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Amália Carmona da Conceição
1 Propriedades do concreto JAQUELINE PÉRTILE
2 Concreto O preparo do concreto é uma série de operações executadas de modo a obter, á partir de um determinado número de componentes previamente conhecidos, um produto endurecido com propriedades especificas detalhadas em um projeto. As propriedades do concreto dependem dos materiais e suas proporções que influenciam tanto o concreto em seu estado fresco como no seu estado endurecido.
3 Concreto - Manuseio e estocagem Cimento - Deve ser armazenado em locais secos e com pouca umidade, com empilhamento máximo de dez sacos, sempre sobre estrados de madeira, evitando-se o uso em concreto estrutural quando o prazo de estocagem for de mais de trinta dias. Neste caso utilizá-lo em elementos de menor importância como pisos, argamassas, etc.
4 Concreto - Manuseio e estocagem Agregados - Ter certeza da uniforme distribuição granulométrica, evitando-se a segregação. Todos os materiais devem estar isentos de impurezas. Evitar o manuseio em vendavais e possíveis ocorrências de enxurradas que podem carrear o material fino. Água - Verificar se existe contaminação de algum material incompatível com o cimento ou aço se for material estrutural. Aditivos - Cuidados com a identificação e correta aplicação do produto, de acordo com a especificação.
5 Concreto - Mistura É o processo que vai procurar a homogeneidade de todos os componentes do concreto. Cada partícula do cimento deve estar em contato com a água, formando uma pasta homogênea e que envolva totalmente os agregados. As duas qualidades fundamentais de uma boa mistura são: Homogeneidade: a composição deve ser a mesma em todos os pontos da mistura; Integridade: todas as partículas de água devem estar em contato com todas as partículas sólidas.
6 Concreto - Mistura Mistura manual Normalmente utilizada em serviços de pequeno porte sendo bastante satisfatório quando as quantidades de material são pequenas. A mistura é feita com pás ou enxadas. 1. Mistura dos agregados graúdos; 2. Mistura de areia e cimento; 3. Adição da água de maneira gradual.
7 Concreto - Mistura Estas operações devem ser feitas em locais próprios como caixas de madeira previamente molhadas, sobre chapas metálicas ou pisos de concreto ou cimento. Um cuidado especial deve ocorrer com a adição de água visto que a dificuldade de se fazer a mistura provoca uma tentativa de aumento no volume de água para facilitar o processo, alterando assim o fator água/cimento.
8 Concreto - Mistura Mistura mecânica A mistura é feita por um equipamento denominado betoneira, que proporciona a mistura por tombamento do material. A maquina gira em tomo de um eixo e o material é misturado por aletas internas. Existem betoneiras de eixo inclinado, vertical e de eixo em espiral como os caminhões betoneira. Os fatores fundamentais neste processo são: 1. Tempo de mistura; 2. Velocidade do equipamento; 3. Colocação dos materiais.
9 Concreto - Mistura Caso este equipamento não seja disponível a colocação do material pode ser variável resultando produtos com qualidades variáveis dependendo desta ordem de colocação. Uma ordem que produz um bom resultado é a seguinte: 50% da quantidade de água 50 à 70% dos agregados Cimento Resto dos agregados Resto de água A homogeneidade da mistura pode ser comprovada visualmente, existindo alguns métodos mais eficientes como o abatimento, granulometria e excesso de água.
10 Concreto Transporte Este é o procedimento que ocorre quando o concreto é preparado em usina. Pode ser efetuado de duas maneiras: a) Caminhão basculante comum: Este tipo de transporte é inadequado visto que pode haver perda de material porque estes caminhões não são perfeitamente estanques. Existe um tipo de caminhão basculante com agitadores de fundo que permitem uma melhor qualidade do produto além de permitir um tempo maior de transporte. No primeiro caso pode-se ter um percurso de no máximo de 45 minutos ao passo que no segundo pode-se operar até 90 minutos.
11 Concreto Transporte b) Caminhões betoneira: São normalmente misturadores e agitadores, dependendo da velocidade de rotação da betoneira. Pode-se adicionar a água somente na obra, exigindo entretanto um controle mais rigoroso neste aspecto. O transporte pode ocorrer em tempos de 90 minutos ou mais dependendo da experiência do operador. O transporte muito prolongado e que ultrapasse este tempo deve ser feito com aditivos ou a utilização de materiais secos, com a adição de água somente no local da obra.
12 Concreto Transporte Caminhão basculante comum Caminhão betoneira
13 Concreto Transporte Problemas decorrentes do transporte: Hidratação do cimento que pode ocorrer devido às condições ambientes e à temperatura; Evaporação da água devido à fatores ambientais; Absorção por parte do agregado em especial da argila expandida. No caso deste perigo é conveniente a saturação antecipada do mesmo; Trituração que ocorre com a agitação do material friável. A areia modifica o módulo de finura ao passo que a brita pode-se transformar em areia. Em qualquer dos casos à necessidade de se alterar o teor de água para evitar a perda de trabalhabilidade.
14 Concreto - Lançamento É o processo de colocação do concreto nas formas. O principal cuidado é evitar que o material se separe. Algumas indicações são: 1. Evitar o transporte à grandes distâncias para evitar a perda de materiais. 2. Evitar o lançamento a grandes alturas para evitar a segregação. As alturas máximas são de até 2 metros. Pode-se utilizar calhas ou mangotes. Lançamento com mangote Lançamento com calha
15 Concreto - Adensamento É a operação que procura a eliminação dos vazios que possam ocorrer durante o lançamento, tornando a mistura mais compacta, menos permeável e portanto mais eficaz. O adensamento depende fundamentalmente da trabalhabilidade do material. Algumas peças exigem adensamento lento e concreto fluido outras permitem concreto menos plásticos e com adensamento mais enérgico. O adensamento pode ser manual ou mecânico.
16 Concreto - Adensamento Adensamento manual Pode ser feito com peças de madeira ou barras de aço que atuam como soquete e empurram o concreto para baixo expulsando o ar incorporado e eliminando os vazios. Em peças de grande altura como pilares e cortinas deve-se acompanhar o enchimento com batidas de martelo na fôrma de modo a escutar onde possam ter ficado espaços vazios. No adensamento manual, as camadas de concreto não devem exceder 20 cm.
17 Concreto - Adensamento Adensamento mecânico O adensamento deve ser realizado de forma que o concreto preencha todos os espaços da fôrma. Durante o adensamento devem-se tomar cuidado para que não se formem ninhos, nem ocorra segregação dos materiais. Deve-se evitar a vibração da armadura, para que não se formem vazios a seu redor. Para vibradores de imersão, a espessura da camada deve ser no máx. 3/4 do comprimento da agulha.
18 Concreto - Adensamento O quadro indica a área de atuação de diversos tipos de agulhas. Um bom indicativo da intensidade de vibração é o aparecimento de uma superfície brilhante, isto é, um indicativo de que a água esta começando a separar-se dos agregados, devendo então ser terminado o processo. Outro indicativo é o respingo da nata na agulha que indica também o excesso de vibração.
19 Concreto - Cura A cura do concreto é uma operação que pretende evitar a retração hidráulica nas primeiras idades do concreto quando sua resistência ainda é pequena. A perda de água se da por vários motivos tais como exposição ao sol, vento, exsudação, etc, e provocam um processo cumulativo de fissuração. O fato de se evitar a perda de água é um fator importante para diminuir o efeito da fissuração.
20 Concreto - Cura Depois do início da pega ocorrem quatro tipos de retração: Antógena - é a redução do volume da pasta; Hidráulica - que é a perda de água não fixada ao cimento; Térmica - que ocorre pela reação exotérmica da hidratação do concreto; Carbonatação - que é a formação de carbonato de cálcio por reação da cal livre com o oxido de carbono do ar. É a menos significativa por ser muito lenta.
21 Concreto - Cura Alguns procedimentos de proteção podem ser: Molhar a superfície exposta diversas vezes nos primeiros dias após a concretagem; Proteção com tecidos umedecidos; Lonas plásticas que evitem a evaporação evitando-se a cor preta; Emulsões que formem películas impermeáveis que impeçam a saída d'água.
22 Concreto - Retirada das Fôrmas e do Escoramento A retirada das fôrmas e do escoramento só pode ser feita quando o concreto estiver suficientemente endurecido para resistir aos fatores que atuarem sobre ele sem sofrer deformações inaceitáveis. A retirada das fôrmas e do escoramento não deve ocorrer antes dos seguintes prazos: faces laterais: 3 dias; faces inferiores, mantendo pontaletes bem encunhados e convenientemente espaçados: 14 dias; faces inferiores, sem pontaletes: 21 dias.
23 Concreto - Dosagem Dosar um concreto no laboratório consiste em determinar as quantidades devidamente estudadas dos materiais envolvidos, sendo: cimento, água, agregados e eventualmente aditivos, em proporções convenientemente adequadas, para dar as propriedades exigidas, de maneira que os componentes desta mistura atendam satisfatoriamente todos os fatores, tornando o concreto em estado endurecido com 0% de vazios como uma pedra artificial.
24 Concreto - Dosagem É o processo que estabelece as proporções dos materiais, seja em volume ou massa. Volume: Normalmente o concreto dosado em volume é aquele preparado em obra, pelos volumes aparentes dos materiais. Massa: O concreto dosado em usina ou laboratório é normalmente em massa, através de balanças de precisão, sendo um processo mais exato com a correção da umidade executada de maneira mais correta. Os agregados são normalmente colocados em silos e descarregados por comportas hidráulicas. O cimento pode ser dosado em sacos ou em balança especial.
25 Concreto - Dosagem A maior influência na qualidade do concreto ocorre na alteração da relação água/cimento. A falta do cimento provoca a queda da resistência prevista. As normas em geral admitem tolerâncias nas quantidades de material de até 3% da massa nominal, sendo interpretado como intervalo máximo de variação na quantidade de material, ficando dentro do desvio padrão adotado para cálculo da resistência do concreto.
26 Concreto - Dosagem Influencia dos materiais na mistura: CIMENTO Maior plasticidade; Maior coesão; Menor segregação; Menor exsudação; Maior calor de hidratação; Maior variação volumétrica. AGREGADO MIÚDO Aumento do consumo de água; Aumento do consumo de cimento; Maior plasticidade; AGREGADO GRAÚDO Mais arredondado e liso maior plasticidade e menos aderência; Lamelar maior consumo de cimento, areia e água e menor resistência; Melhores agregados são cúbicos e rugosos.
27 Propriedades do concreto endurecido - Peso específico O peso específico do concreto endurecido depende de muitos fatores, principalmente da natureza dos agregados (forma e tamanho) e do método de compactação empregado. Será tanto maior quanto maior for o peso específico dos agregados e tanto maior quanto maior a quantidade de agregados graúdos. A variação do peso específico, contudo, é pequena, podendo-se tomar para o concreto simples um valor de 2,3 tf/m³ e para o concreto armado de 2,5 tf/m³.
28 Propriedades do concreto endurecido - Deformações As deformações do concreto podem ser de duas naturezas: -Deformações causadas por variação das condições ambientais, tais como calor e umidade do ar (retração); -Deformações causadas pela ação de cargas externas: -Deformação imediata; -Fluência - Deformação lenta; -Deformação lenta recuperável;
29 Propriedades do concreto endurecido - Deformações Retração A retração é a diminuição de volume do concreto desde o fim da cura até atingir um estado de equilíbrio compatível com as condições ambientais. A retração se processa mais rapidamente até uns 3 a 4 meses e depois mais lentamente. Pode-se admitir que, para as dimensões usuais, um quarto da retração se dá aos 7 dias, um terço aos 14 dias e metade em 1 mês, três quartos em 6 meses.
30 Propriedades do concreto endurecido - Deformações Influência da temperatura As variações da temperatura ambiental não são transmitidas instantaneamente ao concreto, mas tem uma ação retardada sobre a variação da temperatura deste, sendo de amplitude tanto menor quanto mais afastado da superfície exposta ao ar onde estiver o ponto considerado.
31 Propriedades do concreto endurecido - Deformações Deformação imediata Deformação imediata é aquela observada por ocasião da aplicação de uma carga superior ao que a peça suporta. Deformação lenta Deformação lenta é o acréscimo de deformação que ocorre no concreto se a solicitação for mantida, e com a manutenção da carga ao longo do tempo.
32 Propriedades do concreto endurecido Resistência a compressão A resistência à compressão é a principal propriedade do concreto no seu estado endurecido. O concreto é excelente quando submetido a esforços de compressão e deixa a desejar sob esforços de tração. Normalmente, utiliza-se a resistência à compressão simples para medir a qualidade do concreto. Uma determinada resistência especificada pode ser obtida em menor prazo através de uma cura contínua. Quando a cura é interrompida antes da obtenção da resistência desejada, seja através de fontes naturais, como chuva, por aplicações artificiais de umidade, permitirá obter ganhos em resistência, porém inferiores aos obtidos por processos contínuos.
33 Propriedades do concreto endurecido Resistência a compressão Fatores que influenciam a resistência a compressão: -Fator água / cimento: Quanto menor for o teor de água, maior é a resistência do concreto e menor é a trabalhabilidade. -Idade do concreto: A resistência do concreto aumenta com o passar do tempo. - Qualidade dos materiais: Materiais de boa qualidade resultam concretos de boa resistência, ao passo que materiais de qualidade inferior dão concretos de menor resistência.
34 30cm Propriedades do concreto endurecido Resistência a compressão Em ensaios de compressão realizados em concretos, são produzidos corpos de prova com dimensões padronizadas, estes são submetidos a uma força axial distribuída de modo uniforme em toda seção transversal do corpo de prova até o seu rompimento. Desta forma é possível medir a resistência a compressão. 15cm Corpos-de-prova Fonte: Os corpos de prova devem possuir uma relação altura/diâmetro maior do que 2. Para concretos feitos com agregados de diâmetro máximo ou inferior a 38mm, adota-se o corpo de prova cilíndrico com 15cm de diametro e 30cm de altura.
35 Propriedades do concreto endurecido Resistência a compressão Ensaio de Resistência a compressão.fonte:
36 Propriedades do concreto endurecido Resistência a tração A resistência à tração é da ordem da décima parte da resistência à compressão. Em um ensaio de tração, um corpo de prova é submetido a um esforço que tende a alongá-lo ou esticá-lo até à ruptura. Geralmente, o ensaio é realizado num corpo de prova de formas e dimensões padronizadas (30x15cm), para que os resultados obtidos possam ser comparados ou, se necessário, reproduzidos. Este é fixado numa máquina de ensaios que aplica esforços crescentes na sua direção axial, sendo medidas as deformações correspondentes.
37 Propriedades do concreto endurecido Resistência a tração Os esforços ou cargas são mensurados na própria máquina, e, normalmente, o ensaio ocorre até a ruptura do material Ensaio de Tração Fonte:
38 Propriedades do concreto endurecido Durabilidade As estruturas de concreto devem ser projetadas, construídas e utilizadas de modo que sob as condições ambientais previstas e respeitadas as condições de manutenção preventivas especificadas no projeto, conservem sua segurança, estabilidade, aptidão em serviço e aparência aceitável, durante um período pré-fixado de tempo, sem exigir medidas extras de manutenção e reparo, ou seja, entende-se que vida útil é um período no qual o concreto deve desempenhar as funções para as quais foi projetado sem necessidade de intervenção alguma durante um tempo pré estabelecido no projeto.
39 Propriedades do concreto endurecido Durabilidade Para obras de caráter transitório, efêmero é tecnicamente recomendável uma vida útil de 1 ano, para pontes e outras obras de caráter permanente poderão ser adotados períodos acima de 50 anos A vida útil da estrutura depende tanto do desempenho dos elementos, dos componentes estruturais quanto dos demais componentes e partes da obra. A principio dever caber ao proprietário determinar a vida útil do projeto e cabe ao responsável do projeto analisar as situações correspondentes para que seja estabelecida a vida útil requisitada.
40 Propriedades do concreto endurecido Durabilidade Para que uma obra de concreto tenha uma boa vida útil é imprescindível que os cálculos sejam perfeitos ao tipo de obra, condições ambientais e demais determinantes. A execução deve ser precisa, com mão de obra qualificada para que todas as etapas sejam muito bem feitas, e por último os materiais utilizados devem ser de boa qualidade. Se todos esses requisitos forem cumpridos a probabilidade de o concreto durar muitos anos sem grandes reparos é grande.
41 Vídeos Complementares Mãos a obra Concreto parte 1 Mãos a obra Concreto parte 2 Rompimento de um corpo de prova: