidas
As instalações que ficarão embutidas no concreto, devem ser
cuidadosamente conferidas, atentando-se para os seguintes parâmetros:
- exatidão do posicionamento, caminhamento, diâmetros, dimensões,
conexões;
- verificar a vedação para evitar a penetração de concreto;
- zelar pela proteção quanto a obstruções por concreto ou estrangulamento
de tubos flexíveis.
11 ADENSAMENTO DO CONCRETO
O adensamento, ou vibração, tem como objetivo obrigar o concreto a
preencher os vazios formados durante a operação de lançamento, eliminando as
locas e retirando o ar aprisionado.
Os processos de adensamento podem ser manuais e mecânicos.
O adensamento manual é o modo mais simples e antigo e consiste em
facilitar a colocação do concreto na forma mediante golpes na massa com uma
152
haste (vergalhão) no caso de pilares e vigas, ou por apiloamento da superfície
com soquetes no caso de lajes.
O adensamento mecânico usualmente é feito com vibradores de imersão
e apresenta várias vantagens sobre o adensamento manual: aumento da
compacidade, aumento da resistência, maior homogeneidade, economia de
cimento e mão-de-obra, diminuição da retração, redução da permeabilidade e
aumento da durabilidade.
Apesar de todas estas vantagens, o excesso de vibração (uma das causas
da segregação) ou a consistência não adequada da mistura podem levar a
concretos de péssima qualidade. Para a utilização de vibradores, a consistência
do concreto deve ser, logicamente, menos plástica do que a consistência para
vibração manual.
Para se evitar o excesso de vibração, ela deve ser paralisada quando o
operador observar na superfície do concreto o surgimento de uma película de
água e o término da formação de bolhas de ar. A formação dessas bolhas era
intensa no início da vibração, mas decresce progressivamente até quase se
anular. Durante o adensamento deve-se evitar a vibração da armadura para que
não se formem vazios ao seu redor, prejudicando a aderência da armadura ao
concreto.
É melhor vibrar por períodos curtos em pontos próximos que vibrar por
muito tempo em pontos distantes.
Uma boa técnica consiste no treinamento de um operário para a
execução desta tarefa.
A Figura 8.8 mostra operário executando o adensamento do concreto por
intermédio de vibrador.
153
FIGURA 8.8 - Adensamento do concreto por meio de vibrador.
A norma NBR 6118 faz as seguintes recomendações quanto ao
adensamento de concreto:
Durante e imediatamente após o lançamento, o concreto
deverá ser vibrado ou socado contínua e energicamente com
equipamento adequado a trabalhabilidade do concreto. O
adensamento deverá ser cuidadoso para que o concreto
preencha todos os recantos da forma. Durante o
adensamento deverão ser tomadas as precauções necessárias
para que não se formem ninhos ou haja segregação dos
materiais; dever-se-á evitar a vibração da armadura para que
não se formem vazios a seu redor, com prejuízo da
aderência. No adensamento manual as camadas de concreto
não deverão exceder 20 cm. Quando se utilizarem
vibradores de imersão a espessura da camada deverá ser
aproximadamente igual a 3/4 do comprimento da agulha; se
não se puder atender a esta exigência não deverá ser
empregado vibrador de imersão (ABNT, 1978).
154
12 CURA DO CONCRETO
Logo após a concretagem, procedimentos devem ser adotados, com a
finalidade de evitar a evaporação prematura da água necessária à hidratação do
cimento. A este conjunto de procedimentos dá-se o nome de “cura” do concreto.
A cura, além de promover e proteger a perfeita hidratação do cimento,
evita também o aparecimento de fissuras devido à retração.
Na obra, a cura do concreto pode ser feita pelos seguintes métodos:
a) manutenção das superfícies do concreto constantemente úmidas, por
meio de irrigação periódica (ou até mesmo por inundação do concreto),
após a pega;
b) recobrimento das superfícies com sacos de aniagem, areia, palha, sacos
de cimento mantidos constantemente úmidos;
c) aplicação de aditivos (agente de cura).
A norma NBR 6118 faz as seguintes recomendações quanto à cura do
concreto:
Enquanto não atingir endurecimento satisfatório, o concreto
deverá ser protegido contra agentes prejudiciais, tais como
mudanças bruscas de temperatura, secagem, chuva forte,
água torrencial, agente químico, bem como contra choques e
vibrações de intensidade tal que possa produzir fissuração
na massa do concreto ou prejudicar a sua aderência à
armadura. A proteção contra a secagem prematura, pelo
menos durante os 7 primeiros dias após o lançamento do
concreto, aumentado este mínimo quando a natureza do
cimento o exigir, poderá ser feita mantendo-se umedecida a
superfície ou protegendo-se com uma película impermeável.
O endurecimento do concreto poderá ser antecipado por
meio de tratamento térmico adequado e devidamente
controlado, não se dispensando as medidas de proteção
contra a secagem (ABNT, 1978).
155
Todo processo de cura deve ser contínuo, evitando-se processos
intermitentes.
Quanto mais perfeita e demorada for a cura do concreto, tão melhores
serão suas características de resistência, de impermeabilidade de durabilidade e
outras mais (Tango, 2003). Para uma boa garantia contra o aparecimento de
fissuras na estrutura, recomenda-se a realização da cura até os 14 dias após o
lançamento do concreto.
Neste contexto, Tango (2003) recomenda períodos mínimos de cura de
uma semana para concretos com cimentos CP-I, CP-II, CP-V ARI e CPB, e de
dez dias para cimentos CP-III e CP-IV. Estes períodos mínimos devem ser
aumentados de uns 50% quando o ambiente apresentar condições severas de
secagem (baixa umidade relativa, vento ou insolação direta).
Os cuidados adotados na etapa da cura podem fazer toda a diferença
entre uma estrutura de concreto durável e uma estrutura que irá se deteriorar
muito rapidamente.
13 RETIRADA DAS FÔRMAS E DO ESCORAMENTO
Quanto à retirada das fôrmas e do escoramento, a norma NBR 6118 faz
as seguintes recomendações:
A retirada das formas e do escoramento só poderá ser feita
quando o concreto se achar suficientemente endurecido para
resistir às ações que sobre ele atuarem e não conduzir a
deformações inaceitáveis, tendo em vista o valor baixo de E
c
e a maior probabilidade de grande deformação lenta quando
o concreto é solicitado com pouca idade.
Se não for demonstrado o atendimento das condições acima
e não se tendo usado cimento de alta resistência inicial ou
processo que acelere o endurecimento, a retirada das formas
e do escoramento não deverá dar-se antes dos seguintes
prazos:
- faces laterais: 3 dias;
156
- faces inferiores, deixando-se pontaletes bem
encunhados e
convenientemente espaçados: 14 dias;
- faces inferiores, sem pontaletes: 21 dias.
Precauções:
A retirada do escoramento e das formas deverá ser
efetuada sem choques e obedecer a um programa elaborado
de acordo com o tipo da estrutura (ABNT, 1978).
Os prazos estabelecidos pela norma estão sendo reduzidos em função da
utilização de aditivos na mistura dos concretos.
Segundo Souza & Ripper (1998), o programa para a retirada do
escoramento e das fôrmas deve levar em consideração o comportamento estático
da estrutura. Assim, no caso de balanços, as escoras devem ser sempre retiradas
da ponta do balanço para o engaste. Nos grandes vãos, as escoras devem ser
retiradas do centro para os apoios. Ou seja, a estrutura deve ser colocada em
trabalho gradativamente, nas condições de estabilidade propostas na concepção
do projeto estrutural.
14 CONSIDERAÇÕES FINAIS
A obtenção de estruturas de concreto com qualidade exige, além de
criteriosos cuidados na fase de concepção (projeto) e na escolha dos materiais
componentes, especial atenção em todas etapas de execução.
A recuperação de estruturas de concreto mal construídas exige serviços
meticulosos, demorados e caros.
Ao se estudar as causas das patologias originárias da fase executiva
verifica-se que, geralmente, elas surgiram por negligência e descuidos nas etapas
do manuseio do concreto. Nesta fase, as patologias têm origem ligada à pouca
capacitação dos profissionais envolvidos, baixa qualidade dos materiais e
157
componentes empregados, deficiências na confecção de fôrmas e escoramento e
no posicionamento de armaduras. O concreto, por ser tão conhecido pelos
operários menos qualificados, às vezes tem seu controle relegado, por suposição
errônea de que aqueles que o produzem também o conhecem.
Muitas vezes, apenas com a aplicação de técnicas construtivas bastante
simples, esta situação geradora de patologias no concreto poderia ser evitada.
Nesse contexto, procedimentos da correta técnica de construção devem ser
observados, iniciando por uma boa organização da praça de trabalho, executando
eficazmente todas etapas executivas até a retirada de fôrmas e escoramentos.
Dessa forma, empregando-se eficientemente as boas técnicas
construtivas nas obras, as possibilidades de patologias futuras serão
minimizadas.
Para complementar o tema dosagem de concretos, na Figura 8.9 são
apresentados, de forma esquemática, os elementos que devem ser considerados
nos procedimentos de dosagem.
Resistência característica
.....
Classe de agressividade do ambiente Processo de Dimensões da peça e
f
ck
ou dimensões de concreto massa adensamento espaçamento da armadura
Método de controle Trabalhabilidade Diâmetro máximo Forma do
da obra requerida do agregado agregado
Resistência de Tipo de Idade para a Durabilidade
dosagem f
c28
cimento resistência exigida
Relação água-cimento Granulometria dos
agregados
Relação agregado/ Proporção de cada
cimento tipo de agregado
TRAÇO
Capacidade da
betoneira
Peso ou volume
de cada componente
FIGURA 8.9 - Principais elementos a serem considerados na dosagem de concretos – Fonte: Neville, 1982.
159
CAPÍTULO 9
O CONCRETO EM CONSTRUÇÕES AGROINDUSTRIAIS
1 RESUMO
O presente capítulo trata do material concreto para aplicações no meio
rural. Para atender às demandas verificadas nos levantamentos realizados no
desenvolver da pesquisa são apresentados: alguns traços de concretos para
aplicações diversas, técnicas construtivas para execução de pisos de concreto e
recomendações para obtenção de concretos impermeáveis.
2 ABSTRACT
This chapter is about concrete and its application in the rural area. To
fulfill the demands verified in the surveys some concrete blends for different
applications; constructive techniques for the execution of concrete floors;
recommendations on obtainment of impermeable concrete are presented.
3 INTRODUÇÃO
Uma vez, tendo sido apresentado o material concreto, os seus
componentes, as tendências atuais impostas pelas revisões de normas e as
técnicas construtivas disponíveis, procurar-se-á mostrar as suas aplicações no
meio rural, onde cada vez mais vem sendo muito empregado, devido às suas
excelentes qualidades.
Sempre é importante lembrar que é fundamental estabelecer as
características do meio no qual o concreto estará inserido, para se obter a
otimização da aplicação do material (Santos & Savage, 2003a).
160
4 CONSIDERAÇÕES GERAIS
É indiscutível que o concreto é um excelente material de construção.
Utilizado desde épocas antiguíssimas, continua, décadas após décadas, a
incorporar novas tecnologias. Suas propriedades são exploradas em toda a
potencialidade e sua utilização é cada vez mais ampliada nas mais variadas
aplicações.
É um material de fácil execução, não exigindo ferramentas ou
equipamentos sofisticados e nem mão-de-obra muito qualificada. Aliada a esta
qualidade ainda tem a vantagem de possuir como componentes materiais
freqüentemente disponíveis no local da obra, principalmente no meio rural.
É caracterizado como um material de excelentes propriedades, como
altas resistências mecânicas, grande durabilidade, baixas conservação e
manutenção, agradável efeito estético, boa resistência a agentes agressivos,
resistência a impactos e a ações dinâmicas e, por ter característica de
monoliticidade, apresenta boas condições de assepsia e higiene, além de várias
outras excelentes qualidades.
Quando comparado com outros materiais, como a madeira e o aço,
grandes vantagens na utilização do concreto são evidenciadas. Devido à escassez
da madeira, sua utilização está sofrendo sérias restrições. Além dessas restrições,
a construção em madeira exige mão-de-obra mais qualificada, exige maiores
cuidados na manutenção e conservação para garantir a durabilidade e pode ser
mais frágil que o concreto à ação de determinados agentes agressivos.
Da mesma forma, as construções em estruturas metálicas exigem mão-
de-obra mais especializada, ferramentas e equipamentos muitas vezes não
disponíveis no meio rural, exigem maiores cuidados na manutenção e
conservação e são grandemente frágeis à ação de incêndios e de corrosão.
Em função dessas considerações, o “concreto” é o material indicado, por
excelência, para as construções agroindustriais, nas quais vem, cada vez mais,
161
sendo empregado em inúmeras aplicações: fundações, cintas, pilares, vigas,
lajes, reservatórios, pisos diversos (estábulos, terreiros para secagem de produtos
agrícolas, pocilgas, aviários, etc.), pavimentações, canais, bueiros, represas,
cochos (Figura 9.1), bebedouros (Figura 9.2), tronco de contenção para bovinos
(Figura 9.3), mata-burro (Figura 9.4), pontes, currais (Figuras 9.5 e 9.6),
elementos estruturais em galpões (Figuras 9.7, 9.8 e 9.9), base para silos (Figura
9.10), silos, mourões de cercas, instalações diversas como laticínios,
matadouros, frigoríficos, usinas de beneficiamento de grãos, etc. Enfim, as
possibilidades de aplicações são inúmeras fazendo do concreto um material de
uso consagrado nas construções agroindustriais.
FIGURA 9.1 - Cocho pré-fabricado em concreto para confinamento de bovinos.
Fonte: Cochos e Currais Itabira, 2004.
162
FIGURA 9.2 - Bebedouro em concreto (1200 litros).
Fonte: Cochos e Currais Itabira, 2004.
FIGURA 9.3 - Tronco de contenção para bovinos e plataforma em concreto.
Fonte: Cochos e Currais Itabira, 2004.
163
FIGURA 9.4 - Mata-burro em concreto.
Fonte: Cochos e Currais Itabira, 2004.
FIGURA 9.5 - Curral para manejo para bovinos com utilização de elementos
pré-fabricados em concreto.
Fonte: Cochos e Currais Itabira, 2004.
164
FIGURA 9.6 - Curral para manejo de bovinos com utilização de elementos pré-
fabricados em concreto. Fonte: Cochos e Currais Itabira, 2004.
FIGURA 9.7 - Galpão para confinamento: piso, cochos e pilares em concreto.
Fonte: Cochos e Currais Itabira, 2004.
165
FIGURA 9.8 - Galpão com estrutura de pré-fabricados em concreto.
Fonte: Teixeira, V. H., 2003.
FIGURA 9.9 - Suinocultura (piso, cocho e pilares em concreto).
Fonte: Teixeira, V. H., 2003.
166
FIGURA 9.10 - Base em concreto para silo graneleiro.
Fonte: Teixeira, V. H., 2003.
Apesar das tantas utilizações do material concreto no meio rural, o tema
“construções rurais” é um setor da engenharia que infelizmente não tem
despertado grande interesse junto à comunidade científica, sendo muito limitada
a quantidade de pesquisas que priorizam este setor (Beraldo, 1997). Aliada a este
fato, a maioria das normas técnicas e das bibliografias existentes
sistematicamente trata o concreto como um material destinado quase que
exclusivamente a aplicações em grandes estruturas de concreto armado,
negligenciando sua grande potencialidade no meio rural.
Ao se tratar de construções em ambientes rurais, as obras devem ser
previamente classificadas, conforme o estabelecido na revisão da norma NBR
6618 da ABNT, em classes de agressividade ambiental (CCA) para posterior
definições de parâmetros diversos a serem obedecidos no projeto e na execução.
Verifica-se também que a tendência normal dos projetos de estruturas,
até agora, era a obtenção da “segurança” e da “economia”. Este tradicional
conceito de estabilidade das Estruturas vem sendo revisado ultimamente. Está
167
sendo cada vez mais incorporado ao conceito de estabilidade o critério da
durabilidade (Souza & Ripper, 1998). Diante deste contexto, nota-se um sensível
aprimoramento das normas relacionadas às estruturas de concreto, nacionais e
estrangeiras (Santos & Savage, 2003a), entre elas a revisão da norma brasileira
NBR 6118 (tema tratado no capítulo 6).
Outra situação preocupante é que, em função de todas as boas
características que o concreto possui, geralmente são verificadas várias
negligências na aplicação deste material. É surpreendente que concretos obtidos
com os mesmos componentes, em qualidade e quantidade, podem apresentar
características tão distintas. Pode-se obter, com os mesmos componentes “bons”
e “maus” concretos, sendo apenas o conhecimento da tecnologia o responsável
pela diferença. Com as inovações tecnológicas atuais, é indispensável que as
antigas técnicas de manuseio de concretos, passadas de geração a geração, sejam
revistas.
5 APLICAÇÕES DO CONCRETO NO MEIO RURAL: DADOS
LEVANTADOS
Visando direcionar o tema, providências foram tomadas no sentido de se
obter com os usuários do material concreto, informações sobre a utilização no
meio rural. Para tal foram preparados e distribuídos questionários sobre o
emprego do concreto e realizadas visitas técnicas a agroindústrias e propriedades
rurais para levantamento de dados diversos, por meio de entrevistas e registros
em fotografias.
O formulário (Tabela 9.1) foi elaborado visando se obter dos
proprietários, informações sobre as principais aplicações do material concreto,
sobre as dificuldades encontradas no seu emprego, sobre os materiais
componentes utilizados e sobre os tipos de patologias verificadas.
168
TABELA 9.1 - Questionário elaborado para levantamento de dados.
QUESTIONÁRIO:
“Tecnologia e Qualidade do Material Concreto em Construções Agroindustriais”
1. Identificação:
Local: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Município: . . . . . . . . . . . . . . . . .
Responsável pelo preenchimento: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Telefone para contato: ( . . . ) . . . . . . - . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Utilizações do material “CONCRETO”:
a.
Indique os locais em suas instalações onde normalmente é utilizado o material
“concreto”: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
b. Nestes locais são verificados problemas com o “concreto”?
Sim: Não:
c. Quais são os maiores problemas encontrados? Desgaste: Quebra de piso
Deterioração Umidade Vazamentos Brocas Trincas
Outros (especifique os problemas que mais trazem transtornos): . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
d. Com que materiais é feito o concreto utilizado em suas instalações?
Cimento Areia Britas Cascalho ciclópico Muafa
Outros materiais da região: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
e. Você sabe os traços (dosagens) utilizados nos locais citados? Sim Não
Traços: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
f. Você tem conhecimento da utilização de algum “aditivo” na mistura do concreto?
Sim Não Qual aditivo? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
g. Quais as indicações técnicas que você gostaria de receber para a utilização do
material concreto em suas instalações? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Devolução do formulário:
O correto preenchimento do formulário é de grande importância para o desenvolvimento de um
Manual Técnico sobre a utilização do material “concreto” em instalações agroindustriais. Após
o preenchimento favor informar-nos pelos telefones e/ou endereços abaixo que
encarregaremos de pegar as informações prestadas.
Prof. Eng. Civil Tarley Ferreira de Souza Junior
Departamento de Engenharia – Universidade Federal de Lavras
Fones: UFLA (35)3829-1481, 3829-1484 Fax 3829-1482
(35)3821-3058 (residência) Fax: (35)3821-3926
MUITO OBRIGADO!
Observação
: Se necessário utilize o verso da folha.
169
Este tipo de pesquisa realizada pode ser classificada como não
probabilística, ou seja, que confia no julgamento pessoal do pesquisador e não
na chance de selecionar os elementos amostrais, que quer dizer que as
estimativas obtidas não são estatisticamente projetáveis sobre a população, não
utilizando seleção aleatória.
6 SITUAÇÕES VERIFICADAS NA APLICAÇÃO DO CONCRETO
Após a coleta e a análise das informações obtidas, são evidenciados os
seguintes aspectos:
1. o concreto realmente é empregado nos mais diversos tipos de obras no
meio rural;
2. maiores problemas e patologias mais freqüentes verificadas no emprego
do concreto estão relacionadas com quebras de pisos, umidades e
vazamentos;
3. os materiais componentes (agregados) mais utilizados na confecção de
concretos são as britas e areias;
4. caracteriza-se de forma intensa o não conhecimento sobre alternativas
de utilização de aditivos no concreto;
5. as solicitações de indicações técnicas para o correto emprego do
concreto se referem a: tipos de aditivos disponíveis, traços de concreto
para distintas aplicações, construção de pisos diversos, prevenção de
vazamentos e umidades, correta maneira de aplicação do concreto.
Mediante as constatações evidenciadas, propõe-se:
1. quanto à utilização de aditivos em concretos, o item 7 do capítulo 2,
trata do assunto e mais alguns detalhes serão acrescentados a seguir
(concretos impermeáveis);
170
2. quanto à correta maneira de aplicação do concreto, os capítulos
anteriores, especialmente o capítulo 8 (onde são apresentadas as técnicas
de construção), atendem a esta necessidade;
3. as indicações técnicas solicitadas e ainda não atendidas serão tratadas
nos próximos itens: traços de concretos, execução de pisos em concreto,
concretos impermeáveis. Dessa forma, acredita-se que completa-se a
contribuição do presente trabalho à tecnologia e qualidade do material
concreto em construções agroindustriais.
7 TRAÇOS DE CONCRETOS
Reportando-se ao item 6 do capítulo 8 (dosagem do concreto), verifica-
se que o principal objetivo da dosagem consiste em encontrar a mistura mais
econômica para a obtenção de um concreto com todas características capazes de
atender às condições de resistência e de durabilidade, às condições de serviço
que a obra requer, utilizando-se os materiais e equipamentos disponíveis. O
resultado final de um processo de dosagem será a fixação do traço do concreto.
Entende-se por traço do concreto, a forma de exprimir as proporções
entre os materiais componentes, podendo ser indicado pelas proporções em peso
ou em volume. De forma geral, os materiais são medidos em volume, pois se
torna impraticável a medição em peso nas obras comuns (usuais), sendo o
cimento freqüentemente medido em peso. Em qualquer alternativa, toma-se
sempre o cimento como unidade e relacionam-se as demais quantidades à
quantidade de cimento.
A unidade sempre se refere ao cimento, o segundo número se refere à
quantidade de areia e o terceiro número do traço se refere à quantidade de britas.
Apesar de quase sempre ser negligenciada, a relação água-cimento, que é a
171
proporção em peso da quantidade de água pela quantidade de cimento deve
complementar a especificação do traço.
A correta especificação de um traço de concreto deverá ser feita da
seguinte forma:
Traço do concreto (em volume) 1 : 2 : 3, relação água-cimento: x = 0,48.
Para uma mistura deste concreto utilizando-se 1 saco de cimento (que
tem 50 kg ou 35,3 litros), ter-se-ia:
- volume de cimento = 1 saco = 35,3 litros;
- volume de areia = 2 x 35,3 l = 70,6 litros;
- volume de britas = 3 x 35,3 l = 105,9 litros;
- volume de água x = 0,48 = massa de água / massa de cimento
0,48 = massa de água / 50 kg
∴ massa de água = 0,48 x 50 = 24 kg ou 24 litros de água.
Ainda reportando ao item 6 do capítulo 8 (dosagem do concreto), a
determinação do traço de um concreto depende da análise de muitos fatores e,
para ser definido, pode ser utilizado o método da dosagem não experimental ou
o método da dosagem experimental. Tecnicamente é mais correto a fixação do
traço do concreto pelos métodos existentes para a dosagem experimental.
Entretanto, como acontece no meio rural, muitas obras são executadas em locais
distantes de laboratórios de tecnologia de concreto, inviabilizando a dosagem
experimental. Dessa forma, é muito comum a utilização das tabelas de traços de
concretos.
Apresenta-se, a seguir, a Tabela 9.2 de traços de concretos e a Tabela 9.3
com indicações de utilizações dos concretos. Os dados constantes na Tabela 9.2
foram obtidos experimentalmente, em laboratório, por Caldas Branco (1967). As
dimensões das padiolas foram revisadas para facilitar o manuseio nas obras.
TABELA 9.2 - Traços de concretos
Consumo por m
3
de concreto Resistência
à compressão
prováveis
(MPa)
Fator
água-
cimento
CIMENTO AREIA BRITA
Alturas das
padiolas
(cm)
Número de
padiolas
Traços
em
volume
3
dias
7
dais
28
dias
litro/
quilo
litro/
saco
kg saco litro seca
litro
úmida
litro
nº 1
litro
nº 2
litro
ÁGUA
(litro)
Areia
úmida
Brita
1
Brita
2
Areia Brita
1
Brita
2
Rendimento
por saco de
cimento
(litro)
1: 1: 2 22,8 30,0 40,0 0,44 22 514 10,3 363 363 465 363 363 226 32,2 25,2 25,2 1 1 1 97,2
1: 1,5: 3 18,8 25,4 35,0 0,49 24,5 387 7,7 273 409 524 409 409 189 24,2 37,8 37,8 2 1 1 129,2
1: 2: 2,5 14,8 20,8 29,8 0,55 27,5 374 7,5 264 528 676 330 330 206 32,2 31,6 31,6 2 1 1 133,2
1: 2: 3 11,7 17,2 25,4 0,61 30,5 344 6,9 243 486 622 364 364 210 32,2 37,8 37,8 2 1 1 145,5
1: 2,5: 3 10,0 15,0 22,8 0,65 32,5 319 6,4 225 562 719 337 337 207 26,9 37,8 37,8 3 1 1 157,9
1: 2: 4 9,0 13,7 21,0 0,68 34,0 297 5,9 210 420 538 420 420 202 32,2 25,2 25,2 2 2 2 168,3
1:2,5: 3,5 8,0 12,3 19,5 0,71 35,5 293 5,9 207 517 662 362 362 208 26,9 22,1 22,1 3 2 2 170,6
1: 2,5: 4 7,4 11,4 18,5 0,73 36,5 276 5,5 195 487 623 390 390 201 26,9 25,2 25,2 3 2 2 181,2
1: 2,5: 5 5,8 9,4 15,7 0,79 39,5 246 4,9 174 435 557 435 435 195 26,9 31,5 31,5 3 2 2 203,3
1: 3: 5 4,0 7,0 12,4 0,88 44,0 229 4,6 162 486 622 405 405 202 32,2 31,5 31,5 3 2 2 218,1
1: 3: 6 3,0 5,4 10,0 0,95 47,5 208 4,2 147 441 564 441 441 198 32,2 37,8 37,8 3 2 2 240,9
1: 4: 8 - - - 1,20 60,0 161 3,2 114 456 584 456 456 194 32,2 33,6 33,6 4 3 3 312,5
Fonte: Caldas Branco, 1967. (Tabela adaptada - dimensões da boca das padiolas: Souza Junior, 2003).
173
Observações quanto à Tabela 9.2:
1. as padiolas têm boca com dimensões de 35 cm x 40 cm;
2. considerou-se areia com umidade de 3% e inchamento de 28%;
3. considerou-se a utilização de 50% de brita 1 e 50% de brita 2 para
facilitar o manuseio na obra, entretanto esta proporção pode ser alterada
em função das características das peças a serem concretadas.
TABELA 9.3 - Traços de concretos e indicações de aplicações
Traços de
concretos
(em volume)
Aplicações
1: 1: 2
1: 1,5: 3
1: 2: 2,5
1: 2: 3
1: 2,5: 3
1: 2: 4
1: 2,5: 3,5
1: 2,5: 4
1: 2,5:
1: 3: 5*
1: 3: 6
1: 4: 8
Concretos com boa impermeabilidade, pouca
trabalhabilidade, indicado para obras submersas.
Concretos impermeáveis (reservatórios), sujeitos à ação
do tempo e ao desgaste, trabalhabilidade média.
Concretos impermeáveis (reservatórios), sujeitos à ação
do tempo e ao desgaste, boa trabalhabilidade, estruturas
de um modo geral.
Concretos com teor mínimo de cimento especificado
pela NB 1 para dosagem não experimental (300 kg/m
3
).
Concretos com ótima trabalhabilidade, liso, bom
aspecto, indicado para concreto aparente.
Obras de concreto simples (não armado): muro de
arrimo, fundações em blocos, alicerces.
Concreto magro, bases preparatórias, enchimento.
Fonte: Silva, 1975; Botelho, 1986; Souza Junior, 2003.
* O concreto 1: 3: 5 com adição de 30% a 40% de pedra de mão é muito
utilizado em substituição à alvenaria de pedra argamassada, sendo indicado para
alicerces, baldrames, muros de arrimo de gravidade, etc.
174
8 PISOS DE CONCRETOS
Pisos e pavimentações de concreto são utilizados para as mais diversas
finalidades: estacionamentos, armazéns, postos de gasolina, aeroportos, quadras
esportivas, indústrias, pátios de carga e descarga, portos, rodovias e, no meio
rural, são utilizados em terreiros, pisos de oficinas, depósitos, tulhas, garagens,
pocilgas, aviários, estábulos, e outras instalações diversas.
Em todas as aplicações, o construtor deve preocupar-se com
desempenho, custo e durabilidade. A grande durabilidade e a pequena
necessidade de manutenção são fundamentais (Rodrigues & Pitta, [200-?]).
Dessa forma, os pisos devem ser projetados e construídos com
tecnologia e materiais adequados para que tenham resistência suficiente para
suportar os esforços físicos e químicos a que estarão expostos.
Para o projeto e dimensionamento de pisos de concreto, o profissional
dispõe de vários métodos de cálculo (Rodrigues & Cassaro, 2002) existindo
também softwares baseados no Método dos Elementos Finitos que possibilitam
a computação rápida e precisa de tensões e deformações e a análise de diferentes
alternativas de projeto (Pitta, 1999).
De forma geral, os pisos de concreto são constituídos dos elementos
constituintes mostrados na Figura 9.11 e são seqüencialmente abordados neste
capítulo.
175
FIGURA 9.11 – Seção típica de um piso de concreto armado com tela soldada e
barra de transferência
Fonte: Gerdau, 2004.
Os elementos que constituem o conjunto: solo (ou subleito), sub-base,
lona plástica, placa (ou piso), tela soldada e barra de transferência, serão tratados
a seguir.
8.1 Análise do solo
A análise do solo é fundamental para definições a serem tomadas no
projeto do piso. Solos com boa resistência mecânica reduzem os custos de
execução do piso e evitam recalques no futuro.
Terrenos muito deformáveis podem ser reforçados com solo compactado
e o piso deverá, neste caso, possuir um número maior de placas e juntas para
permitir as movimentações (Sayegh, 2002b).
Devem ser também verificadas a existência e a profundidade do lençol
freático, que terá influência direta no projeto da sub-base (Rodrigues & Cassaro,
2002).
176
A transição entre terreno natural e aterro deve ser evitada. Sendo
impossível atender a esta exigência, toda atenção deve ser dispensada na
execução do aterro, que deverá ser feito em camadas pouco espessas, com
material adequado e na umidade controlada, utilizando equipamentos mecânicos
de compactação.
8.2 Sub-base
Rodrigues & Cassaro (2002) definem as sub-bases como sendo
elementos estruturais, que se situam intermediariamente entre as placas de
concreto e o subleito, formado pelo terreno natural ou por solo trocado,
devidamente compactado e são de importância primordial para o desempenho do
piso.
A sub-base somente será dispensada nos casos em que ocorra a
concomitância entre: baixas solicitações de cargas, subleito homogêneo, com
boa capacidade de suporte e com ausência de material fino plástico, e clima seco
(Rodrigues & Cassaro, 2002).
Rodrigues & Cassaro (2002) descrevem vários pavimentos construídos
sem sub-base, cujo comportamento, mesmo após 30 anos de serviço,
apresentava-se excelente e no qual o subleito apresentava um único horizonte de
solo, sendo naturalmente uniforme. Quando surgiam defeitos, estes se limitavam
aos trechos de transição entre corte e aterro ou, quando o solo não apresentava
comportamento mecânico uniforme.
8.2.1 Funções da sub-base
Pitta
(1999) define as três funções fundamentais das sub-bases:
1ª) Eliminar a possibilidade da ocorrência do bombeamento de solos finos
plásticos.
177
O processo do bombeamento, ou “pumping”, consiste na expulsão dos
finos plásticos de um solo através das juntas, bordas ou trincas de um piso
(Rodrigues & Cassaro, 2002). Este fenômeno diminui intensamente a
capacidade de suporte do subleito, levando, muitas vezes, à ruptura da placa por
efeito de tensões de tração na flexão do piso.
2ª) Evitar variações excessivas do material do subleito.
O subleito formado por solos expansivos pode, em presença ou na
ausência de água, sofrer fenômenos de expansão ou retração. Estas variações
volumétricas acarretam a desuniformidade da capacidade suporte do subleito
provocando deformações na placa, podendo levar à ruptura do piso.
3ª) Uniformizar o comportamento mecânico do subleito.
A sub-base, além de uniformizar o comportamento mecânico do
subleito, aumenta a resistência do conjunto.
8.2.2 Tipos de sub-base
As sub-bases para pavimentos ou pisos de concreto são classificadas em
duas categorias: sub-bases granuladas e sub-bases estabilizadas.
Para serem econômicas, as sub-bases granulares devem ser compostas
com, no máximo, três materiais: pedregulho ou pedra britada; areia; e silte e
areia. O ideal seria obter a granulometria adequada com apenas dois materiais
(Rodrigues & Cassaro, 2002).
As sub-bases estabilizadas, tratadas com cimento, podem ser dos tipos
solo-cimento, brita graduada com cimento e concreto compactado com rolo
(CCR).
A sub-base com brita tratada com cimento pode ser feita com 10 cm de
espessura e ser composta de 40% de brita 1, 40% de brita 2, 20% de areia fina e
6% em peso de cimento, sendo posteriormente umedecido e compactado
(Gerdau, 2004).
178
O CCR pode ser definido como um concreto de consistência seca, com
consumo de cimento geralmente inferior a 150 kgf/m
3
e que, no estado fresco,
permite ser misturado, transportado, lançado e adensado com rolos
compactadores vibratórios. É um material também muito utilizado na construção
de barragens.
É importante que tanto o subleito como a sub-base já contemplem as
declividades porventura necessárias do piso acabado, gerando economia na
espessura das placas, que são mais caras.
8.2.3 Isolamento da placa e da sub-base
Segundo Rodrigues & Cassaro (2002), existem vários inconvenientes no
lançamento do concreto diretamente sobre a sub-base:
a) perda de material fino e água do concreto para a sub-base, gerando
fissuras de retração plástica na face inferior da placa;
b) colmatação da sub-base, diminuindo sua eficiência como dreno;
c) acréscimo no coeficiente de atrito entre a sub-base e a placa,
ocasionando um incremento nas tensões devido à restrição dos
movimentos.
Por estas razões, é necessário o isolamento entre os dois elementos, o
que pode ser conseguido com uma imprimação asfáltica ou com a colocação de
um filme plástico, como as lonas pretas, sendo estas mais indicadas pela sua
praticidade e eficiência.
8.3 Tipos de pisos em concreto
Os piso podem ser executados com concreto simples, concreto armado,
concreto com fibras, concreto de alto desempenho (CAD) e concreto protendido.
A escolha do piso adequado para determinada finalidade envolve uma
série de fatores determinantes. É fundamental conhecer as atividades que serão
179
desenvolvidas sobre a área do piso, as condições de tráfego, a armazenagem e o
transporte de produtos, as condições de exposição em relação à agressividade do
ambiente, a perfeita determinação de cargas atuantes e as condições de
capacidade suporte do subleito. Enfim, não é tarefa fácil levantar todos os
elementos para a correta escolha do tipo e para o início do projeto.
Os pisos de concreto mais comumente usados são (Pitta, 1999; Sayegh,
2002b):
1) Piso de concreto simples: piso executado com concreto sem qualquer
tipo de adições ou armadura. Em geral, deve ser executado sobre solos
de excelente capacidade de reação. É dividido em placas relativamente
curtas, de até 5 m de comprimento, tendo grande número de juntas. A
espessura varia entre 10 a 20 cm. A Terceira Perimetral, de Porto
Alegre, foi executada com pavimento de concreto simples, com
espessura entre 18 a 22 cm, com barras de transferência, e em alguns
trechos, foram usadas fibras de polipropileno (para reduzir fissuras) em
dosagem de 0,6 kg/m
3
de concreto (Antunes, 2003). Uma norma da
ABNT que trata de pavimento de concreto é a NBR 7583:1986 –
Execução de pavimentos de concreto simples por meio mecânico.
2) Piso de concreto armado. Neste caso, o piso pode possuir dois tipos de
armadura: a) armadura estrutural – quando esta resiste aos esforços
solicitantes oriundos de cargas móveis ou estáticas e são colocadas na
parte inferior da placa para combater as tensões de tração na flexão; b)
armadura de distribuição – quando sua função é combater fissuras de
retração do concreto (auxiliando também na flexão) e são colocadas na
parte superior da placa. São muito utilizadas as telas soldadas para esta
finalidade. Em algumas situações (cargas elevadas, solo pouco
resistente) o piso pode ter as duas armaduras. É possível conseguir
placas de até 30 m de comprimento.
180
3) Piso de concreto reforçado com fibras: o concreto recebe adição de
fibras (fibras sintéticas ou de aço) que conferem maior ductilidade ao
sistema e, em alguns casos, podem substituir as armaduras de retração
ou ser utilizadas em conjunto com as telas soldadas ou até com as
armaduras estruturais. Como já foi citado, o concreto da pavimentação
da Terceira Perimetral, de Porto Alegre, recebeu reforço de fibras de
polipropileno em alguns de seus trechos.
4) Piso de concreto de alto desempenho (CAD): permite a execução do
jointless floor, com pouquíssimas juntas e placas de até 50 m x 50 m.
Pode ser de concreto simples ou armado.
5) Piso de concreto protendido: reforçado com cordoalhas engraxadas de
protensão que garantem maior resistência à tração na flexão e permitem
a execução de grandes panos sem juntas (até 150 m). Empregado
principalmente em pavimentos de aeroportos e pisos industriais pesados.
Exemplo marcante de utilização no Brasil é a pista 09-27 do Aeroporto
Internacioanal do Rio de Janeiro (Tom Jobim), com 18 cm de espessura
e placas de até 123 m de comprimento, com mais de 20 anos de serviço
(Pitta, 1999).
8.4 Tipos de juntas
Os pisos de concreto são basicamente formados por placas retangulares
ou quadradas, com dimensões limitadas, separadas pelas juntas. Recomenda-se
juntas com espaçamento regular nas duas direções ou que a relação entre a
largura e o comprimento seja de 1: 1,5, existindo organismos internacionais que
sugerem placas menores com a relação de 1: 1,25 no máximo (Rodrigues &
Gasparetto, 1999).
Os pisos em concreto estão sujeitos a tensões, devido a diversas causas,
como a retração do concreto, retrações e dilatações causadas por variações
181
térmicas ou higrotérmicas, empenamento das placas e carregamento (Rodrigues
& Gasparetto, 1999).
A função básica das juntas é permitir as movimentações de contração e
expansão do concreto, sem que ocorram danos ao piso. Noventa por cento dos
problemas em pisos de concreto começam pelas juntas (Rocha, 1996). Cuidados
especiais devem ser tomados na definição dos locais e tipos de juntas (projeto
geométrico), pois são elas potencialmente pontos de vulnerabilidade, estando
sujeitas a ocorrências de defeitos, tanto no desempenho como na execução.
As juntas são classificadas em quatro tipos:
1) Juntas de construção (JC): são as juntas construtivas de um
pavimento, cujos espaçamentos estão limitados pelo tipo de
equipamento utilizado, geometria da área e índices de
planicidade requeridos. As juntas de construção podem possuir
encaixes do tipo macho-fêmea (menos utilizadas) ou possuir
barras de transferência (Figura 9.12).
FIGURA 9.12 – Junta de construção
Fonte: Rodrigues & Gasparetto, 1999.
182
2) Juntas serradas (JS): as juntas serradas funcionam como juntas
de retração. Atualmente o processo de concretagem prevê faixas
limitadas em sua largura pelas juntas longitudinais de
construção. A largura da faixa é definida em projeto e depende
dos equipamentos disponíveis para a concretagem. Logo após o
processo de acabamento do concreto, deve-se iniciar o corte das
juntas transversais de retração, também conhecidas como juntas
serradas. Em geral, o tempo para se executar estas juntas é de 10
horas após o lançamento do concreto, por meio da execução de
um corte de profundidade da ordem de 1/3 da espessura da
placa, recomendando-se um mínimo de 40 mm (o corte é feito
com disco diamantado). Neste tipo de junta é necessária a
interrupção da tela soldada e aplicação do selante sobre o corte
(Figura 9.13).
FIGURA 9.13 – Junta serrada
Fonte: Rodrigues & Gasparetto, 1999.
.
183
3) Juntas de expansão (JE): as juntas de expansão têm como
função isolar o piso das outras estruturas, como vigas
baldrames, blocos de fundação, bases de máquinas, pilares ou
outras. Essas juntas permitem que o piso trabalhe
independentemente das outras estruturas existentes, podendo ser
obtidas com a inserção de placas de poliestireno expandido
(EPS), ou isopor, ao lado do obstáculo no momento da
concretagem (Figura 9.14).
FIGURA 9.14 – Junta de expansão
Fonte: Rodrigues & Gasparetto, 1999.
4. Juntas de dilatação: em alguns casos de piso de grande extensão torna-
se necessário a colocação de junta de dilatação entre placas, conhecida
também como junta de expansão entre placas. Não é usual em pisos
industriais. Para permitir a dilatação da placa, é necessário prever um
capuz no final da barra de transferência com folga de 20 mm (Figura
9.15).
184
FIGURA 9.15 – Junta de dilatação
Fonte: Rodrigues & Gasparetto, 1999.
OBSERVAÇÔES:
1- todas as juntas descritas anteriormente devem ser preenchidas com
materiais de natureza plástica, preferencialmente, com selantes
constituídos de poliuretano, silicone, epóxi ou asfalto modificado;
2- as juntas devem permitir a transferência de carga entre placas contíguas,
o que pode ser conseguido com a utilização de barras de transferência.
8.5 Barras de transferência e telas soldadas
1- Barras de transferência: as barras de transferência têm como função a
transferência de carga entre placas contíguas, propiciando a distribuição da carga
sobre o piso de forma mais uniforme e evitam a deformação vertical (recalque)
na ligação das placas (evitando desníveis), o que aumenta a eficiência do sistema
e a durabilidade do piso. São elementos indispensáveis na construção de pisos e
pavimentos de concreto.
185
Geralmente, são barras com 50 cm de comprimento encontradas prontas
para uso, em aço CA25, lisas e retilíneas, com diâmetros de 12,5; 16,0; 20,0;
25,0 e 32,0 milímetros.
Devem ser colocadas na metade da espessura da placa e devem ter a
metade do comprimento não aderido ao concreto, sendo isolado este trecho com
aplicação de graxa ou desmoldante, para permitir a livre movimentação
horizontal da placa, devido à retração e à dilatação do concreto (Figura 9.16).
FIGURA 9.16 – Barras de transferência
Fonte: GERDAU, 2004.
O desempenho das barras de transferência será definido por dois
parâmetros principais: o espaçamento e o diâmetro.
186
É prática comum adotar um espaçamento fixo, geralmente 30 cm e fixar
os diâmetros das barras em função da espessura do piso. A Tabela 9.4 faz esta
correlação.
TABELA 9.4 - Correlação entre a espessura do piso e os diâmetros das barras de
transferência
Espessura do piso (cm) Diâmetro da barra de transferência (mm)
até 10,0
de 10,1 até 12,5
de 12,6 até 15,0
de 15,1 até até 22,5
maior que 22,5
12,5
16,0
20,0
25,0
32,0
Fonte: Gerdau, 2004.
2- Telas soldadas: as telas soldadas (Figura 9.17), muito utilizadas em diversos
tipos de obras, são especialmente indicadas para atuar como armadura de
combate às tensões de retração do concreto, cujas intensidades são diretamente
proporcionais ao comprimento da placa.
Necessariamente devem ser posicionadas a 1/3 da espessura da placa
(medida a partir da face superior), respeitando-se um máximo de 5 cm de
recobrimento.
187
FIGURA 9.17 – Telas soldadas: rolo e painéis
Fonte: Belgo, 2003.
Para a escolha da tela soldada e da espessura do piso, a Gerdau (2004), por
meio do boletim técnico Pisos em concreto armado, elaborou uma prática tabela
que indica soluções para diferentes tipos de carregamento e espessura de placas
(Tabela 9.5).
Na tabela são adotados dois tipos de cargas:
- peso por eixo: carga móvel (empilhadeira, caminhão, trator, etc.)
- peso por área: carga estática (material estocado, grãos, etc.)
188
TABELA 9.5 - Indicações para escolha da tela soldada e da espessura do piso.
Carga
(t/eixo)
Espessura
(cm)
Comprimento
máximo da
placa (m)
Tela
soldada
(tipo)*
Barra de
transferência
(mm)
4 12 15 Q 138 16
6 14 15 Q 159 20
8 15 15 Q 196 20
10 18 15 Q 196 25
12 20 20 Q 283 25
14 22 20 Q 283 25
Carga
(t/m
2
)
Espessura
(cm)
Comprimento
máximo da
placa (m)
Tela
soldada
(tipo)*
Barra de
transferência
(mm)
2 10 15 Q 92 12,5
4 10 15 Q 138 12,5
6 12 15 Q 138 16
8 14 20 Q 196 20
10 16 20 Q 283 25
Fonte: Gerdau, 2004.
*As especificações das telas citadas podem ser encontradas no item 9 do
Capítulo 3.
Deve ser assegurado o perfeito posicionamento das barras de
transferência e das telas soldadas. São bastante utilizados nas obras espaçadores
denominados caranguejos, com bitolas de 8,0 ou 10,0 mm ou espaçadores em
forma de treliça soldada.
Os caranguejos devem ser utilizados em grande quantidade, à razão de
umas 5 unidades por metro quadrado de tela, para suportar eficientemente as
cargas geradas no processo de concretagem.
As treliças soldadas, normalmente empregadas na fabricação de lajes
treliçadas, podem ser facilmente encontradas nas alturas de 8, 12, 16, 20 e 25 cm
e devem ser posicionadas em linhas paralelas distanciadas de cerca de 1,20 m,
podendo servir como apoio das telas ou das barras de transferência (dependendo
da espessura do piso)
189
8.6 Concretos para pisos
A concretagem do piso é de fundamental importância estando
diretamente ligada ao desempenho final e à durabilidade do pavimento. Nesta
fase muitos defeitos de execução podem acontecer, acarretando futuras
patologias de difíceis ou onerosas soluções. Dentre elas, podem ocorrer: pisos
com baixa resistência ao desgaste, fissuras, escamamento, rugosidade excessiva,
porosidade e outras mais. A qualidade do material concreto está diretamente
ligada à qualidade do piso resultante.
Os materiais a serem utilizados para confecção do concreto devem ser
cuidadosamente selecionados, obedecendo às especificações já vistas em
capítulos anteriores.
Algumas considerações podem ser feitas sobre os materiais:
1ª) Quanto ao cimento: a princípio não há nenhuma restrição quanto ao tipo de
cimento, sendo que o cimento tipo CP V ARI (de alta resistência inicial) leva a
uma maior retração hidráulica porque perde água com facilidade e, se não for
bem administrada a concretagem, existe a tendência do surgimento de fissuras
na superfície e também tem tempo de pega mais curto, exigindo especial atenção
dos operários na obra, embora o tempo de pega mais curto pode facilitar as
operações de acabamento superficial do piso. Já os cimentos com adições têm
elevados tempos de pega e como a resistência nos primeiros dias é mais baixa e
a permeabilidade é mais alta, há necessidade de procedimentos de cura mais
esmerados e prolongados.
Os cimentos com adições, principalmente os de escória de alto forno (CP
III), apresentam melhor desempenho em face de ataques químicos e, geralmente,
apresentam maior resistência à tração na flexão para um mesmo nível de
resistência à compressão (Rodrigues & Cassaro, 2002).
190
2ª) Quanto aos agregados: para os agregados miúdos pode-se empregar areia
natural de origem quartzosa, de granulometria média à grossa.
Os agregados graúdos irão afetar mais as propriedades do concreto
endurecido, visto que o fator de forma, textura superficial e mesmo a presença
de material pulverulento, irão atuar de maneira marcante na resistência à tração
na flexão. Os agregados naturais, como os seixos rolados que podem resultar em
concretos com resistência maior que o concretos com brita, dependendo do traço
têm módulo de elasticidade menor e as deformações elásticas são maiores para
mesmas resistências (Bocchile, 2003). Dessa forma, os seixos rolados são
particularmente prejudiciais neste aspecto (Rodrigues & Cassaro, 2002).
3º) Quanto aos aditivos: para os casos usuais não há necessidade de emprego
de algum tipo de aditivo. Um aditivo, particularmente interessante para pisos,
são os pigmentos. Pigmentos são materiais geralmente sob a forma de pó que,
adicionados na fase da mistura, permitem obter uma vasta gama de coloração do
concreto, permitindo diferenciar áreas para fins específicos nos grandes pátios.
No meio rural, os pigmentos podem ser utilizados no concreto de
terreiros, por exemplo, para diferenciar áreas de estocagem de áreas de
circulação de equipamentos (que devem ser mais reforçadas e resistentes ao
trânsito).
Quanto ao concreto, preferencialmente deverá ser utilizado concreto
usinado (misturado em centrais dosadoras), com f
ck
= 20,0 MPa e composto de
50% de brita 1 e 50% de brita 2. A qualidade do concreto está diretamente ligada
ao desempenho e durabilidade do piso.
Para concreto misturado na obra, de forma bastante prática a Gerdau
(2004) em seu boletim técnico (Pisos de concreto armado) recomenda o seguinte
traço (Tabela 9.6):
191
TABELA 9.6 - Concreto para execução de pisos (traço)
Cimento Areia grossa Brita 1 Brita 2 Água
1 saco 3 latas 3 latas 2 ½ latas 28 litros
Nota: a) a lata considerada é de 18 litros;
b) esta especificação corresponde a produção de 165 litros de concreto;
c) o traço especificado em volume correspondente é 1: 1,5: 2,8 com
relação água-cimento x = 0,56 (para areia seca).
Fonte: Gerdau, 2004.
8.7 Técnicas construtivas (pisos de concreto)
Ao se pretender construir pisos, pavimentos ou terreiros (caso de meio
rural) em concreto, é fundamental o conhecimento prévio de todas atividades
que lá serão desenvolvidas: produtos armazenados, tipos de equipamentos que
transitarão, determinação de cargas estáticas e dinâmicas, condições de suporte
do solo (subleito), localização preferencial em relação à orientação do
caminhamento do sol, condições de agressividade ambiental e de produtos
manuseados, enfim, uma série de parâmetros devem ser inicialmente estudados.
Alguns outros aspectos a serem observados na construção de pisos:
1) Local - a escolha do local tem também muita importância, devendo ser
observadas além das exigências de lay outs operacionais, as condições de
suporte do terreno. Preferencialmente, devem ser evitados áreas que necessitem
aterros. As inclinações porventura necessárias ao piso acabado já devem ser
previstas na regularização do terreno para receber a sub-base. Se numa especial
situação a sub-base não for necessária, a superfície do terreno deverá ser
energicamente compactada, visando melhorar as condições de uniformidade de
transferência de cargas e de regularização da superfície.
2) Sub-base - a sub-base, em função das suas importantes atuações na
estabilidade do conjunto que forma o piso deve merecer também especial
atenção e sempre que possível deve ser executada. Verificar o tipo de sub-base
192
mais adequado e econômico em razão da disponibilidade de materiais e
equipamentos e executá-la criteriosamente.
Já foi utilizado com sucesso, na região do município de Lavras, terreiro
de café utilizando-se como sub-base uma camada com aproximadamente 6 cm
de espessura de cascalho ciclópico (disponível no local), compactado com rolo
mecânico liso.
3) Isolamento da sub-base e do piso – se a sub-base for executada é
tecnicamente recomendado o isolamento dela em relação ao piso, o que é
conseguido com a colocação das conhecidas lonas plásticas pretas, de custo
acessível e de fácil colocação. As funções deste isolamento estão especificadas
no item 9.6.2.3.
4) Posicionamento das armaduras e das barras de transferência - se
existirem, as armaduras (estrutural e de distribuição) e as barras de
transferências devem ser exatamente posicionadas de forma que não ocorram
deslocamentos das mesmas durante a etapa de concretagem. As finalidades de
cada uma delas já foram especificadas anteriormente.
Importante é lembrar que as armaduras de distribuição (geralmente telas
soldadas) devem ser posicionadas a 1/3 da espessura da face superior da placa
(máximo cobrimento de concreto de 5 cm) e as barras de transferência devem
ser colocadas na metade da espessura das placas (Figura 9.16). A armadura
estrutural, utilizada somente em condições especiais (elevadas cargas, fraca
resistência suporte do subleito), são colocadas na face inferior da placa, com
cobrimento obedecendo às prescrições do projeto.
5) Concretagem do piso - antes de iniciar a etapa de concretagem, verificar a
perfeita execução das etapas anteriores. Apesar de se tratar de pisos, é
conveniente verificar as recomendações já feitas anteriormente no item 8.7, onde
é especificada uma série de cuidados a serem observados antes do início da
concretagem.
193
Algumas considerações importantes:
- Fôrmas: as fôrmas que irão limitar a área de concretagem das placas devem ser
resistentes (para suportar as pressões laterais produzidas pelo concreto), ter
perfeito alinhamento e serem eficientemente fixadas (para evitar
deslocamentos). A alternativa de utilização de tábuas ou sarrafos presos ao solo
por meio de pontas de vergalhões pode ser usada desde que seja garantida a
eficiência suporte do conjunto. A utilização de peças de madeira (6 cm x 12 cm),
(6 cm x 16 cm) é mais indicada, pois elas são mais resistentes aos esforços, são
facilmente manuseadas, trabalhadas, fixadas e retificáveis. Também é possível a
utilização de perfis metálicos tipo “U” que apresentam rigidez com leveza.
- Processos de concretagem: a concretagem do piso pode ser executada de duas
maneiras distintas: em xadrez ou em faixas (Figura 9.18).
194
JC JC JC JC
JC
JC
JC
Concretagem em xadrez
JS JS JS JS
JC
JC
JC
Concretagem em faixas
Observações:
JC = Junta de construção JS = Junta serrada
• Para o comprimento máximo das placas ver Tabela 9.4
• Utilizar as placas já concretadas como fôrmas para as demais.
• Antes da 2ª etapa de concretagem, isolar uma placa da outra, aplicando
uma pintura de cal ou desmoldante na lateral da placa já pronta e
engraxar as barras de transferência.
• As fôrmas de madeira não devem ficar no piso e serão reaproveitadas.
1ª concretagem
2ª concretagem
FIGURA 9. 18 - Possíveis planos de concretagem para pisos.
A concretagem em xadrez, antigamente muito utilizada, já não é mais
aconselhada, a não ser apenas em trabalhos simples e sem muita importância
estrutural (Rodrigues & Cassaro, 2002). Esta premissa é justificada pelo fato de
que antigamente todas as juntas transversais eram projetadas como juntas de
expansão, pois se acreditava que o principal fato causador de fissuras era a
195
dilatação do concreto já endurecido, o que provocaria tensões de compressão nas
juntas. Com os conhecimentos atuais, sabe-se que as trincas transversais são
oriundas da retração do concreto quando plástico e também devido ao
empenamento restringido sob a ação das diferenças térmicas e higotérmicas
(Pitta, 1999).
Quando foi concebido o processo de concretagem em xadrez, imaginava-
se também que a retração da parte concretada ocorreria rapidamente antes da 2ª
concretagem, o que de fato não acontece, pois a retração só ocorrerá quando
cessar a cura, que deve perdurar, no mínimo, sete dias. Mesmo assim, a retração
continuará a se processar lentamente. A solução para este tipo de concretagem
seria esperar um longo prazo para efetuar a concretagem dos painéis da 2ª
concretagem. Também, esta solução implica em um número exagerado de juntas
que são pontos vulneráveis a defeitos. Outra limitação deste sistema de
concretagem refere-se à dificuldade de execução.
Neste contexto, o melhor e mais seguro método para execução dos pisos
de concreto é o processo de concretagem em faixas com posterior corte das
placas (juntas serradas) adequadamente espaçadas. Este método de concretagem
também facilita os trabalhos de execução.
- Adensamento: Devido às grandes áreas de piso aliadas a suas pequenas
espessuras, sugere-se que o concreto deva ser mais plástico, com slump em torno
de 8 a 10 cm, para facilitar o lançamento e o adensamento. Pode ser utilizada
uma ferramenta semelhante ao ancinho de jardinagem, que deve ser cravado no
concreto aplicando-se movimentos vibratórios.
- Acabamento superficial: o acabamento da superfície do piso é a principal fonte
de medida do seu desempenho, pois é ela que estará em contato com todas as
ações solicitantes. Os pisos de concreto, quanto ao tipo de acabamento
196
superficial, podem ser divididos em dois grandes grupos: os pisos de camada
única (o próprio concreto da placa funciona como revestimento) e os pisos com
revestimentos que podem ser executados por dois procedimentos distintos,
denominados úmido-sobre-úmido e úmido-sobre-seco (Rodrigues & Cassaro,
2002).
A operação de regularização, embora aparentemente simples, deve ser
executada com esmero e habilidade. Não dispondo de equipamentos mais
sofisticados como régua vibratória, a ferramenta quase sempre empregada é uma
régua de alumínio ou magnésio (com comprimento de até 3 m). Pode ser fixada
a um cabo com dispositivo que permita a sua mudança de ângulo, fazendo com
que o “rodo” possa cortar o concreto quando vai e volta, ou apenas alisá-lo,
quando a régua está plana.
- Cura do concreto: A cura ganha importância fundamental na execução de
pisos. Além de estar relacionada diretamente à resistência do concreto, está
intimamente ligada aos problemas de superfície. Ela deve ser iniciada
imediatamente após as operações de acabamento. A superfície deve ser mantida
constantemente úmida, evitando as ações perniciosas da ação do vento e da
insolação. Deve-se evitar processo de cura intermitente. É aconselhável ver as
recomendações feitas no item 12 do capítulo 8 sobre os procedimentos para a
realização de uma cura perfeita, que deverá perdurar por um período mínimo de
sete dias (quanto mais tempo, melhor).
9 CONCRETOS IMPERMEÁVEIS
Em muitas aplicações é necessário procurar se obter concretos
impermeáveis, principalmente no caso de obras como reservatórios de água,
piscinas, fossas sépticas, tanques, represas e outras.
197
Primeiramente é necessário determinar as características do meio no qual
o concreto estará exposto (Santos & Savage, 2003b), estabelecendo-se, segundo
a NBR 6118:2003, a Classe de Agressividade do Ambiente (CAA). Como já foi
discutido no capítulo 7, que trata da última revisão da NBR 6118, a definição
desta classe é fundamental na concepção do projeto estrutural, pois influenciará
nos valores mínimos de resistências características que devem ser respeitados,
no valor mínimo do cobrimento da armadura e na máxima abertura das fissuras
permitida. Para esta definição de classe é, portanto, necessário conhecer as
características do ambiente de exposição e, logicamente, as propriedades do
líquido que estará em contato com o concreto.
De forma geral, sempre se deveria obter concretos impermeáveis em
qualquer situação. Quando o concreto é submetido a ataque químico externo,
existe apenas um modo de reduzir a intensidade desta agressão: reduzir a
porosidade e a permeabilidade do concreto para diminuir a velocidade, tanto
quanto possível, da penetração dos agentes agressivos (Aïtcin, 2000). È
necessário, portanto, que os concretos, de forma generalizada, sejam tão
compactos e impermeáveis quanto possível. Neste contexto, Neville (1997)
afirma: “ . . . para ser durável, um concreto tem que ser impermeável.”
Para se conseguir concretos impermeáveis é necessário, primeiramente,
que o mesmo tenha uma baixa relação água-cimento (Aïtcin, 2000), mas é muito
importante também a elaboração de projetos com claros detalhamentos
construtivos e execução cuidadosa da estrutura em todas suas etapas, com
destaque para as etapas de lançamento e cura do concreto (ver capítulo 8 –
Técnicas de construção).
Reportando-se ao item 7 (Traços de concreto), indica-se a seguir um
traço de concreto que apresenta boas condições de impermeabilidade.
Entretanto, é importante atentar que esta é uma indicação genérica, para casos
usuais de obras comuns que requerem a utilização de um concreto impermeável.
198
É aconselhável que ao executar qualquer tipo de reservatório, a construção seja
precedida de um projeto estrutural bem elaborado e detalhado, com
especificação do tipo de concreto a ser utilizado (resistência, slump, dimensão
máxima do agregado, etc.), pois a correção e recuperação de estruturas de
concreto, principalmente no caso de vazamentos é difícil e onerosa.
Em casos especiais de grandes reservatórios ou piscinas é aconselhável
também a elaboração de um projeto de impermeabilização. O fato é que os
projetos de estrutura e de impermeabilização são complementares – o êxito de
um depende do desempenho do outro. Neste sentido apresentam-se, como
informação adicional, as Tabelas 9.7 e 9.8, com relação de normas da ABNT
referentes às piscinas e impermeabilização, respectivamente.
É prudente salientar que os sistemas de impermeabilização não corrigem
defeitos estruturais.
Indicação de um traço de concreto com boas características de
impermeabilidade: concreto no traço (em volume) de 1: 2: 3 com fator água-
cimento x = 0,61 o qual deve ser reduzido com adição de aditivos, para se tornar
mais impermeável. Como agregado graúdo recomenda-se a brita nº 1.
Resistências prováveis, consumo de materiais componentes, dimensões de
padiolas para as medições e rendimento podem ser vistos na Tabela 9.2.
Para possibilitar a redução do fator água-cimento é aconselhável a
utilização de um aditivo plastificante redutor de água. Como exemplo, pode ser
indicado o aditivo CEMIX, na dosagem de 0,2% sobre o peso de cimento. O
produto tem o aspecto de líquido marrom-escuro, encontrado em baldes de 20 kg
e tambor de 230 kg e deve ser adicionado à água de amassamento. Acrescentar
também o aditivo impermeabilizante VEDACIT, que se apresenta sob a forma
de uma emulsão pastosa branca, e que deve ser dissolvido na água de
amassamento na proporção de 1% sobre o peso do cimento. É encontrado em
199
saco e pote de 1 litro, galão de 3,6 litros, balde de 18 litros e tambor de 200
litros.
TABELA 9.7 - Relação de algumas normas da ABNT referentes a projeto,
execução e manutenção de piscinas.
Norma Título
NBR 9816
NBR 9818
NBR 9819
NBR 10339
NBR 10818
NBR 10819
NBR 11238
NBR 11239
NBR 5410
Piscina – terminologia
Projeto e execução de piscina (tanque e área circundante)
Piscina – classificação
Projeto e execução de piscina (sistema de recirculação e
tratamento)
Qualidade de água de piscina
Projeto e execução de piscina (casa de máquinas, vestiários e
banheiros)
Segurança e higiene em piscinas
Projeto e execução de piscinas (equipamentos para a borda do
tanque)
Instalações elétricas de baixa tensão
Fonte: Carvalho, 2002.
TABELA 9.8 - Relação de algumas normas da ABNT referentes a projeto,
execução e materiais para impermeabilização.
Norma Título
NBR 9575
1)
NBR 8083
2)
NBR 9574
NBR 9952
NBR 9956
NBR 11905
NBR 12190
2)
NBR 13724
Impermeabilização – seleção e projeto
Materiais e sistemas utilizados em impermeabilização
Execução de impermeabilização
Manta asfáltica com armadura para impermeabilização –
(requisitos e métodos)
Mantas asfálticas (estanqueidade à água)
Sistema de impermeabilização composto por cimento
impermeabilizante e polímeros
Seleção da impermeabilização
Membrana asfáltica para impermeabilização, moldada no
local, com estruturantes
1)
norma recentemente revisada (out./2003)
2)
normas canceladas e substituídas com a revisão da NBR 9575.
Fonte: Instituto Brasileiro de Impermeabilização – IBI (2002).
200
10 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com relação ao que foi exposto, é grande a potencialidade de aplicação
do material concreto nas mais diversas obras no meio rural. Entretanto, ficou
evidenciado que existe pouco interesse da comunidade científica em pesquisas
sobre construções rurais, existindo aí grande demanda de informações técnicas
sobre o concreto e suas técnicas construtivas.
As principais necessidades constatadas que, se atendidas, viabilizariam
maior e melhor utilização do concreto nas construções rurais se referem à:
- desconhecimento da possibilidade de utilização de aditivos na mistura;
- indicações de traços de concretos para distintas aplicações;
- técnicas a serem utilizadas para construção de pisos diversos;
- indicações para obtenção de concretos impermeáveis;
- informações sobre técnicas construtivas a serem adotadas no manuseio e
aplicação do concreto nas obras em geral.
201
CAPÍTULO 10
CONCLUSÕES
De todo o exposto e com base nos dados obtidos e nas análises
efetuadas, destacam-se as seguintes conclusões:
1) A evolução histórica do concreto está diretamente ligada à procura do
aglomerante ideal.
2) A engenharia estrutural brasileira, por suas obras arrojadas e criativas, é
conhecida e respeitada internacionalmente.
3) Devido às muitas patologias verificadas nas obras de concreto, normas e
estudos estão sendo revisados no intuito da obtenção de estruturas
resistentes, porém duráveis. Anteriormente, as normas priorizavam a
resistência.
4) A correta escolha dos materiais componentes é indispensável para a
obtenção de concretos de qualidade. Com a utilização de aditivos,
determinadas características do concreto podem ser realçadas.
5) Para resistir aos esforços de tração são utilizadas barras de aço
juntamente com o concreto, constituindo, dessa forma, o notável
material “concreto armado”. Em alguns tipos de obra, as telas soldadas
podem substituir com vantagens as barras de aço.
6) A disponibilidade de diferentes tipos de componentes (cimentos,
agregados), a possibilidade de incorporação de aditivos e as várias
técnicas construtivas empregadas permitem a oferta de concretos com
diferentes características.
7) A melhoria de determinadas propriedades do concreto, principalmente
para evitar fissuras devido à retração, é conseguida com a incorporação
de determinadas fibras vegetais, fibras sintéticas ou fibras de aço; cada
202
uma delas com suas vantagens e desvantagens quando comparadas entre
si.
8) O concreto de alto desempenho (CAD) apresenta qualidades superiores
às dos concretos convencionais. Devido às suas excelentes
características, está sendo empregado com sucesso nos mais diferentes
tipos de obras, sendo um material com grande potencial para aplicações
em obras agroindustriais.
9) A revisão da norma NBR 6118 da ABNT exige mudanças significativas
nos procedimentos adotados até agora, principalmente no que se refere à
análise estrutural e à durabilidade das obras. Tais mudanças exigirão
atualização dos processos de cálculo, além de afetare as etapas de
projeto e detalhamento e implicarão em exigências de maior controle e
qualidade de execução e manutenção das obras.
10) A revisão da norma NBR 6118 abre a possibilidade de que determinados
limites estabelecidos possam ser flexibilizados mediante comprovação
experimental. Isto permitirá ao meio técnico uma maior motivação para
a pesquisa na área de durabilidade das construções, envolvendo diversos
segmentos da Engenharia Civil e dos materiais, o que contribuirá para o
desenvolvimento tecnológico da engenharia no Brasil.
11) Uma grande parcela das patologias verificadas em obras é originária da
fase de execução e podem ser evitadas com a adoção de técnicas
construtivas bastante simples a serem aplicadas. Todas as etapas de
construção requerem cuidados especiais.
12) O material concreto encontra no meio rural uma grande potencialidade
de aplicação. As principais necessidades constatadas, se atendidas,
viabilizariam, com maior eficiência e amplitude, a utilização do
concreto nas construções rurais.
203
Em suma, o concreto devido às suas excelentes características apresenta
enorme potencialidade de utilização em obras rurais. Espera-se que o presente
trabalho constitua uma contribuição técnica para a divulgação e a correta
aplicação deste material em construções agroindustriais.
204
ANEXO A
Relação de algumas normas brasileiras relativas ao concreto com a
correspondência entre as normas ABNT e INMETRO.
ABNT INMETRO TÍTULO
NB 1 NBR 6118
1)
Projeto e execução de obras de concreto armado
NB 2 NBR 7187
2)
Cálculo e execução de pontes de concreto armado
NB 4 NBR 6119
2)
Cálculo e execução de lajes mistas
NB 5 NBR 6120 Cargas para o cálculo de estruturas de edificações
NB 51 NBR 6122 Projeto e execução de fundações
NB 599 NBR 6123 Forças devidas ao vento em edificações
NB 6 NBR 7188 Cargas móveis em pontes rodoviárias
NB 7 NBR 7189 Cargas móveis em pontes ferroviárias
NB 8 NBR 5984 Norma geral do desenho técnico
NB 16 NBR 7191 Execução de desenhos para obras de concreto
simples ou armado
NB 49
2)
Projeto e execução de obras de concreto simples
NB 116 NBR 7197
2)
Cálculo e execução de obras de concreto
protendido
EB 1 NBR 5732 Cimento Portland comum
Outras normas para cimentos ver Capítulo 2 (item 4.3)
EB 3 NBR 7480 Barras e fios de aço destinados a armaduras para
concreto armado
EB 4 NBR 7211 Agregados para concreto
EB 136
EB 230
NBR 7212
NBR 7213
(NM 35)
3)
Execução de concreto dosado em central
Agregados leves para concreto estrutural
EB 1133 NBR 7214 Areia normal para ensaio de cimento
EB 565 NBR 7481 Telas de aço soldadas para armaduras de concreto
EB 780 NBR 7482 Fios de aço para concreto protendido
EB 781 NBR 7483 Cordoalhas de aço para concreto protendido
MB 1 NBR 7215 Cimento Portland – determinação da resistência à
compressão
1)
A última revisão da NBR 6118, realizada em 2003, terá sua aplicação
exigida a partir de abril de 2004.
2)
Normas que ou serão revisadas, ou canceladas ou substituídas pela NBR
6118/2003.
3)
NM significa Norma Mercosul.
(...continua...)
205
ANEXO A, Cont.
ABNT INMETRO TÍTULO
MB 2 NBR 5738 Concreto – procedimento para moldagem e cura
de corpos-de-prova
MB 3 NBR 5739
(NM 101)
Concreto – ensaio de compressão de corpos-de-
prova cilíndricos
MB 4 NBR 6152 Determinação das propriedades mecânicas à
tração de materiais metálicos
MB 7 NBR 7217
(NM 248)
Agregados – determinação da composição
granulométrica
MB 8 NBR 7218
(NM 44)
Agregados – determinação do teor de argila em
torrões e materiais friáveis
MB 212
MB 215
-
MB 256
-
NBR 7222
NBR 6467
NBR NM 33
NBR 7223
(NM 67)
NM 137
Argamassa e concreto – determinação da
resistência à tração por compressão diametral de
corpos-de-prova cilíndricos
Agregados – determinação do inchamento de
agregado miúdos
Concreto – amostragem de concreto fresco
Concreto – determinação da consistência pelo
abatimento do tronco de cone
Argamassa e concreto – água para amassamento e
cura de argamassa e concreto de cimento Portland
NBR 7807 Símbolo gráfico para projeto de estruturas
- NBR 8681 Ações e segurança nas estruturas
CB 130 NBR 8953 Concreto para fins estruturais – classificação por
grupos de resistência
NB 949
MB 2700
NB 1223
NBR 9062
NBR 9939
NBR 10839
Projeto e execução de estruturas de concreto pré-
moldado
Agregados – determinação do teor de umidade
total, por secagem. Em agregado graúdo
Execução de obras de arte especiais em concreto
armado e concreto protendido
MB 2645 NBR 10908
(NM 34)
Aditivos para argamassas e concretos – ensaios de
uniformidade
NBR 11173 Projeto e execução de argamassas armadas
EB 1763 NBR 11768 Aditivos para concreto de cimento Portland
NB 1401 NBR 12317 Verificação de desempenho de aditivos para
concreto
(...continua...)
206
ANEXO A, Cont.
ABNT INMETRO TÍTULO
- NBR 12654 Controle tecnológico dos materiais componentes do
concreto
- NBR 12655 Concreto – preparo, controle e recebimento
- NBR 12821
(NM 79)
Concreto – preparo de concreto em laboratório
NBR 14859 e 14860 Lajes pré-fabricadas
- NBR 14862 Armaduras treliçadas eletrosoldadas
- NBR 14931 Execução de estruturas de concreto – Procedimento
Fonte: ABNT. Disponível em: <www.abntdigital.com.br>. Acesso em: 27 jan.
2004.
OBSERVAÇÕES:
1. Com a revisão da NB 1 (NBR 6118), várias normas deverão ser
revisadas, ou substituídas ou canceladas. É aconselhável consultas à
ABNT sobre as recentes revisões e aprovações de normas.
2. A correspondência completa entre as normas da ABNT e as NBR pode
ser encontrada no Catálogo de Normas da ABNT ou no Catálogo de
Normas Brasileiras Registradas do INMETRO.
207
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABBATE, V. Coleta de corpos-de-prova exige roteiro. Téchne, São Paulo, v.
11, n. 70. p. 50-52, jan. 2003.
AGOPYAN, V.; SAVASTANO JUNIOR, H. A experiência brasileira com as
fibras vegetais. Téchne, São Paulo, v. 6, n. 32, p. 38-43, jan./fev. 1998.
AÏTICIN, P.-C. Concreto de alto desempenho. Tradução Geraldo G. Serra.
São Paulo: Pini, 2000.
ALVES, J. D. Materiais de construção. 6. ed. Goiânia: UFG, 1987.
AMARAL, N. A. Construções de Concreto. São Paulo: Escola Politécnica da
USP, 1969.
ANTUNES, B. Porto Alegre põe à prova pavimento de concreto. Téchne, São
Paulo, v. 11, n. 78, p. 48-53, set. 2003.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DAS EMPRESAS DE SERVIÇOS DE
CONCRETAGEM – ABESC. Apresenta informações técnicas sobre
concretos e suas aplicações. Disponível em: <http://www.abesc.org.br>.
Acesso em: 25 nov. 2003.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DAS EMPRESAS DE SERVIÇOS DE
CONCRETAGEM – ABESC. Concreto de alto desempenho. Téchne, São Paulo,
v. 63, p. 29, jun. 2002.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND – ABCP.
Apresenta informações sobre os cimentos brasileiros. Disponível em:
<http://www.abcp.org.br>. Acesso em: 25 nov. 2003.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND – ABCP.
Especificações brasileiras para cimentos Portland. Disponível em
<http://www.abcp.org.br>. Acesso em: 16 dez. 2002a.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND – ABCP. Guia
básico de utilização do cimento Portland. 7. ed. São Paulo: ABCP, 2002b.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR
11768. Aditivos para concreto de cimento Portland. Rio de Janeiro, 1992.
208
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR
7480. Barras e fios destinados a armaduras para concreto armado. Rio de
Janeiro, 1996.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR
5732. Cimento Portland comum. Rio de Janeiro, 1991.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR
5739. Concreto – Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos. Rio
de Janeiro, 1994.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR
5738. Concreto – Procedimento para moldagem e cura de copos-de-prova.
Rio de Janeiro, 2003.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR
8953. Concreto para fins estruturais – classificação por grupos de
resistência. Rio de Janeiro, 1992.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR
14931. Execução de estrutura de concreto - Procedimento. Rio de Janeiro,
2003.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR
6118. Projeto e execução de obras de concreto armado. Rio de Janeiro, 1998.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR
6118. Projeto e execução de obras de concreto armado. Rio de Janeiro, 2003.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 7223
(NBR NM 67). Concreto – determinação da consistência pelo abatimento do
tronco de cone. Rio de Janeiro, 1998.
BELGO, BEKAERT ARAMES. Apresenta informações sobre diversos
produtos para construção civil. Disponível em:
<http://[email protected].br>. Acesso em: 16 dez. 2003.
BENTES, R. F.; VASCONCELLOS, L. A. E. de. O reforço das fibras. Téchne,
São Paulo, v. 1, n. 3, 28-30, mar./abr. 1993.
BERALDO, A. L. Compósitos biomassa vegetal-cimento: materiais não
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