UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO GRADUAÇÃO EM ARQUITETURA & URBANISMO SISTEMAS ESTRUTURAS II PROF.: ENILDO TALES Emmanuel Brito, xxxxxxxxx Francisco Diogo, 11211373 Lisandra Figueiredo, 11211360 Raniere Moreira, 11021424 Riara Alves, xxxxxxxxx CONCRETO 1
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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMOGRADUAÇÃO EM ARQUITETURA & URBANISMO
Sendo a tentativa de criar uma pedra artificial, com a forma, resistencia e tamanho que se dejesa.- Areia, água, cimento e pedra.
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Produção
- Pedra, usualmente de dois tamanhos diferentes para produzir uma massa mais densa (poucos vazios)
- Areia, que ocupará os espaços entre as pedras- Cimento, que tem propriedades de resistencia e aglutinantes- Água, que age como como hidratante, transformando o cimento em
aglutinante e dando plasticidade à mistura- Formas, que darão forma e dimensão à mistura. Sendo removidas
posteriormente, usualmente são de aço ou madeira.Normalmente as formas são geométricas e lineares. Mas a arquitetura pode exigir que sejam sinuosas e aí, a forma é posta em prova.
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Produção
- Depois de acomodado nas formas, ficará plastico por algum tempo. Em algumas horas começará ganhando resistencia que aumentará com os dias.
- Após o lançamento, deve-se fazer sua acomodação com vibradores mecânicos ou manuais. Isso para aumentar a resistencia expulsando o ar que ficou preso à mistura.
- Depois de ganhar alguma resistencia, é necessário manter a superficie exposta úmida, que se caracteriza como periodo de cura. A cura prolongada aumenta a resistencia do concreto à compressão (o grande parâmetro de análise do concreto). O período mínimo de cura são sete dias.
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Resistência
100 kgf/cm² (10 MPa) - muito usada no passado150 kgf/cm² (15 MPa) - minima resistencia para concreto estrutural, usada apenas em funcações200 kgf/cm² (20 MPa) - resistencia mínima do concreto pela NBR 6118/2003500 kgf/cm² (50 MPa) - concretos especiais, conhecidos como CAD (Concreto de Alto Desempenho)
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Dosagem
Cada resistência exige uma determinada proporção entre os materiais componentes. A mais usada é a relação volumétrica. C : A : P 1 : 2 : 2,5Por ser produzido de diversas formas, o concreto tem variabilidade em sua resistencia, face a isso, criou-se o fck (medida estatistica da resistencia à compressão do concreto). Preparado um lote, retira-se uma parte (corpo de prova). Após isso, são prensados e anotados os resultados.Vários são os fatores que influenciam o fck, sendo os mais importantes
- Teor de cimento por m³ de concreto- Relação água/cimento na mistura
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Tipologias
O concreto sem as ferragens é conhecido como concreto simples. Quando adicionada as ferragens, é chamado de concreto armado.O concreto sem armadura é usado
- Na fabricação de blocos de concreto- Construção de brocas de fundações- Construção de tubulões- Cimento de pisos
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CimentoExistem no mercado vários tipos, portland, portland comum, portland composto, portland de alto forno, portland pozolânico, de alta resistencia, resistente a sulfatos, de baixo calor de hidratação, portland branco, e para cimentação de poços petroliferos.
10 PedraPedra zero (entre 5 e 9,5 mm)Pedra um (entre 9,5 e 22 mm)Pedra dois (entre 22 e 32 mm)Pedra três (entre 32 e 50 mm)
11 AreiaAreia grossaAreia médiaAreia finaAreia para dreno
12 Convenções
Concreto: mistura de pedra grossa, pedra fina, cimento, areia e água.Concreto armado: concreto + armadura de aço.Argamassa: mistura de areia, cimento e agua.Pasta: mistura de cimento e águaConcreto magro: sem função estrutural e com pouco cimento. Usado como enchimento e cada de proteção.Argamassa armada: mistura de cimento, areia e água + armadura. Já usada em pequenas obras como bancos de jardins, abrigos de ônibus, vasos e tanques de lavar roupa.
13 Cuidados
Após produzido, o concreto deve ir à forma em até uma hora.Retirar as faces laterais das formas após três dias do lançamento do concreto.Retirar as faces inferiores e conservando os pontaletes, apenas após 14 dias.Retirar totalmente as formas e suporte após 21 dias.Fazer vibração para expulsar o ar retido durante o lançamento do concreto nas formas.Faze cura por no mínimo sete dias.
CAPÍTULO 8
O concreto ganha armadura de aço
De onde surgiu o concreto?
Povos antigos, como os babilônios, utilizavam argilas não cozidas calcinado. Os gregos e romanos recorriam ao calcário calcinado, porém, posteriormente, aprenderam a misturar cal, água, areia e pedra britada, combinação que pode ser considerada como o primeiro concreto da história
Um dos grandes exemplos da humanidade na utilização desse material é a cúpula de 47 metros de diâmetro do templo de Phanteon, em Roma, construído em 27 a.C., pelo imperador Marco Agripa.
A Necessidade da utilização de novos materiais
Devido à baixa resistência à tração, procurou-se adicionar ao concreto outros materiais mais resistentes à este esforço, melhorando suas qualidades de resistência.
Os esforços abaixo ilustrados são: a)Tração b)Compressão c)Flexão d)Torção e)Flambagem f)Cisalhamento ou corte
Dimensionamento
A partir da informação das cargas inicia-se o dimensionamento dos elementos estruturais.
O dimensionamento é feito após a identificação dos esforços atuantes sobre cada elemento que compõe a estrutura. Escolhe-se o material mais indicado para absorver as cargas, considerando aspectos construtivos, econômicos, arquitetônicos, segurança, durabilidade e manutenção.
A VIABILIDADE DO CONCRETO ARMADO:
A utilização de barras de aço juntamente com o concreto, só é possível devido às seguintes razões:
1ª) Trabalho conjunto do concreto e do aço, assegurado pela aderência entre os dois materiais:
Na região tracionada, onde o concreto possui resistência praticamente nula, ele sofre fissuração, tendendo a se deformar, o que graças à aderência, arrasta consigo as barras de aço forçando-as a trabalhar e consequentemente, a absorver os esforços de tração.
Nas regiões comprimidas, uma parcela de compressão poderá ser absorvida pela armadura, no caso do concreto, isoladamente, não ser capaz de absorver a totalidade dos esforços de compressão.
2ª) Os coeficientes de dilatação térmica do aço e do concreto são praticamente iguais:
3ª) O concreto protege de oxidação o aço da armadura garantindo da durabilidade a estrutura:
O concreto exerce dupla proteção ao aço:
- proteção física: através do cobrimento das barras protegendo-as do meio exterior
- proteção química: em ambiente alcalino que se forma durante a pega do concreto, surge uma camada quimicamente inibidora em torno da armadura.
Definição
Concreto Armado é um material de construção resultante da união do concreto simples e de barras de aço, envolvidas pelo concreto, com perfeita aderência entre os dois materiais, de tal maneira que resistam ambos solidariamente aos esforços a que forem submetidos.
Para a composição do concreto armado, pode-se indicar esquematicamente:1) cimento + água = pasta
2) pasta + agregado miúdo = argamassa
3) argamassa + agregado graúdo = concreto
4) concreto + armadura de aço = concreto armado. Nesse item pode-se fazer uma nova subdivisão em função da forma de trabalho da armadura:
neste caso a armadura (ou a cordoalha) é preliminarmente submetida a esforços de tração visando melhorar o desempenho estrutural da peça a ser concretada
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São dois os sistemas principais de protensão aplicados na fabricação das peças de Concreto Protendido.1. Pré-tensão 2. Pós-tensão
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Argamassa armada?
Deve-se destacar a possibilidade de utilização da “argamassa armada” (algumas vezes também chamada de “microconcreto”) que tem a mesma origem do concreto armado só com a ausência do agregado graúdo. Normalmente, como armação, são utilizadas as tradicionais telas soldadas. Os elementos de argamassa armada são caracterizados pela pequena espessura - da ordem de 20 mm em média.
VANTAGENS E DESVANTAGENS DO CONCRETO ARMADO:
VANTAGENS:
a) Economia - o concreto se revela mais barato que a estrutura metálica, exceto em casos de vãos muitos grandes. Em muitos casos os agregados podem ser obtidos no próprio local da obra. Não exige mão de obra especializada.
b) Durabilidade - a resistência do concreto aumenta com o tempo.
c) Adaptação a qualquer tipo de fôrma.
d) Manutenção e conservação praticamente nulas.
e) Resistência ao fogo.
f) Impermeabilidade.
g) Monolitismo.
h)Resistência ao desgaste mecânico (choques, vibrações).
i) Facilidade de execução (fácil emprego e manuseio).
DESVANTAGENS:
a) Grande peso-próprio 2500 kg / m3 (pode ser reduzido com utilização de agregados leves)
b) Reforma e demolições difíceis ou até impossíveis.
c) Baixo grau de proteção térmica.
d) Demora de utilização (o prazo pode ser reduzido com a utilização de aditivos).
Armadura de metal X esforços
Espaçadores
Concreto armado X Estrutura de aço
revestido
Fissuração do concreto
Fissura é a trinca de pequena espessura, de 0,05 a 0,4 mm, num volume de concreto.
A fissuração dos elementos estruturais de Concreto Armado deve-se à baixa resistência do concreto à tração, caracterizando-se por um fenômeno natural, embora indesejável. Deve ser controlada a fim de atender as condições de funcionalidade, estética, durabilidade e impermeabilização. O projetista deve garantir que as fissuras que venham a ocorrer apresentem aberturas menores que as aberturas limites estabelecidas pela NBR 6118 (0,2mm)
Entenda os termos, os símbolos e as unidades.
• fck – resistência média estatística do concreto – F vem do inglês, C é indicativo do concreto e K indica o valor médio característico;
• fyk – resistência média do aço á tração e á compressão;
• s – o aço e vem do inglês steel;
• As – área de aço (armadura);
• Ac – área do concreto;
• b – em geral, largura;
• h – em geral, altura total;
• d – em geral, altura útil;
• bw – largura da viga;
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Entenda os termos, os símbolos e as unidades.
• yc – coeficiente de minoração da resistência do concreto;
• ys – coeficiente de minoração da resistência do aço;
• MPa – megapascal – unidades de pressão (tensão) equivalente a cerca de 10kgf/cm².
• kgf/cm² – unidade de carga (peso por área).Exemplo – por norma, a carga acidental em uma sala de uso humano é de 200 kgf/cm²;
• N – unidade de força Newton e vale aproximadamente 0,1 kgf. Por razões práticas usam-se para medidas lineares;
• mm – para diâmetro de aço;
• cm – para medidas de peças de concreto e pequenas distancias;
• m – para medidas lineares de médio valor, como medida de distancia entre cômodos (largura de quartos, comprimentos de salas, pé-direito dos salões e etc).
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Os vários tipos de aço e o concreto armado
A Tabela- Mãe Métrica O concreto armado usa barras de aço (liga de ferro com baixo teor de carbono) : Locais onde existe tração e o concreto não resistem.
Na periferia de pilares, reduzindo a seção do mesmo. Os pilares trabalham a compressão e então não precisariam usar armaduras, mas a norma manda colocar um mínimo de aço.
A norma fixa critérios de uso dos vários diâmetros
O aço CA25 tem superfície lisa e é usado em pequenas obras, embora possa ser usado em várias obras.
CA– 60 fios (nervurados ou não) CA – 50 são obrigatoriamente providas de nervuras transversais ou oblíquas.
Fornecidas ou em barras de 11 metros ou em rolos.
O aço da categoria A permite seu corte por fogo, e para o da categoria B não se recomenda essa pratica.
Os vários tipos de aço e o concreto armado
A Tabela- Mãe Métrica Usa-se nas obras para amarrar barras, o arame que é um tipo de aço. O arame mais usado é o n° 18.Disse-nos um velho construtor: “o arame é o produto mais democrático da obra usa-se para tudo, e nunca sobra”.
A Tabela- Mãe Métrica Para melhorar a aderência das barras tradicionais, pode-se dobrar a extremidade das barras surgem os ganchos. Há uma tendência atual de não usar ganchos nas barras tradicionais, embora permitido pela norma. A norma não permite ganchos em barras compridas.
Se um carga vai ser levantada por barras de aço de concreto armado. A carga é de 8.300Kgf. Admitamos que usaremos o aço CA50 e com o diâmetro de 10 mm. Quantas barras teremos que usar?
Como vamos usar o aço CA50 com a barra de 10 mm de diâmetro, esta tem uma superfície de 0,8 cm². O aço CA50 resiste a uma carga de 4.350 Kgf/cm².Admitindo um coeficiente de segurança na carga de 1,5, a carga de dimensionamento vira 8.300 x 1,5 = 12.450 Kgf.
A área necessária de resistência é de 12.450/4.350 = 3 cm².Como a barra de 10 mm tem área de 0,8 cm², precisamos usar quatro barras.
Os vários tipos de aço e o concreto armado
A Tabela- Mãe Métrica Tabela-Mãe Métrica
Indica os diâmetros das barras de aço em milímetros e mostra a antiga correspondência com a expressão da bitola em medidas americanas com o uso da expressão em polegadas.
Os vários tipos de aço e o concreto armado
A Tabela- Mãe Métrica Medidas usuais das bitolas (diâmetros) do aço para construção. Área da barra:
Exemplo de uso:3 barras de Ø 10 mm, tem uma área total de 2,4 cm².
Os vários tipos de aço e o concreto armado
A Tabela- Mãe Métrica Nomes de profissional e de ferramentas.Quem cuida numa obra das armaduras é armador.Chave de dobrar, uma para cada diâmetro e para diâmetros maiores das barras, usa-se um braçoaumentando o momento de dobragem. A ferramenta que dobra arame n° 18 é o torquês.
Depoimento sobre o relacionamento do Arquiteto Rogério Campos Magalhães com um excelente Armardor. que entendia e insistia que duas barras de Ø 10 mm perfaziam uma área de Ø 20 mm.A única maneira que mostrar ao armardor o erro de calculo que cometia foi o uso de um desenho feito pelo arquiteto.
Com esse desenho, o armardor passou a entender que a área de 1 Ø 20 mm é maior que a soma das áreas de 2 Ø 10 mm.
Patologias de um prédio abandonado de concreto armado.
O prédio abandonado, mostrado na foto teve vários problemas na colocação da sua armadura.
• Não foi utilizada a proteção da armadura;
• Armadura mal amarrada;
• O cero teria sido colocar espaçadores;
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Patologias de um prédio abandonado de concreto armado.
Informações sobre duas patologias típicas (muito comuns). Correções sugeridas:
1) Mancha vermelha amarronzada no concretoSeguramente, a armadura ficou exposta muito próxima da atmosfera (cobrimento insuficiente) e a umidade do ar atacou a armadura, que tende, então, a se oxidar (enferrujar), e, com isso, pode se expandir e acelerar o processo.
CORREÇÃO – Limpar o local, colocar a armadura para dentro e encher o espaço livre com argamassa rica (cimento + agua + areia)
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Patologias de um prédio abandonado de concreto armado.
2) Bicheiras, ou seja, buracos no concreto.
As causas podem ser:
• Deficiência de vibração, e, com isso, o concreto não conseguiu alcançar o espaço a ele designado;
• As pedras do concreto são maiores que o espaço entre as barras ou entre umabarra e a fôrma;
• Lançamento do concreto com muita agitação, segregando a argamassa da pedra.
CORREÇÃO – Se houver muitas bicheiras, consultar um especialista.
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Patologias de um prédio abandonado de concreto armado.
CUIDADO com o pé dos pilares.
• A concretagem dos pés dos pilares pode causar bicheiras.
• Para contornar isso, podemos adotar técnicas como funil de alimentação ou produzir argamassa adicional e lança-la antes da concretagem.
http://www.arq.ufsc.br/arq5661/Concreto/vant.htmlSouza Júnior, Tarley Ferreira de. ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO, notas de aulas. Departamento de engenharia, Universidade Federal de Lavras. Fonte: <http://www.tooluizrego.seed.pr.gov.br/redeescola/escolas/27/2790/30/arquivos/File/Disciplinas%20Conteudos/Quimica%20Subsequente/Quimica%20Inorganica/Carlos_3Sem_Concreto.pdf>. Acesso em: 04 dez. 2013.http://coral.ufsm.br/decc/ECC1006/Downloads/FUNDAMENTOS.pdfhttp://www.fec.unicamp.br/~almeida/au405/Concreto.pdfhttp://cortesiaconcreto.com.br/empresa/grupo-cortesia.htmlhttp://www.casadagua.com/dicas/manutencao-e-recuperacao-em-estruturas-de-concreto-armado/http://www.itaconstrutora.com.br/tecnologia/Madeira/fogo/fogo.htmlhttp://www.portaldoconcreto.com.br/cimento/concreto/color.htmlhttp://www.estadao.com.br/noticias/vidae,concreto-reciclado-custa-30-menos,586746,0.htmhttp://wwwp.feb.unesp.br/pbastos/concreto1/FUNDAMENTOS.pdfFUSCO, P.B. Estruturas de concreto. Rio de Janeiro, ed. Guanabara Dois, 1981, 464p.BASTOS, P. S. S. & OLIVEIRA NETO, L., Dimensionamento de Pilares de Extremidade Segundo a NBR 6118/2003, Notas de Aula da Disciplina Concreto Armado, Universidade Estadual Paulista – UNESP, Bauru/SP, Brasil, 2003.
Bibliografia
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