MATERIAIS COMPÓSITOS: CONCRETO
Professor: Marcolino Fernandes Grupo: Jeferson F. Passos João Tiago Garbossa S. Jonathan de Araujo Ruíz
São João da Boa Vista, 07 de Outubro de 2011
Sumário
1. Concreto ............................................................................................................................ .................................................................................................................................... ........ 3 1.1 Definição ........................................................... .............................................................................................................................. ................................................................... 3 1.2 Cimento. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. 4 1.3 Agregados. .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... 5 1.4 Água de amassamento. .......................................................... ...................................................................................................... ............................................ 5 1.5 Aditivos para concreto. ............................................................ ........................................................................................................ ............................................ 5 2. Classificação do Concreto. ............................................................ ........................................................................................................ ............................................ 6 2.1 Em relação ao uso de armadura: ..................................................................... ........................................................................................ ................... 6 2.2 Em relação à massa m assa específica: ......................................................................................... ......................................................................................... 6 2.3 Em relação à resistência: ................................................................................. .................................................................................................... ................... 6 3. Estrutura do concreto. concreto . .............................................................................. ............................................................................................................... ................................. 6 3.1 Fase F ase Pasta. ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... 6 3.2 Fase Agregado. .................................................................................. ................................................................................................................... ................................. 7 4. Processamento do Concreto. ..................................................................... ................................................................................................... .............................. 7 4.1. Dosagem do concreto. concreto . ....................................................................................................... ....................................................................................................... 8 4.2. Mistura ou Amassamento. .................................................................... .................................................................................................. .............................. 8 4.3. Transporte. ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... 9 4.4. Lançamento. ........................................................................... ....................................................................................................................... ............................................ 9 4.5. Adensamento. ............................................................................................................ .................................................................................................................. ...... 10 4.6. Cura. ................................................................................................................ ................................................................................................................................. ................. 10 5. Propriedades do Concreto. ........................................................... ..................................................................................................... .......................................... 12 5.1 Propriedades do Concreto Fresco. ................................................................................... ................................................................................... 12 12 5.1.1 Consistência. ........................................................................................................ .............................................................................................................. ...... 13 5.1.2. Plasticidade. .............................................................................................................. .............................................................................................................. 15 5.1.3 Poder de Retenção de Água. ..................................................................................... ..................................................................................... 17 5.1.4. Trabalhabilidade ........................................................................................................ ........................................................................................................ 18 5.2. Propriedades do Concreto Endurecido. ..................................................................... ........................................................................... ...... 18 5.2.1. Resistência Mecânica. .............................................................................................. 19 5.2.2 Durabilidade e Impermeabilidade. ......................................................... ............................................................................. .................... 23 23 5.2.3 Massa específica. ............................................................. ....................................................................................................... .......................................... 25 5.2.4 Propriedade acústica. ..................................................................... ................................................................................................. ............................ 25 6. Tipos T ipos de Concretos. ................................................................................................................ ................................................................................................................ 25 25 6.1 Argamassa. ................................................................................................................. ....................................................................................................................... ...... 25 6.2 Grout. ............................................................................ ................................................................................................................................. ..................................................... 26 6.3 Concreto C oncreto Dosado em Central. ............................................................ ........................................................................................... ............................... 26 6.4 Concreto ARI (Concreto (Concret o de Alta Resistência Inicial). ....................................................... 27 6.5 Concreto C oncreto Armado. ............................................................................................................. ............................................................................................................. 27 6.6 Concreto Auto Adensável – (Concreto Fluído). ................................................................ 28 28 6.7 Concreto Bombeável. .............................................................. ........................................................................................................ .......................................... 28 6.8 Concreto de Alto Desempenho CAD. .............................................................................. .............................................................................. 29 6.9 Concreto Celular. .............................................................................................................. 29 6.10 Concreto Ciclópio. ..................................................................................................... ........................................................................................................... ...... 30 6.11 Concreto colorido. ........................................................................................................... ........................................................................................................... 30 6.12 Concreto Convencional. ............................................................................................ .................................................................................................. ...... 31 6.13 Concreto Extrusado (Farofa – Maquininha). ................................................................... 31 6.14 Concreto com Adição de Fibras. ..................................................................................... ..................................................................................... 32 6.15 Concreto Leve. ................................................................................................................ ................................................................................................................ 32 32 6.16 Concreto com Módulo de Elasticidade Definido. ............................................................ 33 6.17 Concreto para Pavimento Rígido. ................................................................................... ................................................................................... 34 6.18 Concreto com Pega Programada. Pr ogramada. ............................................................... ................................................................................... .................... 35 7. Referências Bibliográficas. ............................................................ ...................................................................................................... .......................................... 36
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Sumário
1. Concreto ............................................................................................................................ .................................................................................................................................... ........ 3 1.1 Definição ........................................................... .............................................................................................................................. ................................................................... 3 1.2 Cimento. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. 4 1.3 Agregados. .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... 5 1.4 Água de amassamento. .......................................................... ...................................................................................................... ............................................ 5 1.5 Aditivos para concreto. ............................................................ ........................................................................................................ ............................................ 5 2. Classificação do Concreto. ............................................................ ........................................................................................................ ............................................ 6 2.1 Em relação ao uso de armadura: ..................................................................... ........................................................................................ ................... 6 2.2 Em relação à massa m assa específica: ......................................................................................... ......................................................................................... 6 2.3 Em relação à resistência: ................................................................................. .................................................................................................... ................... 6 3. Estrutura do concreto. concreto . .............................................................................. ............................................................................................................... ................................. 6 3.1 Fase F ase Pasta. ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... 6 3.2 Fase Agregado. .................................................................................. ................................................................................................................... ................................. 7 4. Processamento do Concreto. ..................................................................... ................................................................................................... .............................. 7 4.1. Dosagem do concreto. concreto . ....................................................................................................... ....................................................................................................... 8 4.2. Mistura ou Amassamento. .................................................................... .................................................................................................. .............................. 8 4.3. Transporte. ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... 9 4.4. Lançamento. ........................................................................... ....................................................................................................................... ............................................ 9 4.5. Adensamento. ............................................................................................................ .................................................................................................................. ...... 10 4.6. Cura. ................................................................................................................ ................................................................................................................................. ................. 10 5. Propriedades do Concreto. ........................................................... ..................................................................................................... .......................................... 12 5.1 Propriedades do Concreto Fresco. ................................................................................... ................................................................................... 12 12 5.1.1 Consistência. ........................................................................................................ .............................................................................................................. ...... 13 5.1.2. Plasticidade. .............................................................................................................. .............................................................................................................. 15 5.1.3 Poder de Retenção de Água. ..................................................................................... ..................................................................................... 17 5.1.4. Trabalhabilidade ........................................................................................................ ........................................................................................................ 18 5.2. Propriedades do Concreto Endurecido. ..................................................................... ........................................................................... ...... 18 5.2.1. Resistência Mecânica. .............................................................................................. 19 5.2.2 Durabilidade e Impermeabilidade. ......................................................... ............................................................................. .................... 23 23 5.2.3 Massa específica. ............................................................. ....................................................................................................... .......................................... 25 5.2.4 Propriedade acústica. ..................................................................... ................................................................................................. ............................ 25 6. Tipos T ipos de Concretos. ................................................................................................................ ................................................................................................................ 25 25 6.1 Argamassa. ................................................................................................................. ....................................................................................................................... ...... 25 6.2 Grout. ............................................................................ ................................................................................................................................. ..................................................... 26 6.3 Concreto C oncreto Dosado em Central. ............................................................ ........................................................................................... ............................... 26 6.4 Concreto ARI (Concreto (Concret o de Alta Resistência Inicial). ....................................................... 27 6.5 Concreto C oncreto Armado. ............................................................................................................. ............................................................................................................. 27 6.6 Concreto Auto Adensável – (Concreto Fluído). ................................................................ 28 28 6.7 Concreto Bombeável. .............................................................. ........................................................................................................ .......................................... 28 6.8 Concreto de Alto Desempenho CAD. .............................................................................. .............................................................................. 29 6.9 Concreto Celular. .............................................................................................................. 29 6.10 Concreto Ciclópio. ..................................................................................................... ........................................................................................................... ...... 30 6.11 Concreto colorido. ........................................................................................................... ........................................................................................................... 30 6.12 Concreto Convencional. ............................................................................................ .................................................................................................. ...... 31 6.13 Concreto Extrusado (Farofa – Maquininha). ................................................................... 31 6.14 Concreto com Adição de Fibras. ..................................................................................... ..................................................................................... 32 6.15 Concreto Leve. ................................................................................................................ ................................................................................................................ 32 32 6.16 Concreto com Módulo de Elasticidade Definido. ............................................................ 33 6.17 Concreto para Pavimento Rígido. ................................................................................... ................................................................................... 34 6.18 Concreto com Pega Programada. Pr ogramada. ............................................................... ................................................................................... .................... 35 7. Referências Bibliográficas. ............................................................ ...................................................................................................... .......................................... 36
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1. Concreto 1.1 Definição O concreto é um material composto, também conhecido como uma rocha artificial, resultante da mistura íntima e proporcionada de um aglomerante (cimento), agregados miúdos, agregados graúdos e água. É considerado o material mais importante na construção civil e possui várias aplicações além da estrutural, tais como: revestimento, pavimentos, paredes, canalizações, fundações, etc. É necessário o conhecimento dos materiais que compõem o concreto, além do aperfeiçoamento dos métodos de cálculo, para que se possam aproveitar melhor as características do produto. O concreto é, depois da pedra, da argila e da madeira, um dos materiais de construção mais antigos que a humanidade conhece. Os romanos produziam um tipo de concreto com cinza vulcânica (pozolana natural) e cal que permitia a moldagem e a soldagem de peças formadas por grandes blocos de pedra. Pode-se afirmar que sua origem, em tempos mais recentes, remonta ao ano de 1756, quando John Smeaton utilizou pela primeira vez uma argamassa calcinada na construção do farol de Eddystone. Foi somente a partir de 1824, entretanto, com o advento do cimento Portland, que o concreto assumiu um lugar de destaque entre os materiais de construção, graças à enorme versatilidade que oferecia comparativamente aos demais produtos, possibilitando a moldagem, com relativa facilidade, das mais diversas formas arquitetônicas. Surgiram, então, as primeiras especificações para concreto baseadas no estudo científico de seus elementos constitutivos e das suas propriedades físicas. O concreto, devido às suas inúmeras vantagens, tem sido o material mais usado na construção de prédios residenciais, comerciais, industriais e públicos, pontes, viadutos, barragens, túneis, silos, reservatórios, etc. Entre as vantagens deste material de construção podem ser citadas o seu baixo custo relativo, a disponibilidade dos seus materiais componentes em quase todos os lugares, sua versatilidade e adaptabilidade, sua durabilidade e sua possibilidade de incorporar com vantagens rejeitos industriais poluentes.
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O conhecimento das propriedades e características do concreto é, portanto, de fundamental importância para os profissionais de engenharia que atuam em construções e devem saber usá-lo com segurança, garantindo um produto final de qualidade.
ÁGUA
CIMENTO
PASTA DE CIMENTO
PASTA DE CIMENTO
ÁGUA
ARGAMASSA
ARGAMASSA
TELA
ARGAMASSA ARMADA
PASTA DE CIMENTO
CONCRETO
CONCRETO
AREIA
ADIÇÕES
CONCRETO ESPECIAL
BRITA
CONCRETO
CONCRETO ESPECIAL
AÇOS
CONCRETO ARMADO
Figura 1: Esquema: Mistura de Cimentos, Água, Agregados e Aditivos.
1.2 Cimento. O cimento é obtido aquecendo-se calcário e argila até a sintetização (clinquer de cimento). Depois se mói a mistura até obter-se um produto de textura fina. Os cimentos como aglomerantes hidráulicos determinam as características do concreto. 4
1.3 Agregados. Como agregados, podem ser utilizados materiais naturais e artificiais, que apresentem resistência suficiente e que não afetem o endurecimento do concreto. Os agregados devem por isso ser isentos de impurezas (terra, argila, humus) e de componentes prejudiciais (no máximo 0,02% de cloretos e 1% de sulfatos). O açúcar é especialmente perigoso, porque impede a pega do cimento. A forma dos grãos e a conformação superficial influenciam muitas a trabalhabilidade e as propriedades de aderência do concreto: agregados redondos e lisos facilitam a mistura e o adensamento do concreto; agregados com superfícies ásperas aumentam a resistência à tração. Utilizam-se predominantemente agregados naturais: areia e cascalho de rio, pedra ou cascalho britado e areia de britagem, obtidos de pedreiras. Estes agregados dão origem ao concreto normal. Como agregados artificiais citamsea escória de alto-forno para concreto leve e normal; argila expandida ou sintetizada para concreto leve. 1.4 Água de amassamento. Quase todas as águas naturais são apropriadas para amassamento. É necessário precaução quanto às águas de pântano e as de rejeito industrial. A água do mar é inadequada para estruturas de concreto armado e protendido devido à corrosão provocada pelo teor de sal. O teor de água do concreto fresco é dado pelo fator água-cimento, isto é, pela relação em peso água-cimento. Esta relação varia geralmente entre 0,3 e 0,6. Quanto menor for o teor de água, maior é a resistência do concreto e menor é a trabalhabilidade. 1.5 Aditivos para concreto. Podem-se considerar como aditivos a incorporação de menos de 5% do peso de cimento, denominando-se adições àqueles produtos acrescentados ao concreto em quantidades maiores que 5%. 5
Os principais tipos de aditivos são: plastificantes, incorporadores de ar, retardadores der pega, aceleradores de pega, aceleradores de endurecimento, colorantes, impermeabilizantes.
2. Classificação do Concreto. 2.1 Em relação ao uso de armadura:
Simples - sem barras de aço;
Armado - com barras de aço;
Protendido - com cabos de aços tracionados. 2.2 Em relação à massa específica:
Leve - massa < 1800 kg/m3;
Normal - + 2400 kg/m3;
Pesado - massa > 3200 kg/m3. 2.3 Em relação à resistência:
Baixa resistência - < 20 MPa;
Moderada - 20 a 40 MPa;
Alta resistência - > 40 MPa.
3. Estrutura do concreto. Concreto = Pasta + Agregados + (zona de transição). 3.1 Fase Pasta. No concreto fresco, envolve os agregados, enchendo os vazios, dando possibilidade de manuseio. 6
No concreto endurecido, aglutina os agregados, dando ao conjunto: resistência, certa impermeabilidade estabilidade dimensional e durabilidade. 3.2 Fase Agregado. Predominantemente responsável pela massa especifica, modulo de elasticidade, e estabilidade dimensional do concreto. Pode influir na resistência e durabilidade do concreto. O agregado também funciona como redutor de custos.
4. Processamento do Concreto. A água e o cimento, quando misturados, desenvolvem um processo denominado hidratação e formam uma pasta que adere as partículas dos agregados. Nas primeiras horas após o preparo é possível dar a essa mistura o formato desejado. Algumas horas depois ela endurece e, com o passar dos dias, adquire grande resistência mecânica, convertendo-se num material monolítico dotado das mesmas características de uma rocha. A resistência do concreto depende destes três fatores básicos:
Resistência do agregado;
Resistência da pasta;
Resistência da ligação entre a pasta e o agregado.
Entretanto, para conseguir-se um conjunto monolítico e resistente, é indispensável produzir corretamente o concreto. A produção do concreto consta de uma série de operações executadas e controladas de forma a obter-se, a partir dos materiais componentes, um concreto que depois de endurecido resista aos esforços derivados das mais diversas condições de carregamento a que possa ser submetido, bem como apresente características de durabilidade. As operações necessárias à obtenção de um concreto são:
Dosagem ou quantificação dos materiais; 7
Mistura dos materiais;
Transporte até o local da obra;
Lançamento, ou seja, colocação do concreto no seu local definitivo (normalmente em uma forma); Adensamento, que consiste em tornar a massa do concreto a mais densa possível, eliminando os vazios; Cura, ou seja, os cuidados a serem tomados a fim de evitar a perda de água pelo concreto nos primeiros dias de idade. 4.1. Dosagem do concreto.
Dosar um concreto consiste em determinar a proporção mais adequada e econômica, com que cada material entra na composição da mistura, objetivando as propriedades já identificadas para o concreto fresco e endurecido. Dosar, é portanto, procurar o traço que atende as condições específicas de um projeto, utilizando corretamente os materiais disponíveis. Traço é a maneira de exprimir a proporção dos componentes de uma mistura. Genericamente, um traço 1:m:x significa que para uma parte de aglomerante deve-se ter m partes de agregados, que pode ser somente miúdo, como no caso das argamassas, ou miúdo e graúdo, como nos concretos e x partes de água. O traço pode ser medido em peso ou em volume. Geralmente quando não está expressa de forma clara a unidade, supõem-se que esta medida seja em peso. Se o traço for em volume deve ser indicado. Freqüentemente adotase uma indicação mista: o cimento em peso e os agregados em volume. 4.2. Mistura ou Amassamento. É a primeira fase da produção propriamente dita do concreto e tem como objetivo a obtenção de uma massa homogênea onde todos os componentes estejam em contato entre si. A falta de homogeneidade determina decréscimo
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sensível de resistência mecânica e durabilidade dos concretos. A mistura poderá ser manual ou através de equipamentos chamados betoneiras. 4.3. Transporte. É a terceira etapa da produção do concreto, que após a mistura, tem que ser transportado ao local de enchimento das formas. O transporte do concreto pode ser externo ou seja da central de concretagem até a obra, em caminhão betoneira, ou dentro da obra, até o local de lançamento, com carrinho de mão, giricas, elevadores, guinchos ou mesmo através de bombeamento. No transporte do concreto deve-se tomar cuidado para que não haja vibração excessiva, o que pode provocar segregação dos componentes, prejudicando a homogeneidade do concreto. O transporte, também deve ser rápido, a fim de evitar que o concreto perca a trabalhabilidade necessária às etapas seguintes. 4.4. Lançamento. O lançamento é a operação que consiste em colocar o concreto nas formas. O tempo máximo permitido entre o amassamento e o lançamento, esta situado entre 1 e 2 horas. O cuidado geral no lançamento consiste em manipular o concreto de forma que seus componentes não se separem e as recomendações são:
Que as formas estejam livres de detritos e substâncias estranhas; Que as formas, quando em madeira, estejam saturadas de água, para que não absorvam a água do concreto; Que seja evitado arrastar o concreto distâncias muito grandes. O arrastamento da mistura, com enxada, nas formas ou mesmo sobre o concreto já aplicado, pode provocar perda de argamassa, que adere aos locais por onde passa. Admite-se que o concreto seja espalhado, por arrastamento, em distâncias na ordem de 0,80 a 1,00 m. Para distâncias 9
maiores deve-se apanhar o concreto com uma pá e aplicá-lo onde for necessário;
Que seja evitado o lançamento do concreto de grandes alturas. A altura máxima permitida, para que não haja segregação, está em torno de 1,50 a 2,00 m. Para peças esbeltas, como pilares, em que a altura é superior as indicadas, o concreto deve ser lançado através de janelas abertas na face lateral da forma, que serão posteriormente fechadas, a medida que avança a concretagem.
4.5. Adensamento. É a operação que tem por finalidade a eliminação do ar e dos vazios contidos na massa. Deve ser feito durante e imediatamente após o lançamento. O adensamento pode ser executado por processos manuais socamento ou apiloamento - ou por processos mecânicos - vibração ou centrifugação. Qualquer que seja o processo deve-se buscar que o concreto preencha todos os espaços da forma, evitando-se a formação de ninhos e a segregação dos componentes. Deve ser evitada, também, a vibração junto a ferragem, quando o concreto for armado, para não ocasionar vazios que prejudiquem a aderência do concreto com a armadura. Quando bem executado, o adensamento melhora a resistência mecânica e aumenta a impermeabilidade, a resistência a intempéries e a aderência do concreto à armadura. 4.6. Cura. Denomina-se cura o conjunto de medidas que têm por finalidade evitar a evaporação prematura da água necessária à hidratação do cimento. A Norma Brasileira exige que a cura seja feita nos 7 primeiros dias contados do lançamento do concreto. É desejável, entretanto, que se f aça até o 14º dia, para se ter garantias contra o aparecimento de fissuras devidas à retração. As várias qualidades desejáveis ao concreto, como resistência mecânica, impermeabilidade e resistência ao ataque de agentes agressivos, 10
são extremamente favorecidas e até mesmo somente conseguidas através de uma cura bem feita. Os métodos de cura mais usados nas obras são:
Irrigação periódica da superfície: é
Recobrimento simples da superfície: é
Imersão: é
Envolvimento ou recobrimento total da superfície: é
Manutenção da umidade da forma : é um
o método mais simples e consiste em proteger o concreto fresco, irrigando a superfície exposta em intervalos freqüentes. o método mais utilizado nas obras. Consiste em cobrir a superfície com areia, sacos de aniagem rompidos ou os próprios sacos de embalagem do cimento, que são mantidos sempre úmidos. Desta forma evita-se a ação direta do sol e do vento e impede-se a evaporação da água do concreto. o método ideal de cura, tendo entretanto uma aplicação restrita. É mais empregado em industrias de pré-moldagem, onde as peças fabricadas são imersas em tanques com água. Pode ser empregado, também, em lajes e pisos quando existe a possibilidade e a disponibilidades de cobri-las com uma pequena lâmina de água. quando as peças são totalmente envoltas ou recobertas, sem que se deixe passagem de ar, com plásticos ou papéis impermeáveis, que impedindo a evaporação, dispensam o uso de água na cura. método que só pode ser usados em peças nas quais a forma, de madeira ou outro material absorvente, proteja a maior parte da superfície, tais como pilares e vigas. O método consiste em molhar a forma em intervalos freqüentes, mantendo assim a umidade. Aplicação de cloreto de cálcio :
é um método utilizado em climas úmidos e consiste em aplicar, superficialmente o cloreto de cálcio para acelerar o ajuste inicial e fortalecer o concreto.
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A obtenção de um concreto de boa qualidade depende de todas essas operações. Se qualquer delas for mal executada, causará problemas ao concreto. Não há como compensar as falhas em uma das operações com cuidados especiais em outra. Quando o concreto é dosado de acordo com certos princípios básicos, apresenta, além da resistência, as vantagens de baixo custo, facilidade de execução, durabilidade e economia. Para tanto é necessário, inicialmente, conhecer as características que o concreto endurecido deve possuir, para depois, a partir dos materiais disponíveis, obter o concreto pretendido, mediante o proporcionamento correto da mistura e o uso adequado dos processos de fabricação. O concreto fresco representa uma fase transitória, porém de enorme influência nas características do concreto endurecido. Então antes do processamento do concreto é necessário o conhecimento sobre as propriedades do concreto tanto endurecido como o concreto fresco. 5. Propriedades do Concreto. Para efeito de suas propriedades, o concreto deve então ser analisado nestas duas condições: fresco e endurecido. O concreto fresco é assim considerado até o momento em que tem início a pega do aglomerante. O concreto endurecido é o material que se obtém pela mistura dos componentes, após o fim da pega do aglomerante. 5.1 Propriedades do Concreto Fresco. Para o concreto fresco, as propriedades desejáveis são as que asseguram a obtenção de uma mistura fácil de transportar, lançar e adensar, sem segregação. As principais propriedades do concreto, quando fresco, são:
Consistência;
Plasticidade;
Poder de retenção de água;
Trabalhabilidade. 12
5.1.1 Consistência. Consistência é o maior ou menor grau de fluidez da mistura fresca, relacionando-se, portanto, com a mobilidade da massa. O principal fator que influi na consistência é, sem dúvida, o teor água/materiais secos (A%). Teor de água/materiais secos é, pois, a relação entre o peso da água e o peso dos materiais secos multiplicada por 100, Equação 01.
Equação 01: Teor de água em função dos materiais secos
Onde: Pag = peso da água; Pc = peso do cimento; Pm = peso do agregado miúdo + agregado graúdo; Em função de sua consistência, o concreto é classificado em:
Seco ou úmido - quando a relação água/materiais secos é baixa, entre 6 e 8%; Plástico - quando a relação água/materiais secos é maior que 8 e menor que 11%; Fluido - quando a relação água/materiais secos é alta, entre 11 e 14%.
Um concreto de consistência plástica pode oferecer, segundo o grau de sua mobilidade, maior ou menor facilidade para ser moldado e deslizar entre os ferros da armadura, sem que ocorra separação de seus componentes. São os mais usados nas obras em geral. A natureza da obra, o espaçamento entre as paredes das formas e a distribuição da armadura no seu interior impõe que a consistência do concreto seja adequada. Fixada a resistência, mediante o estabelecimento de determinado valor para a relação água/cimento, resta assegurar à mistura uma consistência compatível com a natureza da obra. O processo de determinação de 13
consistência mais utilizado no Brasil, devido à simplicidade e facilidade com que é executado na obra, é o ensaio de abatimento conhecido como Slump Test. O equipamento para medição consta de um tronco de cone - Cone de Abrams - com as medidas apresentadas na Figura 2.
Figura 2: Cone de Abrams.
Na elaboração do ensaio, o cone deve ser molhado internamente e colocado sobre uma chapa metálica, também molhada. Uma vez assentado firmemente sobre a chapa, enche-se o cone com concreto em três camadas de igual altura. “Cada uma dessas camadas é “socada” com 25 golpes, com uma barra de ferro de 5/8” (16 mm). Terminada a operação, retira-se o cone verticalmente e mede-se o abatimento da amostra conforme ilustrado na Figura 3.
FIGURA 3: Esquema do Slump Test.
Segundo a NBR 6118, a consistência do concreto deve estar de acordo com as dimensões da peça a ser concretada, com a distribuição da armadura 14
no seu interior e com os processos de lançamento e adensamento utilizados. As Tabelas 1 e 2 fornecem indicações úteis sobre os resultados do Slump Test. Tabela 1: Abatimento recomendado para diferentes tipos de obras. Abatimento em cm Tipo de obra Máximo Mínimo Bloco sobre estaca e sapata.
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2
Viga e parede armada
10
2
Pilar de edifício
10
2
Laje maciça e nervurada
8
2
Tabela 2: Índices de consistência do concreto em função de diferentes tipos de obras e condições de adensamento. Consistência Abatimento (cm) Tipo de obra Tipo de adensamento Extremamente seca (Terra úmida)
0
Pré-fabricação
Condições especiais de adensamento
Muito seca
0
Grandes massas; pavimentação
Vibração muito enérgica
Seca
0a2
Estruturas de concreto armado ou protendido.
Vibração enérgica
Rija
2a5
Estruturas correntes
Vibração normal
Plástica
5 a 12
Estruturas correntes
Adensamento manual
Úmida
12 a 20
Estruturas correntes sem grandes responsabilidades
Adensamento manual
Fluída
20 a 25
Concreto inadequado para qualquer uso
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5.1.2. Plasticidade. Plasticidade é a propriedade do concreto fresco identificada pela facilidade com que este é moldado sem se romper. Depende fundamentalmente da consistência e do grau de coesão entre os componentes do concreto. Quando não há coesão os elementos se separam, isto é, ocorre a segregação. Segregação é a separação dos grãos do agregado da pasta de cimento. Pode ocorrer durante o transporte, durante o lançamento (em conseqüência de movimentos bruscos), durante o adensamento (por vibração excessiva), ou pela ação da gravidade, quando os grãos graúdos, mais pesados do que os demais, tendem a assentar no fundo das formas. 15
À medida que as paredes das formas vão se aproximando e a armadura se torna mais densa, maior deve ser o grau de plasticidade da mistura, a fim de evitar o perigo de que apareçam vazios na peça depois de concretada. Neste caso seria altamente desfavorável obter a consistência desejada aumentandose simplesmente a quantidade de água, pois essa prática diminuiria significativamente a resistência do concreto, a qual para ser compensada exigiria o emprego de mais cimento. Quanto às dimensões dos agregados, observa-se que os miúdos exercem influência preponderante sobre a plasticidade do concreto, por possuírem elevada área específica. Dessa forma, qualquer alteração do seu teor na mistura provocará modificações significativas no consumo de água e, conseqüentemente, no de cimento. Como o cimento é o material de custo mais elevado na mistura, qualquer alteração no consumo de areia incide diretamente no custo do concreto. A forma e a textura superficial das partículas da areia têm grande influência na plasticidade do concreto. Esta será prejudicada na medida em que mais angulosas, rugosas ou alongadas forem as partículas de areia. As areias mais finas requerem mais água, por terem maiores áreas específicas. Por sua vez, pelo fato de serem mais finas, o teor de areia requerido pelo concreto de igual plasticidade será menor, compensando dessa maneira o efeito negativo da finura da areia. As areias muito grossas, quando utilizadas em concretos cuja dimensão máxima do agregado é pequena (9,5 mm), resultam em misturas muito ásperas e pouco coesivas, devido ao fenômeno de interferência entre partículas. Quantidades excessivas de areia aumentam demasiadamente a coesão da mistura e dificultam o lançamento e adensamento do concreto nas formas, além de também aumentarem o consumo de cimento e, conseqüentemente, o custo final do concreto produzido. Quanto maior for o consumo de areia, maior será o consumo de cimento, pelo fato de que a pasta é o agente lubrificante entre as partículas de areia. Em relação ao agregado graúdo, como se observou antes, grãos arredondados e de textura superficial lisa, como os seixos rolados, favorecem a plasticidade do concreto, exigindo menos água de amassamento, embora a ligação pasta-agregado no estado endurecido seja prejudicada. 16
Cumpre, porém, ressaltar que agregados provenientes de britagem, e que portanto possuem forma cúbica e textura superficial rugosa, apresentam maior área específica e requerem, por esta razão, maior quantidade de água de amassamento. As arestas vivas destes grãos provocam, ainda, maior atrito entre eles, aumentando, em conseqüência, o consumo de água e cimento da mistura. Agregados com maiores dimensões máximas características requerem menor teor de areia para determinada plasticidade e, portanto, menor consumo de água. Por conseguinte, pode-se explicar a diminuição da área específica do agregado graúdo, que requer menos pasta para cobrir seus grãos e manter sua capacidade lubrificante entre as partículas do agregado graúdo. Isso leva a crer na vantagem da adoção da maior dimensão máxima característica, que possibilitaria maior economia de cimento, embora para dmáx > 38 mm a perda de resistência do concreto devido à menor área de aderência entre a pasta e o agregado inviabilizasse essa vantagem. Misturas contendo quantidades excessivas de agregados graúdos resultam em massas de concreto fresco com baixa coesão e mobilidade, exigindo grande esforço no seu lançamento e adensamento. 5.1.3 Poder de Retenção de Água. O poder de retenção de água é o oposto à exsudação. Exsudação é o fenômeno que ocorre em certos concretos quando a água se separa da massa e sobe à superfície da peça concretada. Ocorre quando a parte superior do concreto se torna excessivamente úmida; sua conseqüência é um concreto poroso e menos resistente. Além disso, o concreto pode estar sujeito à desintegração em virtude da percolação da água. Esse fenômeno acontece quando no processo de lançamento do concreto nas formas a parte sólida não é capaz de reter a água de amassamento. Ocorre geralmente em concretos com pequena porcentagem de finos, que são o material que passa pela peneira com abertura de malha igual a 0,15 mm. Para minorar a exsudação é necessário alterar a dosagem do concreto, aumentando-se a proporção de finos e o teor de cimento. A exsudação também 17
pode ser controlada pela adequada confecção de um concreto trabalhável, evitando-se o emprego de água além do limite necessário. 5.1.4. Trabalhabilidade É a propriedade do concreto fresco identificada pela maior ou menor facilidade de seu emprego para atender a determinado fim. O concreto é trabalhável quando no estado fresco apresenta consistência e dimensões máximas dos agregados apropriadas ao tipo de obra a que se destina, no que respeita às dimensões das peças, ao afastamento e à distribuição das barras das armaduras, bem como aos métodos de transporte, lançamento e adensamento que serão adotados. A trabalhabilidade, portanto, além de ser uma característica inerente ao material, como a consistência, também envolve considerações quanto à natureza da própria obra que está sendo executada. É possível, pois, concluir que um concreto adequado para peças de grandes dimensões e pouco armadas poderá não sê-lo para peças delgadas e muito armadas, ou que um concreto que permite perfeito adensamento com vibração, sem segregação dos componentes e sem vazios, dificilmente proporcionará uma moldagem satisfatória com adensamento manual. Quando o conjunto a concretar apresenta características diferentes em termos de dimensões, densidade e espaçamento de armaduras, a trabalhabilidade do concreto fresco deverá levar em conta a situação mais desfavorável. Na verdade, as propriedades de um concreto não podem ser consideradas isoladamente. A consistência afeta diretamente a trabalhabilidade, a qual, por sua vez, não só é afetada pela plasticidade como garante a constância da relação água/cimento. 5.2. Propriedades do Concreto Endurecido. As características que um concreto depois de endurecido deve possuir são: 18
Resistência;
Durabilidade;
Impermeabilidade;
Aparência;
Massa especifica;
Propriedade acústica.
Todas essas características, à exceção da aparência, melhoram sensivelmente com o uso adequado da relação água/cimento. 5.2.1. Resistência Mecânica. No que respeita à resistência mecânica do concreto endurecido, ou seja, a sua capacidade de resistir às diversas condições de carregamento a que possa estar sujeito quando em serviço, destaca-se a resistência à compressão, à tração, à flexão e ao cisalhamento. O processo de endurecimento dos concretos à base de cimento Portland é muito longo, podendo levar mais de dois anos para completar-se. Com a idade o concreto endurecido vai aumentando a resistência a esforços mecânicos. Aos 28 dias de idade já adquiriu cerca de 75 a 90% de sua resistência total. É na resistência mecânica apresentada pelo concreto endurecido 28 dias após a sua execução que se baseia o cálculo dos elementos de concreto. Chamamos de: fc = a resistência à compressão do concreto; ft = a resistência à tração simples no concreto; ft’ = a resistência à tração na flexão do concreto ;
Um fator relevante na determinação e controle da resistência à compressão do concreto é a existência de certa correlação entre essa resistência e a resistência à tração do concreto. A resistência à tração na flexão equivale, aproximadamente, à quinta parte da resistência à compressão do 19
concreto; a resistência à tração simples é igual à décima parte da resistência à compressão do concreto, é expressa pela Equação 02:
Equação 02: Correlação entre a resistência a compressão e a resistência a tração do concreto
Chamamos de fck a resistência característica do concreto à compressão , que é a resistência adotada para fins de cálculo, onde se admite a probabilidade da ocorrência de apenas 5% de resistência à compressão menor do que ela. Para a resistência à tração, a NBR 6118/78/78 permite a adoção, na falta de determinação experimental, dos seguintes valores: Sendo: fck = a resistência característica à compressão; fct = a resistência característica à tração pura; Temos que:
Para efeito de dosagem, a resistência adotada é chamada de fc28 (resistência de dosagem) , que corresponde a resistência média do concreto, ou
seja, aquela que ocorre com probabilidade de 50%, a qual é superior ao fck e assegura a resistência à compressão determinada no projeto, no nível de probabilidade de 5%. Vários são os fatores que influem na resistência mecânica do concreto, dentre os quais destacamos: Fator água/cimento; Idade; Forma e granulometria dos agregados; 20
Tipo de cimento; Condições de cura; O fator água/cimento (x) é a relação entre o peso de água (Pag) e o peso de cimento (Pc) empregado no traço de um cimento, Equação 03:
Equação 03: Relação água – cimento.
A resistência de um concreto depende fundamentalmente do fator água/cimento, isto é, quanto menor for este fator, maior será a resistência do concreto. Mas, evidentemente, deve-se ter um mínimo de água necessária para reagir com todo o cimento e dar trabalhabilidade ao concreto. Conforme se observou anteriormente, pode-se, pois considerar a resistência do concreto como sendo função principalmente da resistência da pasta de cimento endurecida, do agregado e da ligação pasta/agregado. Quando se trata de resistência à compressão, a resistência da pasta é o principal fator. Por outro lado, é conhecida a influência da porosidade da pasta sobre a resistência do concreto. Como porosidade depende do fator água/cimento, assim como do tipo de cimento, pode-se dizer que para um mesmo tipo de cimento a resistência da pasta depende unicamente do fator água/cimento, este também um dos principais fatores determinantes da resistência da ligação pasta/agregado. Quem primeiro reconheceu essa relação de dependência foi Abrams, em trabalho publicado em 1919. Baseando-se em pesquisas de laboratório, Abrams demonstrou que a resistência do concreto dependia das propriedades da pasta endurecida, a qual, por sua vez, era função do fator água/cimento. A chamada Lei de Abrams é expressa pela Equação 04:
Equação 04: Resistência do Concreto
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Onde: R = resistência do concreto; A e B = constantes empíricas; x = fator água/cimento. Atualmente, a expressão resulta da ajustagem de dados experimentais e tem larga aplicação na tecnologia do concreto, apesar de a influência das propriedades dos agregados não haver sido considerada na sua formulação. A Lei de Abrams pode ser utilizada para avaliar a resistência à compressão do concreto em função do fator água/cimento, ou, o que é mais comum no Brasil, para escolher o fator água/cimento apropriado à obtenção da desejada resistência à compressão. A influência da idade na resistência mecânica do concreto está diretamente associada à resistência da pasta, que por sua vez é determinada pelo tipo de cimento. No capítulo sobre aglomerantes estudamos o desenvolvimento da resistência à compressão, com a idade, para os cimentos brasileiros. Conforme também se observou no capítulo sobre agregados, a resistência do agregado deve ser igual ou superior à resistência do concreto que se pretende fabricar. No que respeita à ligação pasta/agregado, esta depende, basicamente, da forma, da textura superficial e da natureza química dos agregados. A forma e a textura, por exemplo, podem alterar significativamente a área específica dos agregados, influindo diretamente na ligação pasta/agregado. Partículas que tendem à forma cúbica apresentam maior área específica do que as que se aproximam da forma arredondada. De igual modo, quando a textura superficial é rugosa, a resistência mecânica do concreto aumenta consideravelmente, sobretudo nos esforços de tração na flexão. O mesmo efeito é obtido quando se reduz a dimensão máxima característica do agregado graúdo. Com relação à reatividade potencial, alguns agregados naturais contendo sílica hidratada e certas rochas carbonatadas, especialmente calcários dolomíticos argilosos, desenvolvem reações químicas de interação com os álcalis do cimento Portland. Em conseqüência, é possível produzir 22
deteriorações por aumento de volume em estruturas submetidas a condições de umidade permanente. Finalmente, outro fator da maior relevância na resistência final do concreto a esforços mecânicos é a cura - procedimento utilizado para favorecer a hidratação do cimento que consiste no controle da temperatura e no movimento da água de dentro para fora e de fora para dentro do concreto -, visto que as condições de umidade e temperatura, principalmente nas primeiras idades, têm importância muito grande para as propriedades do concreto endurecido. 5.2.2 Durabilidade e Impermeabilidade. A durabilidade pode ser definida como sendo a capacidade que o concreto possui de resistir à ação do tempo, aos ataques químicos, à abrasão ou a qualquer outra ação de deterioração. A durabilidade depende, entretanto, do tipo de ataque, físico ou químico, que o concreto, depois de endurecido, será submetido, devendo ser analisado criteriosamente antes da escolha dos materiais e da dosagem. No que diz respeito a abrasão ou a erosão, a durabilidade está diretamente ligada a resistência do concreto. A impermeabilidade do concreto está relacionada com a durabilidade. Um concreto impermeável impede o acesso de agentes agressivos. Vários são os fatores que podem influir na durabilidade e na impermeabilidade dos concretos, entre eles:
Porosidade da pasta: a
impermeabilidade está diretamente relacionada com a porosidade da pasta. Quanto menos porosa, mais impermeável será a pasta e, conseqüentemente, o concreto. A porosidade depende de dois fatores principais: da relação água/cimento e do grau de hidratação da pasta. A relação água/cimento, neste caso, define a estrutura da pasta. Quanto menor essa relação, mais próximos uns dos outros estarão os grãos de cimento e menor, portanto, será a porosidade da pasta. 23
Como os produtos da hidratação ocupam um volume maior do que o cimento na pasta, a porosidade diminui à medida que a hidratação evolui. Pode-se concluir, dessa forma, que a impermeabilidade do concreto aumenta, também, com a redução da relação água/cimento e com a evolução da hidratação, ou seja, com a idade do concreto. principalmente de sulfatos, que reagindo com o hidróxido de cálcio livre e o aluminato de cálcio hidratado presentes no cimento, aumentam o volume dos sólidos causando expansão que, por sua vez, provocam fissuração, que poderão resultar na total deterioração da peça endurecida. Esses efeitos podem ser atenuados se a relação água/cimento não ultrapassar 0,40 para peças delgadas, com menos de 2,5 cm de recobrimento de armadura, e 0,45 para outras estruturas. No caso de se utilizar cimentos resistentes a sulfatos, o fator água/cimento deverá ser de 0,45 e 0,50, respectivamente, conforme recomenda o ACI - American Concrete Institute.
Agressão química:
Retração hidráulica: é
resultante da retração da pasta de cimento, que ao sofrer modificações de volume devidas à movimentação da água, exerce tensões sobre o agregado, provocando fissuração no concreto, abrindo dessa forma caminho a agressão de agentes exteriores. São vários os fatores que influenciam a retração hidráulica. Entre eles a concentração de agregados, o fator água/cimento, as dimensões da peça e como já vimos anteriormente as condições de cura. Uma vez que a retração ocorrerá somente na pasta, quanto menor o seu teor e consequentemente maior concentração de agregado, menor será a retração no concreto e, também, como a retração é oriunda da movimentação da água que pode sair por evaporação ou entrar por capilaridade, quanto maior for o fator água/cimento, maior será evidentemente a retração.
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5.2.3 Massa específica. É uma propriedade importante nos cálculos do peso próprio da estrutura, varia de acordo com o processo de execução (adensamento, tipo de agregados e quantidade de vazios).
concreto armado: 2,4 t/m³
concreto leve: 1,9 t/m³
concreto pesado: 3,5 a 5,5 t/m³ 5.2.4 Propriedade acústica.
O coeficiente de redução de ruído tem um valor típico de 0,27 para concretos normais, e de 0,45 para concretos leves. Esses valores podem variar com a textura, porosidade e pintura da superfície.
6. Tipos de Concretos. 6.1 Argamassa. Argamassa é uma mistura composta basicamente por cimento, areia, cal hidratada e água, mas conforme a influência de características regionais, outros materiais têm sido utilizados na sua composição, como o saibro, o barro e o caulim, entre outros. As argamassas têm como principais aplicações:
Assentamento de tijolos, blocos, azulejos, cerâmicas, tacos, ladrilhos, etc;
Revestimento de paredes, pisos e tetos;
Impermeabilização;
Regularização de superfícies (buracos, ondulações, desníveis, etc);
A tecnologia das argamassas tem se desenvolvido bastante, colocando à disposição do mercado o produto ideal para cada aplicação acima. No 25
momento de construir é sempre bom consultar as opções, verificar os custos e os benefícios de cada uma destas soluções. É bom lembrar, neste caso, que a mistura de cimento e água gera uma série de reações químicas durante o processo de pega e endurecimento. Elementos existentes em materiais de origem duvidosa podem interferir nestas reações, prejudicando a argamassa no momento da aplicação, do acabamento ou quanto a sua resistência. 6.2 Grout. Grout é uma argamassa composta por cimento, areia, quartzo, água e aditivos especiais, que tem como destaque sua elevada resistência mecânica. Ele se caracteriza por ser auto adensável, permitindo sua aplicação no preenchimento de vazios e juntas de alvenaria estrutural. Outros pontos fortes de sua utilização estão na recuperação de estruturas, na fixação de equipamentos, no reparo de pisos, entre outros. No mercado, podemos comprá-lo em grandes volumes ou em pequenas embalagens, para adicionar água, misturar e aplicar. Podem ser “virados na obra”, desde que se tenha o conhecimento e os
materiais necessários para este tipo de operação. Chegam a atingir resistências superiores a 25 MPa em 24 horas e a passar dos 50 MPa aos 28 dias. 6.3 Concreto Dosado em Central. Seja pela necessidade crescente de se construir com qualidade, economia e rapidez; pelo desafio de se obter grandes resistências ou para atender às determinações das normas brasileiras, a tecnologia do concreto não para de evoluir. Respondendo a estes desafios está o concreto dosado em central (CDC), que é o concreto fornecido pelas empresas prestadoras de serviços de concretagem (concreteiras), através dos caminhões betoneira.
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6.4 Concreto ARI (Concreto de Alta Resistência Inicial). O concreto de alta resistência inicial, como o nome já diz é aquele que tem a característica de atingir grande resistência, com pouca idade, podendo dar mais velocidade à obra ou ser utilizado para atender situações emergenciais. Sua aplicação pode ser necessária em indústrias de pré-moldados, em estruturas convencionais ou protendidas, na fabricação de tubos e artefatos de concreto, entre outras. O aumento na velocidade das obras que este concreto pode gerar traz consigo a redução dos custos com funcionários, com alugueis de formas, equipamentos e diversos outros ganhos de produtividade. A alta resistência inicial é fruto de uma dosagem racional do concreto, feita com base nas características específicas de cada obra. Portanto, a obra deve fornecer o maior número de informações possíveis para a elaboração do traço, que pode exigir aditivos especiais, tipos específicos de cimento e adições. 6.5 Concreto Armado. Chamamos de concreto armado à estrutura de concreto que possui em seu interior, armações feitas com barras de aço. Estas armações são necessárias para atender à deficiência do concreto em resistir a esforços de tração (seu forte é a resistência à compressão) e são indispensáveis na execução de peças como vigas e lajes, por exemplo. Outra característica deste conjunto é o de apresentar grande durabilidade. A pasta de cimento envolve as barras de aço de maneira semelhante aos agregados, formando sobre elas uma camada de proteção que impede a oxidação. As armaduras além de garantirem as resistências à tração e flexão, podem também aumentar a capacidade de carga à compressão. O projeto das estruturas de concreto armado é feito por engenheiros especializados no assunto, conhecidos também como calculistas. São eles quem determinam a resistência do concreto, a bitola do aço, o espaçamento 27
entre as barras e a dimensão das peças que farão parte do projeto (sapatas, blocos, pilares, lajes, vigas, etc). Um bom projeto deve considerar todas as variáveis possíveis e não só os preços unitários do aço e do concreto. Ao se utilizar uma resistência maior no concreto, por exemplo, pode-se reduzir o tamanho das peças, diminuindo o volume final de concreto, o tamanho das formas, o tempo de desforma, a quantidade de mão de obra, a velocidade da obra, entre outros. 6.6 Concreto Auto Adensável – (Concreto Fluído). Sua característica é de fluir com facilidade dentro das formas, passando pelas armaduras e preenchendo os espaços sob o efeito de seu próprio peso, sem o uso de equipamento de vibração. Para lajes e calçadas, por exemplo, ele se auto nivela, eliminando a utilização de vibradores e diminuindo o número de funcionários envolvidos na concretagem. Indicados para concretagens de peças densamente armadas, estruturas prémoldadas, fôrmas em alto relevo, fachadas em concreto aparente, painéis arquitetônicos, lajes, vigas, etc. Este concreto, com grande variedade de aplicações é obtido pela ação de aditivos superplastificantes, que proporcionam maior facilidade de bombeamento, excelente homogeneidade, resistência e durabilidade. 6.7 Concreto Bombeável. Os concretos bombeáveis, são elaborados com certas características de fluidez, necessárias para serem bombeados através de uma tubulação que varia de 3 a 5½ polegadas de diâmetro. Esta tubulação tem início em uma bomba de concreto (onde o Caminhão Betoneira descarrega) e vai até o local de aplicação. Sua utilização se tornou usual na construção civil, atendendo desde residências a edifícios de grandes alturas. O serviço de bombeamento se caracteriza por dar uma maior rapidez a concretagem, diminuir a mão de obra para o transporte e aplicação do 28
concreto, eliminar o uso de carrinhos de mão ou similares e utilizar um concreto que permite uma melhor trabalhabilidade, necessitando de menos vibração para um melhor acabamento. 6.8 Concreto de Alto Desempenho CAD. O Concreto de Alto Desempenho (CAD) é calculado para se obter elevada resistência e durabilidade. Com a utilização de adições e aditivos especiais, sua porosidade e permeabilidade são reduzidas, tornando as estruturas elaboradas com este tipo de concreto, mais resistentes ao ataque de agentes agressivos tais como cloretos, sulfatos, dióxido de carbono e maresia. O CAD tem suas resistências superiores a 40 MPa, o que é de extrema importância para estruturas que necessitem ser compostas por peças com menores dimensões. Além do aumento na vida útil das obras, este concreto pode proporcionar: desfôrmas mais rápidas, diminuição na quantidade e metragem das formas, maior rapidez na execução da obra. 6.9 Concreto Celular. O concreto celular faz parte de um grupo denominado de concretos leves, com a diferença de que ao invés de utilizar agregados de reduzida massa específica em sua composição, ele é obtido através da adição de um tipo especial de espuma ao concreto. Sua utilização é bastante difundida pelo mundo, sendo aplicado em paredes, divisórias, nivelamento de pisos e até em peças estruturais e painéis pré-fabricados. No Brasil existem interessantes projetos para sua utilização em casas populares, como é o caso do projeto batizado de casa 1.0, patrocinado pela ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland).
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6.10 Concreto Ciclópio. O concreto ciclópico ou fundo de pedra argamassada, como é conhecido em algumas aplicações, nada mais é do que a incorporação de pedras denominadas “pedras de mão” ou “matacão” ao concreto pronto.
Estas pedras não fazem parte da dosagem do concreto e por diversos motivos, não devem ser colocadas dentro do caminhão betoneira, mas diretamente no local onde o concreto foi aplicado. A pedra de mão é um material de granulometria variável, com comprimentos entre 10 e 40 cm e peso médio superior a 5 kg por exemplar. Elas devem ser originárias de rochas que tenham o mesmo padrão de qualidade das britas utilizadas na confecção do concreto, devem ser limpas e isentas de incrustações nocivas à aplicação. O controle tecnológico do concreto é o mesmo para os concretos convencionais e as proporções entre concreto e pedras de mão, devem obedecer às determinações do Engenheiro responsável pela obra ou do órgão contratante. Sua aplicação é justificada em peças de grandes dimensões e com maquinário específico, pois em pequenas obras pode gerar problemas de recebimento, armazenamento, transporte interno, aplicação e controle das dosagens. 6.11 Concreto colorido. O concreto colorido é obtido através da adição de pigmentos à mistura, que é feita diretamente no caminhão betoneira, logo após a dosagem dos outros materiais. Além de ser aplicado para dar um melhor efeito arquitetônico, ele já foi utilizado em grandes obras para associar uma cor a uma peça que está sendo concretada (Pilar vermelho, bloco verde, etc.), eliminando o risco da aplicação do concreto fora do local determinado. Suas cores são duráveis, mas para se ter um bom acabamento, é preciso ter cuidados com a vibração do concreto, com a qualidade das formas e no momento da retirada das mesmas. 30
São aplicados também em pisos e podem ser associados a texturas, dando um efeito muito bom.
6.12 Concreto Convencional. Podemos dizer que o Concreto Convencional é aquele sem qualquer característica especial e que é utilizado no dia a dia da construção civil. Seu Slump Test (valor numérico que caracteriza a consistência do concreto) varia em torno de 40 mm a 70 mm, podendo ser aplicado na execução de quase todos os tipos de estruturas, com os devidos cuidados quanto ao seu adensamento. Na obra, o caminhão pode descarregar diretamente nas formas, ou pode ser transportado por meio de carrinhos de mão, gericas, gruas ou elevadores, não podendo ser bombeado. Mesmo sendo um concreto simples, requer como qualquer outro um estudo prévio de seus componentes para a determinação do traço mais econômico, obedecendo as normas da ABNT, para sua elaboração, execução e controle tecnológico da estrutura. 6.13 Concreto Extrusado (Farofa – Maquininha). Concreto extrusado é aquele que é aplicado para a construção de guias e sarjetas. Basicamente elas são construídas por um destes métodos: 1 - Com peças pré-moldadas, que são alinhadas e assentadas no local; 2 - Apenas com as guias pré-moldadas e as sarjetas sendo concretadas na obra; 3 - Através de uma máquina extrusora, que recebe o concreto diretamente do caminhão betoneira e segue ao lado deste, enquanto molda o conjunto.
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O concreto utilizado na máquina extrusora deve ser elaborado com brita zero (pedrisco) e ter uma consistência (slump) de aproximadamente 20 mm para atender às necessidades do equipamento. O consumo de cimento deste concreto varia entre 200 e 300 kgs/m³. O rendimento do equipamento depende do perfil da peça, mas chega a atingir vinte metros lineares de guia/sarjeta com um metro cúbico de concreto. O concreto que passa pela máquina extrusora é também conhecido como “concreto extrusado”, “concreto farofa” ou “concreto maquininha”.
6.14 Concreto com Adição de Fibras. Entre as adições utilizadas para melhorar certas características do concreto, as fibras tem tido papel de destaque no últimos anos, sendo objeto de muito estudo e desenvolvimento. As fibras naturais ou sintéticas são empregadas principalmente para minimizar o aparecimento das fissuras originadas pela retração plástica do concreto. Esta retração pode ter diversas causas, entre elas destacamos a temperatura ambiente, o vento e o calor de hidratação do cimento. Sua aplicação depende das necessidades de cada obra, mas são utilizadas normalmente em pavimentos rígidos, pisos industriais, projetados, áreas de piscina, pré-moldados, argamassas, tanques e reservatórios, entre outros. As fibras de aço, além de propiciarem a diminuição das fissuras, tentam conquistar espaço na substituição total ou parcial das telas e barras de aço em algumas aplicações do concreto. 6.15 Concreto Leve. Sua aplicação está voltada para procurar atender exigências específicas de algumas obras e também para enchimento de lajes, fabricação de blocos, regularização de superfícies, envelopamento de tubulações, entre outras. Os concretos leves são reconhecidos pelo seu reduzido peso específico e elevada capacidade de isolamento térmico e acústico. 32
Enquanto os concretos normais têm sua densidade variando entre 2300 e 2500 kg/m³, os leves chegam a atingir densidades próximas a 500 kg/m³. Cabe lembrar que a diminuição da densidade afeta diretamente a resistência do concreto. Os concretos leves mais utilizados são os celulares, os sem finos e os produzidos com agregados leves, como isopor, vermiculita e argila expandida. 6.16 Concreto com Módulo de Elasticidade Definido. Durante muito tempo os cálculos estruturais foram efetuados com base na resistência característica do concreto à compressão (fck), principal propriedade mecânica do concreto. A necessidade de se construir estruturas cada vez mais altas, esbeltas, duráveis e com maior rapidez, fez com que houvesse um desenvolvimento das técnicas de construção e dos materiais utilizados nas obras, mediante isto, tornou-se imprescindível também, uma revisão das normas brasileiras para a execução destas estruturas (NBR 6118/2000). Dentro destas revisões nota-se o objetivo claro de deixar o projeto estrutural mais próximo do comportamento real da estrutura, tornando necessário, portanto, um conhecimento profundo de outras características do concreto, como a deformação, a fluência, a retração e outros parâmetros que demonstrem a resposta do concreto ao estado limite de trabalho. No aspecto da deformação, podemos dizer que os materiais submetidos a esforços, podem apresentam um tipo de comportamento plástico, elástico ou até uma mistura dos dois (elasto-plástico). A deformação elástica é aquela em que o material deformado retorna ao seu formato original, após a retirada da carga que o deformou, enquanto que na deformação plástica, não há retorno. No entanto, a maioria dos materiais passa por um comportamento elástico, antes de atingir uma deformação plástica (irreversível). O módulo de elasticidade do concreto é, portanto, um dos parâmetros utilizados nos cálculos estruturais, que relaciona a tensão aplicada à deformação instantânea obtida, conforme a NBR 8522 (Concreto 33
Determinação do Módulo de Deformação Estática e Diagrama Tensão x Deformação - Método de Ensaio). O módulo permite ter uma melhor noção do comportamento da estrutura com relação à desfôrma ou a outras características desejadas do concreto. É bom lembrar que um concreto com alta resistência à compressão, nem sempre é um concreto pouco deformável. 6.17 Concreto para Pavimento Rígido. Em um país de dimensões continentais, onde o transporte rodoviário é a principal via para a movimentação de todas as espécies de cargas, investir na malha viária é fundamental para quem quer seguir no caminho do progresso, sem correr o risco de acidentes. Os pavimentos rígidos de concreto há muito estudados e utilizados em outros países, vêm ganhando força no Brasil, mesmo que de forma discreta e concentrada em grandes centros. Existem várias características que tem feito crescer a opção pelo pavimento rígido, entre elas destacamos: Resistência, durabilidade, menor custo de manutenção, economia em iluminação pública, menor risco de acidentes, menor temperatura superficial, entre outras. Além da crescente aplicação nas estradas, sua utilização é fundamental na reforma ou construção de pistas de aeroportos, nos corredores de ônibus e em grandes avenidas das cidades. A tecnologia do concreto oferece um amplo leque de opções, para atender aos requisitos básicos de cada obra, como é o caso do atual desenvolvimento do whitetopping. Neste processo que significa “cobrindo de branco”, as pistas de asfalto
são cobertas com concreto, trazendo às mesmas os benefícios do pavimento rígido. Embora o custo inicial do pavimento de concreto seja mais elevado, muitas das ruas e estradas que conhecemos já estavam aí antes de nascermos e vão continuar quando partirmos. Para um ciclo de vida longo é melhor fazer bem feito e utilizar o dinheiro de tampar buracos na ampliação e melhoria da malha viária 34
6.18 Concreto com Pega Programada. Na linguagem de obra, dizer que o "concreto está dando pega", significa dizer que o concreto começou a perder a plasticidade, tornando mais difícil a sua aplicação. Em outras palavras, o processo de pega é a mudança de estado das misturas que contem cimento e água (pastas, argamassas e concretos), de uma condição de maleabilidade, até deixarem de se deformar a ação de pequenos esforços. O tempo deste processo (reação química) pode ser constatado através de ensaios padronizados de cimento, com a utilização do aparelho de Vicat. “Início de pega” é o intervalo de tempo existente entre a adição de ág ua ao cimento e o começo da reação. Conforme este tempo de “início”, o cimento tem as seguintes
classificações:
Pega rápida: menor do que 30 minutos;
Pega semi-rápida: entre 30 e 60 minutos;
Pega normal; mais do que 60 minutos.
também é contado á partir da adição da água ao cimento, levando em média de 5 a 10 horas para os cimentos normais. O concreto de pega programa é, portanto, a mistura composta por cimento e aditivos apropriados, que através de dosagens experimentais, nos permitem conhecer e controlar o início desta reação. Ele pode ser aplicado em concretagens a longas distâncias, lançamentos com grandes intervalos de tempo, obras de grandes volumes, não sendo recomendado para pisos industriais, que merecem um estudo especial. O tempo de “fim de pega”
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