apostila de materiais de construção p2 - suam - 2012-1

UNISUAM MAT. DE CONSTRUÇÃO – P 2 PROF. GERALDO M. PICCOLI 1º SEMESTRE 2012 1 DE 58

UNISUAM - ENGENHARIA CIVIL E ARQUITETURA

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

PROF: GERALDO MORITZ PICCOLI - REVISÃO DE 2012

PARTE 2

4 - AGREGADOS

4.1 - Conceito

Os agregados são materiais sólidos e granulares, com características adequadas de

resistência mecânica, inércia química e durabilidade, que entram na composição das

argamassas e concretos com os objetivos principais de reduzir o custo e a retração e

contribuir na resistência ao desgaste.

NOTA: Os agregados também são usados em pavimentos e em lastros.

No presente item, apenas os agregados para concreto de cimento

Portland são considerados, os quais devem atender às exigências da

NBR 7211(2005).

4.2 - Importância

Constituem 70 a 80 % do volume do concreto.

4.3 - Classificação dos agregados

Agregado miúdo ou areia (D ≤ 4,75 mm)

Quanto às dimensões

Agregado graúdo (4,75 mm < D ≤ 75 mm)

Leves ( < 2) vermiculita, argila expandida etc

Quanto a massa Normais (2 ≤ ≤ 3) areia de rio, brita granítica etc

específica dos grãos Pesados ( > 3) minério de ferro, barita etc, onde

= massa específica em kg/dm3

Naturais areia de rio, seixo rolado etc.

Quanto à origem Artificiais ou industrializados pedra britada, argila

expandida etc.

4.4 - Areias Usuais

De leito de rio e de mina, como areias naturais e areia resultante da britagem de

rochas, como areia artificial. A areia de praia não é adequada, pois pode ter até 3% de

cloretos que contribuem na corrosão das armaduras dos concretos armado e pretendido,


bem como provoca manchas e diminui a aderência nas argamassas. Além disso,

normalmente, é proibida a extração de areia de praia.

- Cascalho

Cascalho Leito de rio ou mina.

Cascalho = areia + seixo rolado (pedregulho)

Extração no rio dragas de sucção (com diâmetro de 6”, produz 10 a 15m3/h).

Para separar os seixos da areia, usam-se peneiras (classificadores). A areia pode

estar contaminada com silte e argila. Neste caso, a areia deve ser beneficiada por lavagem

(Ex.: tambor rotativo, onde a água entra em contracorrente, levando os finos).

4.5 - Classificação dos agregados (solo) naturais

Argila < 0,005 mm (coesiva);

Silte: 0,005 a 0,05 mm;

Areia: 0,05 a 4,75 mm (não coesiva. Talude natural de 37º, quando seca. Quando

úmida, o ângulo aumenta);

Pedregulho: 4,75 a 75 mm.

4.6 - Agregados artificiais de rocha

4.6.1 - Classificação das rochas

Magmáticas, ígneas ou eruptivas (resfriamento do magma);

Sedimentares (consolidação de material transportado e depositado);

Metamórficas (alteração das anteriores por calor, pressão ou água).

4.6.2 - Rochas muito usadas

Magmáticas: granito e basalto;

Sedimentares: calcário e arenito;

Metamórficas: gnaisse (metamorfose do granito), quartzito (metamorfose do

arenito) e mármore (metamorfose do calcário).

4.6.3 - Obtenção dos agregados artificiais de rocha

São obtidos em pedreiras que inclui as seguintes operações:

a) Desmonte: limpeza da camada de terra e de rocha decomposta (capa de pedreira),

perfuração, colocação de explosivos nos furos e tamponamento dos furos com

argila. Segure-se a detonação;

b) Redução dos blocos maiores que não entram no britador (fogacho com explosivos,

“drop ball”, que é uma bola de aço jogada sobre o bloco com guindaste, marteletes

pneumáticos). Após a fragmentação obtêm-se os matacões;

c) Britagem: os blocos são transportados por caminhão basculante até o alimentador

do britador primário. O material britado é transportado por correias até as peneiras

vibratórias e daí para os estoques de cada tamanho de agregado. O que não passa na

peneira vai para o britador secundário. Na pedreira pode haver britador terciário etc.


4.6.4 - Produtos da britagem

Pó de pedra (0 a 4,75 mm);

Filler ou fíler (0,005 a 0,075 mm);

Areia artificial (0,075 a 4,75 mm);

Pedrisco (0,15 a 4,75 mm) ou (0,15 a 9,5 mm);

Bica corrida ou brita corrida (0 a 75 mm);

Pedra marroada, ou pedra de mão, ou rachão (75 a 300 mm);

Matacão (250 a 1000 mm);

Bloco (> que 1m);

Brita 0 (Dmax= 9,5 ou 12,5mm);

Brita 1 (Dmax = 19 mm ou 25 mm);

Brita 2 (Dmax = 31,5 mm ou 37,5 mm);

Brita 3 (Dmax= 50 mm);

Brita 4 (Dmax = 63 mm ou 75 mm);

NOTA 1: Em alguns concretos (concreto massa) de grandes

barragens, pode-se usar britas maiores ainda, Dmax de 100 mm e até

de 150 mm, que, a rigor, nem são chamados de agregados, por

terem Dmax>75 mm. Com Dmax>150mm a pedra deixa de ser

considerada agregado graúdo e só se usa no concreto quando

lançada manualmente (pedra de mão). Este concreto chama-se

concreto ciclópico.

NOTA 2: Se o agregado graúdo for seixo rolado ao invés de brita,as

denominações passam a ser Cascalho 1, Cascalho 2 etc.

NOTA 3: Pela versão de 2005 da NBR 7211, as denominações zero,

1, 2, etc. não são mais adotadas. Por esta norma, os agregados

graúdos são classificados em cinco classes granulométricas (que na

realidade equivalem às pedras 0, 1, 2, 3 e 4 antigas), a

saber:4,75/12,5; 9,5/25, 19/31,5, 25/50 e 37,5/75.

4.7 - Índices de qualidade dos agregados

5.7.1 – Resistência à compressão (rocha que originou o agregado)

Como a rocha é composta de minerais cristalinos, ela é anisotrópica e a resistência à

compressão depende da direção em que foram extraídos os corpos de prova. A resistência à

compressão do corpo de prova seco é maior que a do corpo de prova úmido.

A resistência à compressão da rocha é determinada conforme NBR 6953.

A resistência da rocha deve ser maior que a do concreto que dela fará uso, caso

contrário, o concreto rompe no agregado.

Valores típicos de resistência à compressão (corpos de prova cúbicos de 4cm de

aresta) e de massa específica dos grãos são mostrados a seguir.


Rocha Resistência à compressão

(MPa) Massa específica (kg/dm

3)

Granito 90 a 270 2,65 a 2,72

Gnaisse 90 a 250 2,65 a 2,72

Calcário 90 a 250 2,59 a 2,66

Quartzito 130 a 440 2,50 a 2,70

Basalto 80 a 220 2,80 a 3,10

Arenito 40 a 250 2,50 a 2,70

NOTA 1: Muitos dos gnaisses e granitos da área metropolitana do

Rio de Janeiro possuem resistência relativamente baixa, podendo

ser inferior a 100 MPa. As rochas de maior resistência da região

são o traquito e o sienito de Nova Iguaçu, cuja resistência pode

superar 200 MPa.

NOTA 2: Na região de Manaus, a situação é muito mais crítica que

no Rio. São raros os agregados graúdos de resistência satisfatória,

tanto britas como seixos, podendo inviabilizar o preparo de

concretos de maior resistência.

4.7.2 - Inércia química

O agregado não deve atacar o cimento, nem a água, nem as armaduras. Não deve

ser solúvel. Ex: gipsita é solúvel.

Os sulfetos atacam as armaduras.

4.7.3 – Estabilidade

O agregado não deve degradar com o tempo, não deve oxidar, não deve hidratar,

não deve carbonatar e não deve expandir.

Certos feldspatos e xistos podem-se decompor lentamente na água.

Pirita e marcassita (ambos FeS2) expandem (aumentam de volume) ao se hidratar.

Escórias instáveis: com muito ferro, desagregam na água. Algumas sofrem

pulverização com ação dos raios ultravioletas.

Presença de minerais argilo-expansivos: Degrada a pedra com ação da água (grupo

das montmorilonitas e ilitas). Na obra do Aproveitamento Múltiplo de Três Irmãos da

CESP, no Rio Tietê, no Estado de São Paulo, parte do basalto continha minerais argilo-

expansivos do grupo das montmorilonitas. As britas que eventualmente fossem

provenientes deste tipo de basalto se transformavam em terra roxa em poucas semanas pela

ação do sol e das chuvas.

Ensaios aconselhados para verificar a estabilidade dos agregados:

Ciclagem natural (NBR 12695);

Ciclagem em água e estufa (NBR 12696);

Ciclagem em etilenoglicol – detecta minerais argilo-expansivos (NBR 12697);

Ciclagem em sulfato de sódio ou de magnésio (ASTM C-88)

NOTA: O ensaio da ASTM C-88, chamado de “soundness”

(sanidade) ou de durabilidade de agregados, é mais apropriado

para outras finalidades, como, por exemplo, para verificar se a


pedra rompe com facilidade sob ação de ciclos de congelamento e

degelo.

De acordo com a ASTM C-33, após cinco ciclos de imersão e secagem conforme o

ensaio da ASTM C-88, a perda de massa máxima tolerada será:

MATERIAL SULFATO DE SÓDIO SULFATO DE MAGNÉSIO

Areia 10 % 15 %

Agregado graúdo 12 % 18 %

4.7.4 – Durabilidade

A durabilidade inclui a inércia química.

Os cloretos afetam a pega, favorecem a corrosão das armaduras, formam

eflorescências e manchas de umidade, enquanto que os sulfatos podem provocar reações

expansivas. A NBR 7211 limita os teores de cloretos e sulfatos, determinados conforme a

NBR 9917. O teor de cloretos tem que ser menor que 0,2 % para concreto simples (sem

armação), 0,1 % para concreto armado e 0,01 % para concreto protendido, enquanto o de

sulfatos tem que ser menor que 0,1 %, admitindo-se 0,2 %, se for utilizado cimento

Portland resistente a sulfatos (RS) que atenda a NBR 5737.

A NBR 7211 admite teores de cloretos e sulfatos maiores, desde que os teores totais

no concreto (que inclui estas substâncias no cimento, na água e nos aditivos) obedeçam a

determinados limites máximos especificados nesta norma.

Outras impurezas prejudiciais são sais de sódio e de potássio, que podem provocar

reações expansivas (reação álcali-agregado), os sulfetos que provocam corrosão das

armaduras e podem ser expansivos e o açúcar e certos sais de zinco e de chumbo, que

retardam a pega.

Um problema muito sério que pode condenar uma estrutura é a reação álcali-

agregado, que ocorre em meio úmido entre os álcalis (Na2O e K2O) e certos minerais dos

agregados. Há três tipos de reação: álcali-sílica, álcali-silicato e álcali-carbonato. De acordo

com a NBR 7211, agregados potencialmente reativos com os álcalis do cimento só podem

ser usados se o concreto preparado com estes agregados tiver teor de álcalis menor ou igual

a 3 kg/m3, ou se o cimento contiver adições inibidoras da reação expansiva álcali-agregado

(pozolana ou escória granulada de alto forno) em teor comprovadamente eficiente. Estas

adições, presentes em alguns cimentos, podem ser feitas também no próprio concreto. Para

um dos tipos da reação (álcali-carbonato), a adição de pozolana não é eficaz.

Se há suspeita da reatividade potencial do agregado, por apreciação petrográfica ou

por ensaio químico, e o exposto no parágrafo anterior não for observado, a exigência da

NBR 7211 é que sejam realizados os ensaios de reatividade álcali-agregado em barras de

argamassa, conforme as normas NBR 9773 e ASTM C 1260 (ensaio acelerado). No ensaio

pela NBR 9773, a expansão máxima deve ser de 0,05 % aos três meses e 0,10 % aos seis

meses, enquanto no ensaio pela ASTM C 1260, a expansão máxima deve ser de 0,10 % aos

14 dias de cura agressiva.

Pode demorar vários anos até que a reação álcali-agregado mostre o seu caráter

destrutivo. Quando esta reação expansiva ocorre é muito difícil ou impossível conseguir

pará-la. Decorre se recomendar o monitoramento permanente do problema, visando melhor

definir a ocasião da condenação da utilização da estrutura. Também se pode tentar reduzir

a velocidade da reação, aumentando a vida útil da estrutura, ou ainda se executar

intervenções de caráter de reabilitação da estrutura para permitir a convivência com o


problema, ambos os procedimentos de acompanhamento recomendado por monitoramento

instrumentado e permanente.

Agregados utilizados nos grandes centros urbanos e que depois de décadas não

mostraram problemas desta natureza, não carecem de maiores preocupações, embora seja

obrigação das pedreiras e outros fornecedores de agregados efetuarem ensaios prévios de

reatividade e muitas vezes não o fazem. Em grandes barragens, onde os agregados vão ser

utilizados pela primeira vez (rocha da escavação, etc.) o problema é bem mais freqüente.

Além do mais, as grandes barragens são obras hidráulicas, onde a presença de água agrava

o problema. Entretanto, além das grandes barragens efetuarem os estudos prévios

necessários, correntemente adotam adições de pozolana no concreto para redução do

problema térmico e inibição da reação expansiva álcali-agregado. Em barragens, registram-

se alguns casos de reatividade como na usina de Apolônio Sales (Moxotó) no Rio São

Francisco. Em grandes centros urbanos constata-se a presença da reação em várias obras de

Recife, algumas concluídas há mais de 20 anos.

4.7.5 – Rigidez

Os agregados devem ser rígidos para evitar deformações e rupturas localizadas no

concreto. Quanto mais elevado o módulo de elasticidade (agregados de maior rigidez),

menor será a retração das argamassas e concretos. Os agregados leves geralmente têm

módulo de elasticidade menor e provocam maior retração das argamassas e concretos que

dele fazem uso.

4.7.6 – Aderência à pasta

A aderência deficiente do agregado provoca deslocamento, menores resistências

mecânicas e menor impermeabilidade dos concretos. Mica adere mal. Para usar pérolas de

poliestireno expandido (isopor ou styropor) como agregado, recomenda-se o uso de cola

para melhorar a aderência e evitar sua flutuação. A argila em torrões adere mal. A boa

aderência entre a pasta de cimento e o agregado é de fundamental importância em concreto

de alto desempenho.

4.7.7 – Dureza e resistência ao desgaste

Quanto maior a dureza do agregado, maior a resistência ao desgaste do concreto;

Na escala Mohs: calcita (CaCO3) = 3; quartzo (SiO2) = 7;

Partículas leves, partículas friáveis (facilmente quebráveis) e partículas moles,

diminuem a resistência à abrasão;

A resistência ao desgaste do agregado graúdo pode ser medida no ensaio de “abrasão

Los Angeles” (NBR NM 51), onde o agregado é posto a rodar dentro de recipientes com

esferas de aço. De acordo com a NBR 7211, o desgaste máximo do agregado graúdo do

ensaio de abrasão Los Angeles é de 50 % para efeito de aceitação.

4.7.8 – Impurezas nos agregados

As impurezas têm sua presença tolerada desde que em teores menores que os limites

máximos especificados pelas normas.

Material pulverulento (partículas menores que 0,075 mm): aumentam o consumo de

água e de cimento, reduzem a aderência do agregado, podem reduzir a resistência


mecânica das argamassas e concretos, podem aumentar a permeabilidade das

argamassas e concretos (com teores insuficientes de finos pode ocorrer, também,

aumento da permeabilidade) e reduzem a resistência à abrasão. A determinação de

seu teor é feita por lavagem e peneiramento do agregado conforme o método de

ensaio da norma NBR NM 46. A NBR 7211 tolera os valores máximos de 3,0%

(concreto sujeito a desgaste superficial) e 5 % (concreto protegido do desgaste

superficial) na areia. Para o agregado graúdo, o teor máximo é de 1,0%, admitindo

2,0 % para agregados provenientes de rocha com absorção de água menor que 1%.

Argila em torrões: tem fraca aderência, provoca manchas e descolamentos, reduz a

resistência à abrasão, gera deformações e perdas de resistências localizadas, pode

perturbar o endurecimento na região onde se aloja, absorve água etc. Determina-se

o seu teor por catação manual de acordo com a NBR 7218. A NBR 7211 tolera os

teores máximos (incluindo materiais friáveis) de 3,0 % para a areia e, no agregado

graúdo, 1,0 % para concreto aparente, 2,0 % para concreto sujeito a desgaste

superficial e 3,0 % nos demais concretos.

Partículas friáveis: são facilmente desmanchadas com os dedos e com

inconvenientes semelhantes à argila em torrões. A NBR 7211 fixa para os materiais

friáveis os mesmos limites para a argila em torrões e a determinação do teor

também é feita pela NBR 7218.

Materiais carbonosos (Carvão): material friável, leve, expansivo e que suja o

concreto. Finamente dividido perturba o endurecimento. A NBR 7211 tolera o teor

máximo de 0,5% em concreto aparente e 1% nos demais concretos. Sua

determinação é feita pela norma ASTM C 123.

Partículas leves: têm inconvenientes semelhantes às friáveis. A NBR 7211 não fixa

limites máximos (mas fixa para materiais carbonosos que é um tipo de partícula

leve). Determina-se o teor pela NBR 9936.

Matéria orgânica: retarda a pega e o endurecimento e diminui a resistência

mecânica das argamassas e concretos. Para a areia, a NBR 7211 fixa limites em

ensaio colorimétrico de acordo com a NBR NM 49. Para a areia ser aprovada no

teor de matéria orgânica, a cor de uma solução normalizada na qual se adicionou a

areia não pode ser mais escura que a cor da solução padrão. Se a areia for

reprovada, a NBR 7211 permite seu uso se ela passar no ensaio de qualidade da

areia executado pela NBR 7221. Este ensaio compara as resistências da argamassa

preparada com a areia suspeita com a da argamassa com areia isenta de matéria

orgânica. A NBR 7211 fixa limites para a queda máxima de resistência de 10 %,

tanto aos 7 como aos 28 dias.

4.7.9 – Forma dos grãos

Quanto mais próximo da forma esférica (agregados naturais) ou da forma cúbica

(agregados britados) estiverem os grãos do agregado, teremos melhor resultado.

Superfície específica ou área específica = (área externa) / (volume ou massa).

Quanto maior for a superfície específica do agregado, maior será a necessidade de

água para a molhagem de seus grãos. A superfície específica obviamente aumenta com a

redução do tamanho dos grãos. Decorre:

Concretos de agregados com maior superfície específica consomem mais cimento

que os de menor superfície específica, para o mesmo nível de resistência, mantida a

consistência, por necessitarem, não somente maior quantidade de água, como

também de argamassa, a qual inclui o cimento (concreto com brita 1 gasta mais


cimento do que o concreto com britas 1 e 2, para o mesmo nível de resistência,

mantida a consistência).

Quanto maior a superfície específica, maior a aderência, resultando em aumento da

resistência à tração do concreto, para o mesmo nível de resistência à compressão.

Brita tem maior superfície específica que seixo e areia artificial mais que a natural,

supondo igualdade de volumes dos grãos. Decorrer que, em igualdade de resistência

à compressão, os concretos feitos com areia natural e seixo consomem menos

cimento. Decorre também que, em igualdade de resistência à compressão, os

concretos com areia artificial e brita têm maior resistência à tração.

Grãos lamelares (uma das dimensões bem maior que as outras, ou discóides, com

duas dimensões bem maiores que a outra) dificultam o adensamento do concreto,

aumentam a sua permeabilidade e requerem maior volume de argamassa

(resultando maior consumo de cimento).

Para agregado graúdo, a NBR 7211 especifica que o índice de forma não deve ser

maior que 3. O índice de forma, determinado pela NBR 7809, é a média dos

quocientes entre a maior dimensão e a menor dimensão dos grãos.

4.8 – Outros índices característicos dos agregados

4.8.1 - Massa específica

A massa unitária é o quociente entre a massa do agregado e o volume que ele

aparenta ter (inclui o volume dos grãos e dos vazios entre os grãos). Distingue-se a massa

unitária no estado solto (valor menor), determinada pela NBR 7251, da massa unitária no

estado compactado (valor maior e variável com grau de compactação). A massa unitária no

estado solto é obtida dividindo-se a massa do agregado pelo volume de uma caixa

padronizada onde ele é vertido.

A areia apresenta o fenômeno de inchamento quando está úmida. Decorrer que a

massa unitária da areia úmida no estado solto é menor do que quando está seca. Para a areia

quartzosa de leito de rio, a massa unitária no estado solto é da ordem de 1,40 a 1,45 kg/dm3

(quando seca), e para a brita granítica é da ordem de 1,36 a 1,42 kg/dm3.

A massa específica dos grãos é também denominada massa específica. Existe três

tipos principais, a seguir explicados.

Considerando V igual ao volume total do grão e v o volume dos poros permeáveis

do grão (poros que têm comunicação com o exterior), tem-se:

Massa específica aparente (Bulk Density): D = Massa/V

Massa específica SSS (grãos saturados com superfície seca): igual ao caso anterior,

ressalvando-se que todos os poros permeáveis estão cheios de água, aumentando o valor da

massa.

Massa específica seca ou absoluta (Apparent Density): D = Massa/(V-v).

Para agregados de absorção até 1,0 %, que é o caso talvez da maioria dos agregados

convencionais em nosso país, a diferença de valores destas massas específicas é reduzida,

tendo a massa específica seca o maior valor e a aparente o menor valor.

A massa específica SSS da areia quartzosa de leito de rio é da ordem de 2,60 a

2,64 kg/dm3

e da brita granítica, em torno de 2,65 a 2,73 kg/dm3.

4.8.2 – Umidade

A umidade total do agregado é definida pela expressão:


H = Ph – Ps Ph: massa úmida

Ps Ps: massa seca

H% = H x 100

A areia pode ter umidade total até cerca de 12 %, tendo maior capacidade de reter a

umidade quanto mais fina for. O agregado graúdo tem umidade total menor (material

granular grosso, permeável entre os grãos), mas pode atingir valores um pouco maiores

pela presença de finos. A umidade superficial do agregado graúdo dificilmente ultrapassa

1,5 %.

Unidade total = unidade superficial + absorção.

Unidade superficial = umidade na superfície dos grãos.

Absorção = umidade nos poros permeáveis dos grãos.

No preparo dos concretos deve-se reduzir a quantidade de água a se adicionar da

presente na forma de umidade superficial dos agregados.

Para se determinar a umidade total, pode-se usar a estufa e aplicar a definição. Para

a areia, pode-se usar o Frasco de Chapman, conforme a NBR 9775, o qual dá o valor da

umidade superficial ou da umidade total, dependendo do valor da massa específica usada

nos cálculos, conforme visto na disciplina experimental.

A absorção é determinada por imersão (agregado graúdo), conforme NBR NM 53,

ou pelo processo do cone (areia), conforme NBR NM 30.

4.8.3 – Compacidade

Compacidade = Massa unitária

Massa específica

4.8.4 – Coeficiente de Vazios

Cv = volume de vazios = Vv

volume total Vt

Cv = Vt – V cheios = 1 - V cheios = 1 - Ps/D

Vt Vt Ps/d

Sendo Ps o peso seco, D a massa específica e d a massa unitária.

Cv = 1 - d = 1 – compacidade

D

4.8.5 – Porosidade

P = Vv

V cheios


4.8.6 – Inchamento da Areia

A areia úmida ocupa maior volume que a seca, devido à água livre aderente aos

grãos provocar o afastamento entre eles. É o fenômeno denominado de inchamento. As

areias mais finas, normalmente, têm maior inchamento.

A areia recebida na obra ou em centrais de concreto é sempre úmida. Decorre que

na compra da areia (em m3), a conversão para massa deve levar em conta o inchamento, ou

melhor, adotando-se a massa unitária da areia solta no estado úmido (geralmente com

umidade crítica, cujo conceito é dado adiante). Igual raciocínio deve ser seguido no

dimensionamento de padiolas de areia no preparo do concreto.

O inchamento é caracterizado pelo coeficiente de inchamento (I).

I - Volume úmido = Vh

Volume seco Vs

Chamado de ds e dh as massas unitárias da areia seca e úmida, respectivamente, é

fácil deduzir que:

I = ds (1 + h), onde h é a umidade da areia.

dh

Pois: ds = Ps/Vs; dh = Ph/Vh e Ph = Ps (1 + h).

Ex.: Se ds = 1,42 kg/dm3 e dh = 1,15 kg/dm

3, com h = 5 %, vem:

1,42/1,15 = 1,2348; I = 1,2348 (1 + 0,05) = 1,2965 ≡ 1,30 (inchamento de

30 %).

O coeficiente de inchamento e a curva de inchamento (eixo vertical: valores de I,

eixo horizontal: valores de h) podem ser determinados pelo método de ensaio da norma

NBR 6467.

4.8.7 – Composição Granulométrica

A granulometria ou composição granulométrica de um agregado é a indicação das

quantidades de cada faixa de tamanho de grãos, presentes no agregado.

O ensaio de determinação da composição granulométrica de um agregado é

conduzido pela norma NBR NM 248 (Agregados – Determinação da composição

granulométrica) e é detalhado nas aulas da disciplina de Laboratório de materiais de

Construção.

5 – CONCRETO E SUAS PROPRIEDADES

5.1 – Considerações iniciais


O concreto (concreto hidráulico) é uma mistura de aglomerante mineral hidráulico

(com ou sem adições), agregado miúdo, agregado graúdo, água e eventuais aditivos.

Existem outros materiais de construção que também são denominados concretos. Serve de

exemplo o concreto asfáltico, no qual o aglomerante é o asfalto.

Excluindo da mistura o agregado graúdo, o material resultante é a argamassa

(argamassa hidráulica).

O termo concreto vem da palavra latina concretus, que significa “crescimento

junto”. Em Portugal o concreto é denominado de betão.

O concreto tem sua maior utilização em estruturas. Nesta utilização, deve-se levar

em conta que ele resiste relativamente bem a esforços de compressão e pouco a esforços de

tração.

As estruturas de concreto podem ser de concreto simples, de concreto armado e de

concreto protendido.

Nas estruturas de concreto simples, o concreto tem que resistir sozinho às ações

atuantes (exemplo: pavimentos de concreto simples).

Nas estruturas de concreto armado, são colocadas barras ou fios de aço dentro da

massa, para resistirem às solicitações de tração no lugar do concreto e também ajudar a

resistir à compressão.

Nas estruturas de concreto protendido, esticam-se cabos de aço no interior (e até no

exterior) do concreto, que, após liberados, comprimem o concreto (protensão), tentando

voltar ao comprimento inicial, reduzindo as tensões de tração e possibilitando que o

concreto as resista. Nas estruturas protendidas usa-se, também, armaduras de concreto

armado para resistirem alguns esforços de tração e de compressão.

O concreto é um material de comportamento dinâmico e suas propriedades variam

com sua idade. Antes do início de pega, o concreto é denominado de concreto fresco. Após

o fim de pega, quando ele já é sólido, denomina-se concreto endurecido.

5.2 – Propriedades do concreto fresco

5.2.1 – Consistência e plasticidade

A plasticidade é a capacidade do concreto fresco se deformar sob a ação de cargas

externas, incluindo o seu peso próprio, ou seja, é a facilidade de mudança de forma, em

oposição à consistência, entendida como a resistência à mudança de forma.

Decorre que a consistência é a propriedade inversa da plasticidade. Um concreto é

tanto mais consistente quanto menos plástico ele for e vice-versa.

A fixação correta e o conhecimento da consistência do concreto são muito

importantes, pois devem variar conforme as características da peça a concretar e do método

construtivo, visando desempenho adequado na concretagem.

Dispõe-se de um grande número de métodos para medir a consistência. Entretanto,

o ensaio mais adotado, tanto em laboratório como na obra, em face da sua simplicidade

operacional, é a determinação do abatimento do tronco do cone (cone de Abrams). Este

abatimento é internacionalmente conhecido como slump. Este ensaio não se presta para

concretos de consistência seca.

O ensaio consiste na medida do abatimento ocorrido em um tronco de cone de

concreto moldado em forma metálica, após a remoção da mesma. A forma é colocada sobre

placa metálica plana e nivelada, ambos previamente umedecidos e com a base maior do

tronco de cone assentada sobre a placa. O tronco de cone tem 30 cm de altura e bases com

diâmetro de 10 e 20 cm, dispondo de alças para o seu içamento.


Este ensaio é normalizado pela ABNT através da NBR NM 67, detalhado nas aulas

da disciplina de Laboratório de Materiais de Construção.

A consistência do concreto depende, basicamente, do teor de água presente. Para os

mesmo materiais e traço seco, quanto maior for a quantidade de água, maior é a

plasticidade do concreto. Decorre que o ensaio do abatimento do tronco de cone é também

usado para o controle indireto fator água/cimento do concreto (relação entre as quantidades

de água e de cimento). Todavia, não se pode desconsiderar que a consistência varia com a

temperatura para o mesmo teor de água. Quanto maior a temperatura, menor o slump.

Soma-se o fato da perda de plasticidade ser mais rápida sob temperaturas mais elevadas.

Um fator que também afeta a consistência do concreto é a finura dos materiais

empregados no seu preparo. Cimentos e areias mais finas conduzem a menores

plasticidades para uma mesma dosagem de concreto, face ao aumento da área específica

que requer mais água para a sua molhagem.

Outros fatores influentes são a forma e a textura dos agregados. As areias artificiais

e as pedras britadas requerem maior quantidade de água para a mesma consistência que as

areias naturais quartzosas de leito de rio e os seixos rolados, respectivamente, quando têm

composições granulométricas semelhantes.

Quando colocamos mais cimento no concreto, devido a sua maior finura (maior

superfície específica), a quantidade de água deveria ser aumentada para se manter a

consistência do concreto, pois há mais superfície a ser molhada pela água. Curiosamente,

porém, quando mantivermos os volumes de argamassa e de água por unidade de volume de

concreto e dosarmos concretos com consumos de cimento crescentes (cada vez mais

cimento e, obviamente, menos areia), a consistência dos concretos é pouco afetada até

determinado nível de consumo de cimento, contrariando a expectativa. Esta é uma lei

empírica muito útil nos estudos de dosagem de concreto, conhecida como “Lei de Lyse”. A

partir de determinados valores de consumo de cimento, entretanto, a expectativa é atendida,

a necessidade de água começa a aumentar à medida que se eleva o consumo de cimento.

Do exposto, decorre que para um dado conjunto de materiais componentes do

concreto, a quantidade de água para obtenção de um dado índice de consistência para um

mesmo volume de concreto é praticamente fixa, desde que o consumo de cimento não seja

excessivo e que o volume de argamassa por unidade de volume de concreto seja mantido

constante (que equivale a manter constante o consumo de agregado graúdo, em kg/m3). Se

aumentarmos o volume de argamassa, a quantidade de água necessária à manutenção do

índice de consistência aumenta, até porque, a água é um dos componentes da argamassa.

Alguns métodos de dosagem de concreto, como o do ACI, fixam aproximadamente,

para cada Dmax, qual a quantidade de água a se colocar para se obter uma determinada

faixa de “slump”. Como esta quantidade de água é pura estimativa, é possível que não se

atinja o índice de consistência desejado para o concreto durante o teste da dosagem

calculada, decorrendo a necessidade de correção. Para correção de dosagens de água no

concreto, precisa-se determinar quanto de água a mais ou a menos se deve colocar no

concreto de “slump” X para se obter o “slump” desejado Y. Para resolver este problema,

existe uma regra prática, de caráter empírico e aproximado, a saber:

Sejam Q1 e Q2 as quantidades de água (kg/m3 ou L/m

3) para os “slumps” X e Y,

respectivamente.

Q2 =Q1 .10√Y

X ou Q2 = Q1.(Y/X)0,1

, onde os “slumps” X e Y são medidos em centímetros.

Exemplo: Um concreto dosado com 190 kg/m3 de água, apresentou “slump” de 50 mm.

Qual é a quantidade aproximada de água que deverá ser colocada no concreto para se obter

“slump’de 150 mm ?


Q2 = 190.(15 cm / 5 cm)0,1

; Q2 = 190 x 30,1

= 212 kg/m3.

5.2.2 – Coesão e segregação

Sendo o concreto constituído por materiais granulosos de massas específicas e

dimensões diferentes, é natural a separação espontânea ou forçada destes, fenômeno

conhecido como segregação.

Em oposição à segregação, tem-se a coesão. Um concreto é tanto mais coeso quanto

menos segregável ele for e vice-versa.

Como a segregação é inevitável, deve-se reduzi-la até níveis não prejudiciais, tanto

no tocante aos materiais e dosagens como nas operações de preparo, transporte, lançamento

e adensamento do concreto.

Os concretos de menor teor de argamassa para a mesma granulometria de agregado

graúdo, os que contenham agregados graúdos de maior tamanho, os mais plásticos e os

muito secos, os de granulometria menos contínua e os de menor teor de finos são mais

segregáveis.

Quedas não verticais e até quedas verticais a partir de certas alturas (1,5 a 2,0 m)

intensificam a segregação do concreto. O mesmo ocorre com o excesso de vibração.

A segregação do concreto é uma das responsáveis pelos defeitos de concretagem

conhecidos como “brocas”, “ninhos” ou “bicheiras”.

5.2.3 - Exsudação

A exsudação é um caso particular da segregação. É a tendência da água subir à

superfície superior e livre do concreto recém-lançado. Pode ser determinada pela norma

NBR 15558.

Quanto maior o teor da água, quanto menor for o teor de finos e o consumo de

cimento no concreto, maior será a exsudação.

A exsudação, quando excessiva, é prejudicial ao concreto, pois pode trazer as

seguintes conseqüências:

Formação de nata porosa superficial (prejudicando as juntas de concretagem);

Redução da resistência mecânica do concreto na região próxima à superfície;

Aumento mais intenso da permeabilidade da camada de cobrimento das armaduras,

favorecendo sua corrosão;

Aumento geral da permeabilidade;

Leve aumento da resistência mecânica do concreto mais abaixo da superfície livre

por redução do fator água/cimento real (efeito benéfico);

Aumentos da retração plástica e da sedimentação;

Dificuldade no acabamento;

Abaixamento da cota superior do concreto lançado e adensado;

Heterogeneidade do concreto;

Enfraquecimento da aderência entre pasta e o agregado e entre o agregado graúdo e

argamassa;

Redução da aderência da armadura com o concreto;

Permeabilidade vertical superior à horizontal;

Dificuldade de bombeamento do concreto.

A adição de sílica ativa no concreto pode reduzir bastante a exsudação, pois o atrito

da água em processo de subida com as finíssimas partículas da sílica ativa dificulta a


movimentação da água. Outro agente redutor eficaz da exsudação é o aditivo incorporador

de ar. As bolhas de ar formadas no interior da massa de concreto armazenam a água em

movimentação, dificultando sua subida.

NOTA 1: As normas não fixam o teor máximo de exsudação do

concreto, dificultando o controle, que é somente visual na obra ou

determinado numericamente em laboratório pelo quociente entre o

volume de água exsudado e o volume de água total no concreto

(NBR 15558). Obviamente uma exsudação de 2% (valor máximo que

tem sido especificado em muitos pisos de concreto) não deve ser

preocupante. Porém, ela pode atingir valores elevados, superiores

até a 10%.

NOTA 2: Quando a exsudação é excessiva, deve-se reduzi-la.

Muitas vezes, a simples substituição da areia utilizada resolve o

problema, sem necessidade de adicionar incorporador de ar e sílica

ativa. O aumento do consumo de cimento, embora reduza a

exsudação ao aumentar o teor de finos que intensificam o atrito com

a água, reduzindo seu movimento, não é muito eficaz e é

antieconômico. Freqüentemente a areia artificial permite maior

exsudação que a areia natural de granulometria semelhante.

Curioso e contrário a expectativa é o fato de existirem areias mais

finas que conduzem a maior exsudação que algumas areias mais

grossas. Em Vitória (ES), por exemplo, diversas areias naturais, de

diferentes granulometrias, conduzem a intensa exsudação do

concreto.

5.2.4 - Trabalhabilidade

A trabalhabilidade do concreto fresco não é, na realidade, uma propriedade, mas

sim um conjunto de propriedades. Além disso, depende do método construtivo. Dois

concretos idênticos poderão ter trabalhabilidades diferentes caso suas utilizações sejam

distintas.

A trabalhabilidade do concreto é a facilidade de sua aplicação, sem segregação de

sólidos e exsudação prejudiciais, em uma certa peça, com um determinado método

construtivo. Quanto maior o trabalho requerido nesta aplicação, que inclui o preparo, o

transporte, o lançamento, o adensamento e o acabamento, menor será a trabalhabilidade do

concreto.

A trabalhabilidade do concreto é freqüentemente confundida com a plasticidade,

pois concretos mais plásticos requerem menos trabalho para o manuseio e adensamento.

Entretanto, dois concretos de mesma plasticidade poderão ter trabalhabilidades diferentes

se um for mais coeso e de menor exsudação que o outro, pois a trabalhabilidade requer a

conjugação das propriedades coesão e exsudação à de consistência e, ainda, de outras

propriedades.

Por outro lado, a trabalhabilidade depende, também, de fatores externos ao

concreto, como concentração e distribuição das armaduras, da geometria da peça a

concretar e do método executivo.

5.2.5 - Massa específica


A massa específica do concreto fresco é superior a do concreto endurecido, em face

da perda de água deste último. A massa específica do concreto endurecido varia um pouco

com o estado higrométrico e a temperatura do ar, pois faz trocas de umidade com o

ambiente.

A massa específica do concreto com agregados de densidade normal, cresce com o

aumento da quantidade de cimento, pois este material apresenta massa específica superior a

dos agregados.

Para o concreto fresco de agregados de densidade normal, a massa específica varia,

normalmente, de 2.300 a 2.500 kg/m3.

Para uma mesma dosagem e materiais componentes, quanto maior o teor de ar

incorporado ao concreto adensado, menor será a sua massa específica.

5.2.6 - Retração plástica

A retração plástica é a redução volumétrica que o concreto sofre antes de se iniciar

sua pega.

Esta fenômeno responde por fissuras visíveis em lajes, fissuras acompanhando as

armaduras de maior diâmetro (quando o concreto é plástico e o cobrimento não é grande) e

fissuras horizontais no topo de pilares.

A retração plástica provém de duas causas: o assentamento dos sólidos após o

adensamento (que pode ser considerado um fenômeno distinto da retração plástica) e a

evaporação rápida de água exsudada, podendo ocorrer abaixamento do nível superior da

superfície do concreto, por vezes, não uniforme, e fissuração. Estas conseqüências

começam a se manifestar após o término da concretagem.

A fissuração por evaporação da água ocorre quando a velocidade de evaporação é

superior à exsudação. Fatores que aumentam intensamente a velocidade da evaporação são

a presença de ventos, baixa umidade relativa do ar, concreto em temperatura superior a

ambiente e ação direta de raios solares sobre a superfície. Desse modo, em grandes

superfícies expostas, recomenda-se proteger o concreto, por coberturas apropriadas, de

ventos e da ação direta dos raios solares, bem como para resfriar o agregado graúdo nos

depósitos por aspersão contínua de água (que também evita as fissuras por absorção do

agregado).

Em locais de baixa umidade relativa do ar (Brasília, por exemplo), é recomendável

iniciar a cura com “neblina de água” antes da pega do concreto, logo após o adensamento e,

às vezes, durante a concretagem (evitando a secagem camadas lançadas antes da

sobreposição com outra camada e “costura”das duas camadas com o vibrador).

A melhor solução para eliminação das fissuras de retração plástica é a revibração do

concreto pouco antes de seu início de pega. Esta revibração, de rara utilização, pode

aumentar a resistência mecânica do concreto endurecido.

5.3 – Propriedades do concreto endurecido

5.3.1 - Resistência mecânica

5.3.1.1 - Resistência à compressão

A resistência mecânica do concreto varia conforme o tipo de solicitação, originando

assim a resistência à compressão, à tração etc.


O ensaio de resistência à compressão é o de menor custo, mais fácil de se realizar e

de maior interesse do ponto de vista estrutural. Por isso, é o ensaio mais freqüente no

concreto, ao lado da determinação do índice de consistência.

O concreto tem ruptura frágil, apresentando poucas deformações até a ocorrência da

ruptura. A presença de defeitos provoca concentrações de tensões e responde por quedas

acentuadas de resistência.

Basicamente a resistência mecânica do concreto depende da:

Resistência da pasta → aumenta com a redução dos vazios;

Aderência pasta-agregado e resistência da zona de transição → região de encontro

entre a pasta e o agregado e também, principalmente, entre a pasta ou a argamassa e

o agregado graúdo;

Resistência do agregado.

Os diversos fatores que afetam a resistência, normalmente estão direta ou

indiretamente relacionados com estes parâmetros e são descritos a seguir:

a) Grau de adensamento:

A resistência mecânica do concreto cresce com o grau de adensamento, pois há

redução dos vazios devido à compactação. Quanto mais eficiente for o adensamento, maior

será a redução dos vazios. No entanto, sempre sobram alguns vazios preenchidos com ar,

chamado de ar normalmente incorporado ao concreto adensado. O volume deste ar

incorporado é tanto maior quanto menor for a dimensão máxima característica do agregado

graúdo. A tabela que se segue mostra teores de ar normalmente incorporado que podem ser

considerados no concreto adensado, de acordo com o ACI (American Concrete Institute).

DMAX (mm) 9,5 12,5 19 25 37,5 50 75

% de ar 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0,3

b) Atividade do cimento:

Em igualdades de condições (dosagem, idade, grau de adensamento etc) a

resistência do concreto é governada pela atividade do cimento. Assim, por exemplo,

usando-se a mesma dosagem, o concreto preparado com o cimento CPIIF-40 tem maior

resistência que o que utiliza cimento CPIIF-32.

c) Idade do concreto:

A resistência mecânica cresce com o aumento da idade do concreto, devido ao

endurecimento progressivo do concreto, pela hidratação contínua do cimento. Para a

resistência á compressão, a resistência cresce, aproximadamente, com o logaritmo da idade:

(fcj = a + b. log j), onde a e b são determinados resolvendo-se um sistema de duas

equações e duas incógnitas. Para tanto, é necessário conhecer a resistência em duas idades

para se avaliar a resistência em uma terceira idade. Uma fórmula aproximada para

concretos preparados com CPI e CPII é: fcj = (1,35j + 10 / j + 20). fc28

j = idade do concreto em dias.

Outra fórmula aproximada é a do ACI: fcj = fc28 x j / (4 + 0,85j).

Exemplo1: Um concreto preparado com um cimento CPIIE-32 apresentou resistência à

compressão aos 7 dias de 20 MPa. Quais serão, aproximadamente, as resistências nas

idades de 28 dias e 91 dias?


Pela primeira fórmula:

fc7 = (1,35 x 7 + 10) x fc28 / 7 + 20; 20 = (1,35 x 7 + 10) x fc28 / 7 + 20; 19,45 fc28 = 540;

fc28 = 27,8 MPa.

fc91 = (1,35 x 91 + 10) x 27,8 / 91 + 20; fc91 = 33,3 MPa.

Pela fórmula do ACI:

fc7 = fc28 (7 / 4 + 0,85 x 7) ; fc28 = 20 / 0,7035 = 28,4 MPa.

fc91 = fc28 x (91 / 4 + 0,85 x 91) = 1,118623 X 28,4 = 31,8 MPa.

Exemplo2: Admitindo-se os valores de resistência aos 7 e aos 28 dias do exemplo anterior,

qual será, aproximadamente, a resistência aos 91 dias empregando-se a fórmula dos

logaritmos?

fc7 = a + b. log 7; logo: 20 = a + 0,845098 x b;

fc28 = a + b. log 28: logo: 27,8 = a + 1,447158 x b.

Resolvendo este sistema e aproximando o resultado utilizando três casas decimais,

encontramos: a = 10,949 e b = 12,956.

Então: fc91 = 10,949 + 12,956 . log 91 = 10,949 + 12,956 x 1,959041 = 36,3 MPa.

Cumpre destacar que o crescimento de resistência do concreto de 7 para 28 dias e de

28 para 91 dias é maior nos concretos com cimentos CPIII e CPIV e menor nos preparados

com CPV-ARI. Estes crescimentos de resistência também são maiores nos concretos de

maior fator água/cimento que nos de menor fator água/cimento.

d) Fator água/cimento:

O fator água/cimento (ou relação água/cimento) é definido pelo quociente entre a

massa (ou volume) de água usada no preparo do concreto (incluindo a adicionada e a

presente na forma de umidade superficial dos agregados) pela massa de cimento

empregada.

A água necessária à hidratação do cimento é da ordem de 23% da massa deste (fator

água/cimento 0,23 L/kg). Como os fatores água/cimento adotados no concreto são maiores

que este, para permitir a trabalhabilidade, resultam poros ocupados pela água, parte dos

quais se transformam em vazios ocupados por ar, reduzindo a resistência tanto mais

intensamente quanto maior for o fator água/cimento.

Para a resistência à compressão, utilizam-se fórmulas para correlacionar esta com o

fator água/cimento numa dada idade, supondo adensamento satisfatório.

As duas fórmulas mais usadas são:

Fórmula de Abrams:

fcj = A

BX , onde:

fcj – resistência à compressão na idade j;

A e B – parâmetros que dependem de materiais utilizados e da idade do

concreto (determinados por ajustamento pelo método dos mínimos

quadrados, com os pares de valores x, fcj);

x – fator água/cimento.


NOTA: No ajustamento, para simplificar, usa-se a equação

anamorfoseada (log fcj = log A – x log B), que é equação de uma

reta.

Fórmula de Bolomey

fcj=k .(1

x− 0,50) , onde fcj e x têm os mesmos significados anteriores e k é

uma coeficiente que depende dos materiais empregados e da idade do concreto.

Para a resistência cilíndrica e a idade de 28 dias, pode-se adotar como o

valor aproximado de k:

K = R

d , sendo:

R – resistência da argamassa normal do cimento utilizado na idade de 28

adias (na ausência deste dado, pode-se adotar R = 25, 32 e 40 MPa,

aconforme a classe do cimento seja 25, 32 ou 40, respectivamente. Para

o cimento CPV-ARI pode-se adotar R = 45 a 48 MPa).

d = 1,58 (com menor segurança d =1,50).

A fórmula de Bolomey expressa desta última forma, é muito útil para avaliar

o fator água/cimento a usar no concreto para uma determinada resistência desejada

(resistência de dosagem).

A título de exemplo, para a resistência de dosagem 24,6 MPa e uso de

cimento CPIIE-32, o fator água/cimento aproximado “x” é 0,583 kg/kg, pois:

24,6 = 32 / 1,58 (1/x – 0,50)

x = 0,583 kg/kg ou x = 0,583.

e) Mistura:

Concretos misturados de modo incompleto obviamente conduzem a valores

menores e mais dispersos de resistência.

Os concretos preparados adequadamente em misturadores forçados apresentam

melhor desempenho de resistência mecânica e os misturados manualmente, o pior.

f) Graduação do agregado graúdo:

Nos concretos, a resistência mecânica para uma mesma idade, fator água/cimento,

grau de adensamento e materiais, é tanto menor quanto maior for a dimensão máxima

característica do agregado graúdo.

Este fenômeno, atribuído, principalmente, à aderência pasta x agregado graúdo (que

é maior nos agregados menores devido a maior superfície específica) é pouco significativa

nos concretos convencionais com Dmax até 37,5 mm. Para alguns concretos de alta

resistência (alto desempenho) ou com Dmax elevado (75 mm etc), as diferenças de

resistência são expressivas.

g) Forma do agregado:

Os agregados britados (areia artificial e pedra britada) conduzem a maiores

resistências mecânicas, principalmente à tração, que os agregados rolados (areia natural e

seixos) para um mesmo fator água/cimento, idade, grau de adensamento, graduação dos


agregados e tipo de cimento. Por esta razão, deve-se evitar utilizar seixos em concretos

simples sujeitos à tração, como no caso de pavimentos rígidos de concreto.

h) Resistência mecânica dos agregados:

Os agregados deverão ter resistência mecânica superior a dos concretos que dele

farão uso, caso contrário, o concreto romperá no agregado.

Este fenômeno é pouco significativo para os concretos convencionais e agregados

de boa qualidade, mas fundamental nos concretos leves e nos de alta resistência (alto

desempenho).

i) Outras características dos agregados:

As impurezas contidas nos agregados podem prejudicar a resistência do concreto.

Areias com excesso de matéria orgânica reduzem a resistência principalmente nas

primeiras idades.

Alguns agregados, como os calcários, podem aumentar a resistência do concreto em

idades avançadas em face de fenômenos denominados de epitáxicos, na interação do

calcário com o cimento.

Um agregado graúdo com módulo de elasticidade elevado pode aumentar a

resistência do concreto por absorver parcela das tensões aplicadas no concreto que seriam

destinadas a argamassa. Em certas circunstâncias, o elevado módulo do agregado, ao invés

de colaborar na melhoria da resistência, a prejudica.

Tratando-se de agregados satisfatórios, todas estas influências são de pequena

monta quando comparadas com as influências do grau de adensamento, idade, atividade do

cimento e fator água/cimento.

j) Cura do concreto:

A cura do concreto consiste nos procedimentos adotados para evitar a saída

prematura da água necessária à hidratação do cimento. Um concreto mal curado tem

resistências mecânicas inferiores, principalmente nas idades mais avançadas, em face da

deficiência de água para a hidratação do cimento e notadamente em peças de pequenas

dimensões.

k) Temperatura:

O concreto mantido a temperaturas mais elevadas apresenta resistência mecânica

inferior em idades suficientemente avançadas. Entretanto, nas primeiras idades, as

resistências são até mais altas, pois o aumento da temperatura acelera a hidratação do

cimento.

A cura térmica do concreto tira partido deste fenômeno. Esta técnica é um recurso

muito utilizado para se obter maiores resistências nas idades iniciais, permitindo liberação

mais rápida das peças estruturais. A cura térmica mais usual é a cura a vapor a baixa

pressão, na qual a temperatura máxima, normalmente, varia de 70 a 85ºC.

Há um conceito de muito interesse adotado na cura térmica, embora,

freqüentemente, conduza a resultados bem distantes da realidade. Trata-se do grau ou fator

de maturidade.


O fator de maturidade pode ser definido pelo produto do tempo que o concreto ficou

submetido a uma dada temperatura por esta temperatura. A denominada lei de Saul, de

caráter empírico, diz que concretos de mesma dosagem e com a mesma maturidade, têm,

aproximadamente, a mesma resistência. Assim, por exemplo, um concreto submetido à

temperatura de 21ºC durante 20 dias, tem, aproximadamente, a mesma resistência nesta

ocasião, que quando submetido à temperatura de 60oC durante um período de 7 dias, pois:

21 x 20 = 60 x 7 = 420ºC.dia . Na prática, este cálculo aproximado não deve ser feito desta

forma simplista, havendo outros parâmetros a serem considerados.

Alguns pesquisadores adotam como maturidade não o produto temperatura x idade,

mas sim temperatura + 10ºC vezes a idade. Assim, no exemplo anterior: (21 + 10) x 20 =

(60 + 10) x t. Resolvendo-se esta equação, encontramos t = 8,875 dias e não mais 7 dias.

l) Aditivos e adições:

Os aditivos aceleradores aumentam as resistências iniciais e reduzem a final.

As adições de pozolanas (exceto sílica ativa) e de escórias de alto forno, reduzem as

resistências iniciais e aumentam a resistência final.

Devem-se distinguir os fatores que afetam a resistência mecânica daqueles que

afetam os resultados de ensaio e não têm nada a ver com a resistência do concreto em si.

NOTA: A maioria dos fatores influentes no resultado de resistência,

tende a diminuí-lo. Esta é uma das razões que a NBR 12655

especifica que das duas resistências obtidas em uma dada idade,

apenas a de maior valor deve ser considerada. Esta norma não

permite que se molde apenas um corpo de prova por idade.

Entre os principais fatores que afetam os resultados de ensaios, destacam-se:

a) Moldagem dos corpos de prova:

Para corpos de prova cilíndricos de diâmetro 15 cm e altura 30 cm, a norma NBR

5738 (2003) prevê duas camadas adensadas com vibrador de alta freqüência ou 3 camadas

adensadas manualmente com 25 golpes de haste de aço de diâmetro 16mm e comprimento

de 600 mm.

Hoje em dia estão sendo bastante usados corpos de prova de diâmetro 10 cm e

altura 20 cm (somente para Dmax até 31,5 mm, pois o diâmetro de corpo de prova deve ser

pelo menos 4 Dmax, conforme a NBR 5738). Neste caso, a NBR 5738 especifica duas

camadas e 12 golpes por camada ou uma camada com vibrador.

Conforme a energia de adensamento empregada nas moldagens, a resistência

variará, sendo maior para adensamento mais energético.

O uso de carrinhos condutores de amostragem aquecidos e não umedecidos também

provoca aumentos artificiais de resistência por forçar a evaporação de parte da água

(água/cimento menor).

Se os utensílios utilizados na moldagem estiverem sujos, pode haver queda de

resistência devido à contaminação.

Se o acabamento dos topos dos corpos de prova for mal feito, há quedas

consideráveis de resistência, mesmo efetuando-se o capeamento posterior (usar colher de

pedreiro no acabamento do topo).


Um capeamento deficiente pode reduzir a resistência até em mais de 30%.

b) Armazenamento e cura dos corpos de prova:

A cura mal feita reduz a resistência em todas as idades, redução tanto maior quanto

maior for a idade. Com 3 dias a resistência poderá, eventualmente, até aumentar, mas, aos

28, a queda de resistência poderá superar a 20%.

A NBR 5738 estabelece que os corpos de prova dentro de suas formas, logo após a

moldagem, devem ser cobertos com material adequado. Estabelece também que a desforma

só poderá ocorrer após 24 horas (cps cilíndricos), seguindo-se imediatamente a cura final, a

qual é mantida até instantes antes da ruptura. A cura final é realizada imergindo-se os

corpos de prova em água saturada de cal, ou enterrando-os em areia completamente

saturada, ou, ainda, em câmara úmida que apresente, no mínimo, 95% de umidade relativa

do ar. Em todos estes casos, a temperatura deve ser de (23±2)ºC.

5.3.1.2 - Resistência à tração

A resistência à tração do concreto é muito menor que sua resistência à compressão.

A correlação aproximada entre as duas pode ser obtida pela expressão:

Rt=0,9+Rc

20 , onde Rt e Rc são as resistências à tração e à compressão,

respectivamente, em MPa.

No cálculo estrutural a resistência à tração do concreto é desprezada, em virtude das

armaduras, reduzindo sua importância. No entanto, seu conhecimento importa nos estudos

térmicos do concreto, onde se analisam as tensões térmicas resultantes do resfriamento do

concreto, no qual origina esforços de tração que podem causar a fissuração do concreto.

A determinação da resistência à tração do concreto é de difícil execução. O

laboratório de Furnas desenvolveu um método para este ensaio. No Brasil e na maioria dos

outros países, prefere-se determinar a resistência à tração de modo indireto pelo ensaio de

compressão diametral (método brasileiro – Lobo Carneiro).

A resistência à tração pura pode ser adotada como 85% da resistência à tração por

compressão diametral.

A determinação da resistência à tração por compressão diametral poderá ser feita

pela norma NBR 7222, onde o corpo de prova cilíndrico, deitado na posição horizontal, é

carregado diametralmente até a ruptura que ocorre por tração perpendicular ao plano

diametral paralelo ao carregamento.

Essa resistência é calculada pela expressão:

fts = 2P

πDL , onde P é a carga de ruptura, D e L são, respectivamente, o diâmetro e a

altura do corpo de prova.

A resistência à tração cresce menos que a resistência à compressão com o aumento

da idade (a partir de 28 dias) ou com redução do fator água/cimento. A título de exemplo,

mostra-se a tabela que se segue, extraída do CEB, na qual é apresentado o crescimento da

resistência com a idade, válido para cimento portland comum.

Idade (dias 3 7 28 90 360

fcj 0,40 0,65 1,00 1,20 1,35


ftj 0,40 0,70 1,00 1,05 1,10

5.3.1.3 - Módulo de Ruptura

O módulo de ruptura do concreto é a sua resistência à tração na flexão. É

determinada em corpos de prova prismáticos (em geral 15 x 15 x 50 cm) e com valores

superiores aos obtidos na resistência à tração.

Seu conhecimento é importante nos pavimentos rígidos, sendo básico para o

dimensionamento e o desempenho destas estruturas.

São duas as modalidades de ensaio para a determinação do módulo de ruptura. A

forma mais adotada é normalizada pela NBR 12142, onde se aplicam duas cargas nos

terços dos vãos entre os cutelos (distantes 45 cm). A outra modalidade, muito questionada,

conduz a valores de módulos de ruptura maiores, é normalizada pela ASTM C-293 e prevê

carregamento de ensaio no meio do vão.

O módulo de ruptura é calculado pela expressão:

R = PL

h3 , onde P é a carga de ruptura, L a distância entre os apoios e h a altura do

prisma.

As correlações entre o módulo de ruptura e a resistência à compressão do concreto

podem ser determinadas pelo método dos mínimos quadrados, normalmente uitlizando

expressões do tipo:

Mt = a x (fcj)b

O módulo de ruptura é maior que a resistência à tração por compressão diametral

(60 a 80% maior).

5.3.1.4 - Resistência a Outras Solicitações

Das demais resistências do concreto, destaca-se a sua resistência ao desgaste. Como

as demais resistências do concreto, a resistência ao desgaste cresce com o aumento da

resistência à compressão. Entretanto, neste caso, os agregados graúdos têm forte influência

no seu valor, devendo-se apresentar em teor elevado e terem boas dureza e resistência ao

desgaste.

A determinação da resistência ao desgaste poderá ser feita pelo método Böhme

descrito na norma DIN – 52108, onde se emprega disco rotativo e pó abrasivo especial, ou

pela norma MB – 3379, onde o abrasivo é areia.

5.3.2 – Retração

5.3.2.1 - Retração Hidráulica

A retração do concreto é a contração volumétrica que ele sofre devido a causas

várias. Durante a retração, as vinculações existentes tendem a impedi-la originando tensões

de tração, que, se superiores a resistência à tração do concreto, originam fissuras.

Além da retração plástica descrita anteriormente, distinguem-se três tipos de

retração: a hidráulica, a térmica e a química. Ainda existe a retração autógena, que é um

tipo de retração hidráulica, mas está também associada à retração química.


A retração hidráulica ou de secagem é devido a perda de água pelo concreto, perda

esta que faz com que o concreto endurecido tenha massa específica inferior a do concreto

fresco.

O concreto em ambiente seco perde água, sofrendo retração, e, quando imerso em

água, sofre expansão. Contudo, a retração é maior que a expansão.

Para peças de pequena espessura, a retração hidráulica é maior nas primeiras idades.

No primeiro dia pode ser metade da de 7 dias. Com 7 dias pode ser maior que a metade da

acumulada até 100 dias. Para peças de maior espessura, a retração até 7 dias é pequena

quando comparada com a retração total.

Em igualdade de fator água/cimento, a retração da secagem é maior na pasta,

seguindo-se a argamassa e, por último, o concreto.

O valor da retração hidráulica do concreto oscila entre 0,1 e 1,0 mm/m, dependendo

de inúmeros fatores.

Um tipo particular de retração hidráulica é a retração autógena, caracterizada pela

perda de água por efeito de hidratação do cimento, sem trocas de umidade com meio

exterior. Não é muito expressiva nos concretos comuns. Entretanto, em concretos massa e,

principalmente em concretos de alto desempenho, seu valor e influência são consideráveis.

A retração hidráulica é tanto maior quanto maiores forem os consumos de água e de

cimento no concreto, sendo mais sensível ao consumo de água que o de cimento. Ela

aumenta a medida que o fator água/cimento cresce. Todavia, como para água/cimento

maiores, o consumo de cimento cai, há uma compensação que poderá até reduzir a retração.

Ela é também tanto maior quanto menor for a umidade relativa do ar.

A cura do concreto é de efeito positivo sobre a retração. Além de adiá-la para idades

onde o concreto pode resistir melhor seus efeitos (redução de fissuração), poderá reduzir a

sua intensidade, sem, obrigatoriamente, reduzir a tensão de retração, uma vez que o módulo

de deformação (de elasticidade) do concreto cresce com a idade.

5.3.2.2 - Retração Química

A retração química provém das seguintes causas:

O volume absoluto dos produtos da reação dos componentes do cimento portland

com água é menor que o volume de água e componentes anidros originais;

Retração por carbonatação → A reação do hidróxido de cálcio presente nos

compostos hidratados do cimento, com o anidrido carbônico do ar, origina

carbonato de cálcio que tem menor volume. Esta retração afeta somente o concreto

mais superficial das peças estruturais.

Na maioria dos casos a retração química não é preocupante.

5.3.2.3 - Retração Térmica

As reações de hidratação do cimento portland são exotérmicas, podendo originar o

aquecimento do concreto. Como a velocidade de liberação do calor de hidratação vai

decrescendo com a idade, a partir de um dado instante, o concreto consegue dissipar este

calor e vai resfriando, dando origem à retração térmica. As estruturas massivas têm

obviamente maior dificuldade de trocar calor em velocidade rápida o suficiente para evitar

o problema térmico. Para atenuar os efeitos da retração térmica em estruturas massivas,

usa-se, isolada ou simultaneamente, concreto refrigerado, limitação de espessura das

camadas, adequação do intervalo entre lançamentos de camadas sucessivas, desigualdade

entre as alturas dos blocos, uso de cimento de baixo calor, adição de pozolana etc.


As fissuras provenientes da retração térmica são, geralmente, pouco numerosas e

bastante profundas.

5.3.3 - Deformações sob a ação de cargas

5.3.3.1 - Módulo de Elasticidade

Ao contrário da pasta de cimento, dos agregados e dos concretos de alto

desempenho, o gráfico tensão x deformação do concreto convencional é curvo, devido a

fissuração sob a carga, evidenciando que em momento algum o concreto obedece a lei de

Hooke.

Apesar deste fato, considera-se convencionalmente a existência do módulo de

elasticidade do concreto. Distingue-se dois tipos de módulo de elasticidade do concreto, o

módulo tangente e o módulo secante, este último também denominado de módulo de

deformação. Para a compressão, ambos os módulos do concreto podem ser determinados

experimentalmente em corpos de prova cilíndricos com altura igual ao dobro do diâmetro

pelo método de ensaio da norma NBR 8522 (dez. 2003 e em fase de revisão), medindo-se

as deformações à compressão com auxílio de extensômetros fixados no corpo de prova em

pontos eqüidistantes das superfícies limites deste.

A norma NBR 6118 (2003), no item 8.2.8, permite estimar o módulo de

deformação secante (Ecs) em função do módulo de elasticidade (Eci) pela expressão:

Ecs = 0,85.Eci.

O módulo de elasticidade do concreto cresce com a idade e com a redução do fator

água/cimento. Este crescimento, porém, não segue as mesmas leis que regem a resistência à

compressão. Por outro lado, ao contrário da resistência à compressão, o valor do módulo é

bastante influenciado pelas características do agregado graúdo. Entretanto, costuma-se

empregar fórmulas para avaliar o módulo em função da resistência à compressão.

A norma NBR 6118 (2003) adota fórmula deste tipo para avaliação do módulo

tangente em função da resistência característica à compressão, na idade de 28 dias, em

MPa. De acordo com o item 8.2.8 desta norma: Eci = 5600.fck1/2

.

No Rio de Janeiro, onde os agregados graúdos normalmente utilizados conduzem a

valores menores que o previsto pela fórmula da norma, alguns engenheiros calculistas

adotam valores menores de módulo através da expressão: Eci = 4250.fck1/2

.

Para os agregados do Rio de Janeiro, o COPPE / UFRJ desenvolveu as seguintes

fórmulas com base em ensaios de módulo de concretos de diferentes concreteiras para

avaliação do módulo carioca em GPa:

Eci = 4,55.fcm1/2

± 3,42, onde fcm é a resistência média, em MPa;

Eci = 5,00.fck1/2

± 3,42, ondefck é a resistência característica, em MPa.

A princípio, devemos distinguir o módulo de elasticidade à compressão do módulo

de elasticidade à tração, embora seus valores costumem ser próximos, validando considerá-

- los iguais para muitas das aplicações práticas. Dentro deste contexto, o item 8.2.8 da

norma NBR 6118 (2003) permite que na avaliação do comportamento de um elemento

estrutural ou seção transversal seja adotado um módulo de elasticidade único, à tração e à

compressão.

As deformações imediatas e particularmente as flechas obtidas nos elementos

estruturais são parâmetros a serem considerados no cálculo e podem ser associadas ao

produto (E.J), onde (E) é o módulo de elasticidade e (J) o momento de inércia. Quanto

maior for este produto, que caracteriza a rigidez, menor será a flecha.


O coeficiente de Poisson, relação entre as deformações transversal e longitudinal, é

outra propriedade importante. Seu valor no concreto oscila entre 0,12 e 0,25 e varia um

pouco com a idade.

5.3.3.2 – Deformação Lenta

Se uma peça de concreto for submetida à ação de uma carga constante, sofrerá uma

deformação imediata, função da carga aplicada e do módulo de elasticidade, e um aumento

gradual de deformação com o tempo, chamada de deformação lenta (“creep”, em inglês).

A deformação lenta é constituída, portanto, de duas parcelas, a deformação imediata

e a deformação crescente com o tempo, denominada fluência.

A fluência do concreto aumenta com:

A intensidade do carregamento aplicado;

A redução da umidade relativa do ar;

Volume de pasta de cimento do concreto (até certo limite);

A redução da resistência mecânica do concreto.

Por outro lado, a fluência é tanto maior quanto mais cedo for aplicada a carga.

A fluência do concreto pode ser determinada pela NBR 8224.

5.3.4 – Permeabilidade e Absorção

A permeabilidade do concreto é a propriedade que caracteriza a possibilidade de

passagem de água de uma face para a outra de uma peça estrutural, através do material.

A absorção do concreto consiste no preenchimento dos poros em contato com o

exterior por água através de sucção capilar.

Tanto a permeabilidade quanto a absorção podem ter seus conceitos estendidos para

outros fluidos além da água, líquidos ou gasosos, embora com intensidades diferentes.

Do ponto de vista da durabilidade do concreto, interessa que a permeabilidade seja

reduzida e a absorção igualmente reduzida e pouco profunda.

Ambas as propriedades têm seus valores mais reduzidos, à medida que se reduz o

fator água/cimento do concreto.

A permeabilidade do concreto é naturalmente pequena e é tanto menor:

Quanto menor for o fator água/cimento;

Quanto maior for o grau de adensamento (e, em geral, quando a concretagem é bem

conduzida e as juntas de construção são rigorosamente tratadas);

Quanto maior for a idade do concreto;

Quanto menor for a dimensão máxima característica do agregado graúdo;

Quanto mais perfeita e prolongada for a cura.

A permeabilidade do concreto é quantificada pela lei de Darcy, a saber:

V=KxAxΔH

L , onde V é a velocidade de percolação da água, A é a área da seção

transversal atravessada pela água, ΔH é a altura da coluna d’água (pressão

hidráulica), L é a espessura do corpo de prova (caso de ensaios) ou o espaço

percorrido pela água (caso de estruturas) e K é o coeficiente de permeabilidade.

No concreto fresco de qualidade satisfatória, o coeficiente de permeabilidade está

na faixa de 10-4

a 10-3

cm/s, podendo atingir, nas idades finais, valores próximos a 10-12

cm/s.

A determinação de K é realizada no permeâmetro do “Bureau of Reclamation”,

podendo-se adotar o método de ensaio da ABNT, NBR 10786.


Outro ensaio de permeabilidade adotado, preferido hoje em dia, é o da penetração

da água sob pressão (método sueco), normalizado pela ABNT através da NBR 10787,

havendo também a versão Mercosul NM 57.

Quanto a absorção, utilizam-se as determinações da absorção por imersão e por

fervura pelo método da NBR 9778 e a absorção por capilaridade conforme NBR 9779.

Os concretos de boa qualidade têm absorção menor do que 10%.

5.3.5 – Massa específica

Conforme já salientado anteriormente, a massa específica do concreto endurecido é

menor que a do concreto fresco, em que pese a retração redutora de volume (a retração é

muito reduzida para ser expressiva).

Esta redução de massa específica é função da perda de água do concreto e é menor

em ambientes úmidos.

A determinação da massa específica do concreto endurecido pode ser realizada pela

NBR 9778.

5.3.6 - Durabilidade

A resistência à corrosão ou durabilidade do concreto depende de inúmeros fatores,

não só do concreto, mas também das condições de exposição da estrutura.

A deterioração do concreto pode se manifestar por ações agressivas externas ou

internas.

Exemplo de agressões externas: ataque de águas que fazem contato com a estrutura

do concreto.

Exemplo de agressões internas: reação entre os álcalis do cimento (Na2O e K2O) e a

sílica não perfeitamente cristalizada do agregado, tema que foi mais detalhado no capítulo

referente a agregados.

Nas estruturas de concreto, a preocupação com a durabilidade não deve se limitar ao

concreto, mas estendida às armaduras.

Cumpre destacar que uma maior impermeabilidade do concreto tanto contribui para

a preservação do concreto como das armaduras.

A agressão externa de natureza química mais importante se dá pela ação da água.

Os agentes agressivos usam a água como meio de transporte, dissolvidos nela. Fator

importante é a possibilidade de renovação dos agentes agressivos como no caso das águas

correntes. Não havendo renovação, pode-se atingir o esgotamento do agente agressivo. Por

este motivo, algumas águas agressivas são menos prejudiciais ao concreto e às armaduras,

quando usadas no seu preparo do que quando têm contato permanente com a estrutura

através de água corrente (rios, mares etc.).

Estas agressões são combatidas com uma maior impermeabilidade do concreto

(redução do fator água/cimento, concretagem bem feita). Em igualdade de

impermeabilidade, os concretos preparados com cimento portland de alto forno (CPIII) e

pozolânicos (CPIV) são mais duráveis frente à maioria das agressões químicas.

As principais substâncias agressivas são:

Ácidos: atuam por dissolução dos compostos, por reações químicas ou pela

formação de compostos expansivos;

Sais ácidos ou bases fortes;

Sais de magnésio ou de amônio;

Certos sulfatos.


Os principais mecanismos de deteriorização do concreto são:

a) Descalcificação:

Lixiviação do hidróxido de cálcio, Ca(OH)2, aumentando a porosidade do concreto,

reduzindo o pH do meio (com redução da proteção anticorrosiva das armaduras) e

desestabilizando outros componentes hidratados.

Os principais agentes descalcificantes são:

Íons Mg++

e NH-4, que trocam de posição com o Ca

++, formando compostos

solúveis levados pela água;

Anidrido carbônico (CO2) acima de determinado teor, que assegure a formação de

bicarbonato de cálcio, que é solúvel e levado pela água, descalcificando o concreto.

Quando se forma o carbonato de cálcio, que é insolúvel, não tem problema para o

concreto, mas tem problema para a armadura, pois reduz o pH, removendo a

proteção anticorrosiva do aço se a carbonatação atingir a armadura;

Os cimentos CPIII e CPIV são mais resistentes à descalcificação, entre outros

motivos, por terem menor quantidade de Ca(OH)2 disponível para o ataque.

b) Reação Expansiva dos Sulfatos:

Alguns sulfatos reagem com o C3A hidratado do concreto formando sulfoaluminato

de cálcio hidratado em reação expansiva de caráter destrutivo.

Este sulfoaluminato é conhecido como “sal de Candlot” ou como “bacilo do

cimento”.

Os cimentos de C3A baixo e os de alto forno e pozolânicos (CPIII e CPIV) são mais

resistentes aos sulfatos.

Para aumentar a durabilidade é necessário aumentar a impermeabilidade, ou seja,

deve-se adotar fatores água/cimento tanto menores quanto maior for a agressividade do

meio. Os fatores água/cimento máximos a adotar em função da classe de agressividade são

definidos pela NBR 6118 e estão descritos na disciplina experimental.

5.4 – Concreto com aditivos

5.4.1 – Generalidades

Os aditivos são substâncias adicionadas em reduzida quantidade no preparo do

concreto, capazes de modificar o comportamento do concreto tanto fresco como

endurecido, reforçando certas propriedades e/ou inibindo outras.

5.4.2 - Tipos de Aditivos

Os aditivos mais utilizados em concretos são:

Plastificantes ou redutores de água: são aditivos que modificam a tensão capilar

da água, aumentando o seu poder de molhagem, permitindo redução de seu teor

para uma mesma trabalhabilidade ou o aumento da plasticidade do concreto quando

não se efetuar a redução de água. A redução de água é tanto maior quanto maior for

a dosagem do aditivo, se situando na faixa de 6 a 12% de redução. De um modo

geral, os plastificantes são também retardadores de pega, principalmente em

superdosagens, sendo comuns os aditivos denominados de plastificantes-


retardadores, que a retardação de pega é apreciável mesmo em dosagens menores.

Normalmente são usados na forma líquida, misturados na água de amassamento do

concreto em dosagens de 0,2 a 0,5% sobre o peso do cimento. São várias as

substâncias que podem ser usadas nos plastificantes, com destaque para os

lignossulfonatos;

Retardadores: são aditivos que retardam o início de pega do concreto, permitindo o

manuseio do concreto por mais tempo sem risco de pega. Estes aditivos viabilizam

planos de concretagem mais demorados sem riscos de juntas frias. Normalmente

são utilizados em teores de 0,15 a 0,30% sobre o peso do cimento, Em dosagens

muito elevadas, podem retardar a pega do concreto até por vários dias. O açúcar

tem forte efeito retardador;

Aceleradores: são aditivos que aceleram o início da pega do concreto e o

endurecimento inicial, permitindo obter pega mais rápida e maiores resistências

iniciais. Grande parte destes aditivos tem como substância química de base o

cloreto de cálcio, o qual favorece a corrosão das armaduras e tem seu uso

desaconselhado em face deste efeito;

Expansores: são aditivos que provocam expansões no concreto, contrabalançando

sua retração, podendo ser usados em situações excepcionais de recuperação de

estruturas e enchimento de vazios (concreto secundário). São muito usados em

caldas de injeção para estruturas protendidas. Uma das substâncias mais usadas

nestes produtos é o pó de alumínio, o qual reage com a cal, formando gás

hidrogênio;

Incorporadores de ar: aditivos que provocam a incorporação intencional de bolhas

esféricas de ar (0,05 a 0,5mm), que se mantêm mesmo após o adensamento,

diminuindo, em conseqüência, a permeabilidade e a exsudação e aumentando a

durabilidade do concreto e a resistência a ciclos de congelamento e degelo. O teor

de ar incorporado, geralmente, varia de 2 a 7%. São de uso indispensável no

concreto massa de barragens. A resistência à compressão do concreto decresce com

o aumento do teor de ar incorporado. São usados em teores muito reduzidos

(geralmente menores que 0,15% sobre o peso do cimento);

Impermeabilizantes: como o próprio nome indica, destinam-se a aumentar a

impermeabilidade do concreto. São raramente usados em concreto, mas de uso

difundido em argamassas rígidas de impermeabilização. Reduzem mais a absorção

que a permeabilidade. A redução do fator água/cimento por um aditivo plastificante

ou o uso de incorporador de ar costumam ser mais eficazes que o impermeabilizante

para aumentar a impermeabilidade do concreto;

Pigmentos: são aditivos ou, quando oteor for elevado, adições, destinados a mudar

a cor do concreto com efeitos decorativos ou de segurança (envelopes de

eletrodutos de cor avermelhada para avisar em futuras escavações, da presença de

cabos elétricos). Para cores claras é melhor o uso de cimento portland branco. Eram

muito usados o vermelhão (óxido de ferro) para a cor rosa ou a avermelhada e o

negro de fumo para a cor cinza escura. O pigmento deve suportar o elevado pH do

ambiente no concreto sem descolorir, bem como não deve atacar o concreto e as

armaduras. Atualmente, a indústria fabrica pigmentos específicos de diferentes

cores para o concreto. Hoje existem pigmentos adequados ao concreto de cores

amarela, vermelha, preta e marrom, à base de óxido de ferro. Os pigmentos de cor

verde e de cor azul são mais caros, principalmente o azul (azul de cobalto) e não são

à base de óxido de ferro;


Superplastificantes ou superfluidificantes: são aditivos redutores de água de ação

mais energética que os plastificantes, permitindo reduções de água, por vezes,

superiores a 25%. São utilizados em dosagens maiores que as dos plastificantes, da

ordem de 0,8 a 2,5% sobre o peso do cimento. Os concretos de alto desempenho

praticamente só passaram a existir após o advento dos superplastificantes, pois, para

terem elevadas resistências mecânicas (fcj ≥ 50 MPa) e alta impermeabilidade, é

necessária a adoção de reduzidos água/cimento (geralmente menores que 0,37 l/kg)

somente possíveis em concretos plásticos, quando do uso do superplastificante.

Polifuncionais ou multifuncionais: são aditivos cuja função varia com a

quantidade utilizada. Em menores quantidades tem um efeito e em maiores

quantidades tem outro. Há substâncias como a trietanolamina que em pequenas

quantidades acelera a pega e em maiores quantidades pode até retardar a pega. A

maioria dos aditivos polifuncionais não são na realidade polifuncionais, pois não

mudam de efeito, mas apenas mudam a intensidade do efeito.

5.5 – Considerações sobre a dosagem do concreto

5.5.1 - Conceitos de traço e de dosagem do concreto

Chama-se traço ou dosagem de um concreto a indicação das quantidades dos

materiais componentes para o preparo do concreto.

Dosar um concreto para atender determinados requisitos, tanto no estado fresco

como endurecido, é determinar o proporcionamento da mistura, ou seja, as quantidades de

cada material componente (traço) que permita preparar um concreto que atenda àqueles

requisitos. Mudando os requisitos, o traço deve mudar. Mudando um ou mais materiais

componentes, o traço também deve mudar.

5.5.2 - Modos de apresentação dos traços

São usuais os seguintes modos de apresentação dos traços de concreto:

I ) - Traço unitário em massa (ou em peso), ou composição unitária em massa:

Neste modo, adota-se o cimento como uma unidade de massa e os demais

componentes pela relação entre suas massas e a massa do cimento.

Assim, 1: a: p1: p2 com água/cimento x ou 1: a: p1: p2: x, tem para cada kg de cimento, “a”

kg de areia, “p1” kg de pedra 1, “p2” kg de pedra 2 e “x” kg (ou litros) de água.

Recomenda-se indicar a, p1, p2 e x com pelo menos duas casas decimais após a vírgula,

sugerindo-se o uso de três casas.

Na indicação das quantidades de agregados, supõe-se que os mesmos estejam na

condição saturados-superfície seca (SSS), embora alguns laboratórios adotem a condição

seca.

A composição unitária em peso é o modo mais usado para representar traços de

concreto.

Exemplo: Em uma betoneira foram colocados; 1 saco de cimento (50 kg), 126 kg

de areia com 5 % de umidade superficial, 195 kg de brita 1 e 24 litros de água. Qual o traço

unitário em massa ?

No traço em massa, os agregados são indicados na condição saturados – superfície

seca (SSS). A areia está úmida, logo deve ser convertida para areia SSS.

h = 5 % = 0,05.


Por definição, a umidade é: h = Ph – Ps / PS ; logo: Ph – PS = h x PS ; PS x (1 + h) = Ph

; PS = Ph / 1 + h ;

PS = 126 / 1 + 0,05 ; PS = 120 kg.

Água presente na areia, na forma de umidade superficial: Ph – PS = 126 – 120 = 6 kg

(ou 6 litros).

Água total no concreto: 24 + 6 = 30 litros.

Então o traço fica:

Cimento: 50 kg;

Areia SSS: 120 kg;

Brita 1 SSS: 195 kg;

Água: 30 kg.

Como o cimento no traço unitário tem que ser igual a 1, deve-se dividir as quantidades

por 50, pois 50 / 50 = 1. Assim:

Cimento: 50 /50 = 1;

Areia SSS: 120 /50 = 2,400;

Brita 1 SSS: 195 / 50 = 3,900;

Água/cimento: 30 / 50 = 0,600.

Resposta: O traço unitário em massa é: 1: 2,400: 3,900 (cimento: areia: brita 1) com

água/cimento 0,600.

II) - Traço unitário em volume

Indica o volume aparente do cimento como igual a 1 e os demais componentes pela

relação entre seus volumes aparentes e o volume aparente do cimento.

Não deve ser utilizado em concreto, pois a norma NBR 12655 especifica que o

cimento é obrigatoriamente medido em peso (ou massa) ou em número inteiro de sacos.

Esta forma de apresentação de traço é muito utilizada em argamassas.

Ex. argamassa de cimento e areia de traço volumétrico 1:3 usada em chapisco.

III) - Traço misto

Indica o cimento em número inteiro de sacos (usualmente 50 kg) e os agregados e a

água em volume. Os volumes dos agregados podem ser indicados em unidades de volume

ou em padiolas, que são caixas dotadas de alças para o transporte pelos operários (no traço

indicam-se as quantidades de padiolas e suas dimensões internas). É muito usado em

pequenas obras, onde o concreto é preparado na obra.

IV) - Consumo dos materiais para o volume de 1m3 de concreto adensado

Essa forma de apresentação é usada em centrais de concreto gravimétricas e na

previsão para compra e controle do consumo dos materiais na obra.

Os consumos dos materiais são indicados em (kg/m3) e as quantidades de agregados

e de água dizem respeito a agregados saturados-superfície seca, embora alguns adotem as

quantidades de agregados na condição seca.

5.5.3 - Mudanças de formas de apresentação

I - Passagem do traço em massa para o consumo de materiais e vice versa

Seja um concreto de traço em massa 1: a: p1: p2: ... : X (cimento; areia: pedra 1:

pedra 2: ... : água/cimento), utilizando cimento de massa específica dos grãos (kg/dm3) Dc,

areia sss de massa específica sss (kg/dm3) Da, pedras 1, 2 etc. de massas específicas sss


(kg/dm3) D1, D2 etc. e seja Dad a massa específica (kg/dm

3) do aditivo, cujo teor é de t%

sobre a massa do cimento (chamaremos de t ao quociente t%/100).

Para produzir 1 m3 de concreto (1000 dm

3 ou 1000 litros), sendo Vc, Va, V1, V2, ... ,

VH, Vad e Var os volumes absolutos do cimento, areia sss, pedra 1 sss, pedra 2 sss, ... , água

total, aditivo e ar incorporado ao concreto adensado, respectivamente, teremos:

Vc + Va + V1 + V2 + ... + VH + Vad + Var = 1000 litros de concreto adensado;

Vc + Va + V1 + V2 + ... + VH + Vad = 1000 – Var.

Sejam C, A, P1, P2, ... e Q os consumos (kg/m3) de cimento, areia, pedra 1, pedra 2,

... e água, respectivamente. Como, D = massa/volume, decorre volume = massa/D. logo:

C/Dc + A/Da + P1/D1 + P2/D2 + ... + Q/1 + Vad = 1000 – Var ;

Como; a = A/C; p1 = P1/C; p2 = P2/C; ... X = Q/C; Vad = t x C/Dad, vem:

C/Dc + C x a/Da + C x p1/D1 + C x p2/D2 + ... + C x X + t x C/Dad = 1000 – Var;

Colocando C em evidência, vem:

C x (1/Dc + a/Da + p1/D1 + p2/D2 + ... + X + t/Dad) = 1000 – Var;

C=1000− Var

1

Dc+

a

Da+

p1

D1

+p

2

D2

+ . . .. .. .+x+t

Dad

Esta fórmula permite o cálculo do consumo de cimento (kg/m3).

Se o aditivo for medido em volume (L/m3), tem-se:

C=

1000− Var− Vad

1

Dc+

a

Da+

p1

D1

+p

2

D2

+ . . .. .. .+x

Calculado o consumo de cimento pela fórmula, os demais consumos (kg/m3) serão

calculados conforme se segue:

Areia SSS: A = C x a ;

Pedra 1 SSS: P1 = C x p1 ;

Pedra 2 SSS: P2 = C x p2 ;

.........................................

Água: C x X ;

Aditivo (kg/m3): Ad = C x t ;

Aditivo (L/m3): Vad = Ad/Dad .

NOTA: Os consumos dos materiais, exceto do aditivo, podem ser arredondados para

números inteiros.

Exemplo 1.

Calcular os consumos dos materiais componentes no traço, em massa, 1: 1,692:

1,276: 1,914: 0,500 (cimento: areia: brita 1; brita 2: água/cimento), dosado com

plastificante no teor de 0,3% sobre a massa de cimento. Dados:

MATERIAL MASSA ESPECÍFICA (kg/dm3)

CIMENTO PORTLAND 3,05

AREIA NATURAL (SSS) 2,62

BRITA 1 (SSS) 2,66

BRITA 2 (SSS) 2,66

PLASTIFICANTE 1,20


Solução: De acordo com a tabela do item 3.2.1.1 (a), para Dmax = 37,5 mm (brita 2), o

teor de ar incorporado é 1 %.

Var = 1 % de 1000 = 10 litros.

C=1000− 10

1

3,05+

1,692

2,62+

1,276

2,66+

1,914

2,66+ 0,500+

0,003

1,20 =

990

2,6768 = 370 kg/m3.

C = 370 kg/m3 (cimento);

A = 370 x 1,692 = 626 kg/m3 (areia SSS)

P1 = 370 x 1,276 = 472 kg/m3 (brita 1 SSS)

P2 = 370 x 1,914 = 708 kg/m3 (brita 2 SSS)

Q = 370 x 0,500 = 185 kg/m3 (ou 185 L/m

3) (água total)

Ad = 370 x 0,003 = 1,110 kg/m3 (aditivo plastificante).

Se quisermos o aditivo medido em volume, teríamos:

1,110 / 1,20 = 0,925 L/m3.

NOTA: Os consumos dos materiais, exceto do aditivo, podem ser

arredondados para números inteiros.

Exemplo 2:

No exemplo anterior, passar os consumos de materiais (kg/m3) para traço unitário,

em massa.

Cimento: 370/370 = 1 :

Areia: 626/370 = 1,692 :

Brita 1: 472/370 = 1,276 :

Brita 2: 708/370 = 1,914 :

Água/cimento: 185/370 = 0,500 .

Plastificante: 0,925 x 1,20 x 100 / 370 = 0,3 % sobre a massa de cimento.

Exemplo 3:

Com o traço dos exemplos anteriores, calcular as quantidades de materiais

componentes (kg) que devem ser colocadas no caminhão-betoneira, para se obter 7 m3 de

concreto. A umidade superficial da areia é de 5 %.

Cimento: 7 x 370 = 2590 kg;

Areia(SSS): 7 x 626 = 4382 kg;

Como a areia está úmida: h = Ph – Ps / Ps; Ph = Ps x (1 + h); Ph = 4,382 x 1,05 = 4601 kg;

Brita 1(SSS): 7 x 472 = 3304 kg;

Brita 2(SSS): 7 x 708 = 4956 kg;

Água total: 7 x 185 = 1290 kg;

Como existe água na areia: 1290 – (4601 – 4382) = 1076 Kg (ou 1076 L) (água a colocar

no caminhão-betoneira);

Plastificante : 0,3 / 100 = 0,003; 0,003 x 2590 = 7,770 kg (ou 7,770/1,20 = 6,475 L).

II – Passagem do traço em massa para o traço em volume e vice-versa

Seja o traço em massa 1: a: p1: p2: .... : x (cimento: areia: pedra 1: pedra 2: ... :

água).

Sejam dc, da, d1, d2, ... as massas unitárias do cimento, da areia, da pedra 1, da

pedra 2, etc.


Para transformar as massas em volumes aparentes, basta dividir pelas massas

unitárias, pois: d = m/V, logo: V = m/d. Porém, ao dividir a massa 1 do cimento pela sua

massa unitária dc, ele deixa de ter o valor 1. Para reverter este valor basta multiplicar todos

os volumes por dc. Assim:

1: a: p1: p2: .... : x ; decorrendo: 1 xdc

dc:axdc

da:

p1 xdc

dp1

:p2 xdc

dp2

.. . .:x .dc =

= 1:axdc

da:

p1 xdc

dp1

:p2 xdc

dp2

.. . .:x .dc

Entretanto, quando se usa o traço em volume, a areia é utilizada úmida e inchada.

Decorre, que o cálculo efetuado não condiz com a prática corrente. Deste modo, axdc

deverá ser dividido por da, onde da não será a massa unitária da areia SSS e sim da areia

úmida. Agindo assim, cometeríamos um erro porque (a) refere-se a massa da areia SSS.

Para corrigir este erro, basta multiplicar (a) por (1+h), sendo h a umidade superficial da

areia, para se obter o (a) da areia úmida. Em conseqüência, a quantidade de água também

deverá ser corrigida, pois parte da água está na forma de umidade superficial da areia. Os

exemplos que se seguem ilustram o exposto.

Passar o traço em massa (cimento: areia: brita 1) 1: 2,010: 3,120 com a/c = 0,650

para traço em volume, sabendo-se que a areia está com umidade superficial de h = 3 % e

que foram obtidas as seguintes massas unitárias:

Material Massa Unitária (kg/dm3)

Cimento 1,16

areia (SSS) 1,44

areia 3% de umidade 1,18

brita (SSS) 1,38

Cálculo do traço em volume com areia SSS (não usado na prática):

1:2,010 x1,161,44

:3,120 x1,161,38

:0,650 x1,16 , obtendo-se: 1: 1,619: 2,623 com a/c em

volume = 0,754.

Cálculo do traço em volume com areia úmida e inchada:

1: 2,010 x (1 + 0,03): 3,120 , 1: 2,070: 3,120 com a/c sem a umidade superficial da areia =

0,650 – (2,070 – 2,010) = 0,590.

1:2,070 x1,161,18

:3,120 x1,161,38

:0,590 x1,16 , obtendo-se: 1: 2,035: 2,623 com a/c em volume

sem a umidade superficial da areia = 0,684.

Para passar do traço em volume para o traço em massa, basta efetuar as operações

em ordem inversa. Estes cálculos ficarão a cargo do aluno.

III - Passagem do traço unitário em massa para o traço misto

Seja o traço em massa 1: a: p1: p2: ... :x (cimento: areia: pedra 1: pedra 2: ... : água).

Sejam da, d1, d2, ... as massas unitárias da areia úmida (inchada), da pedra 1, da

pedra 2,etc.

50 kg de cimento : 50 : 50 a : 50 p1 : 50 p2: ... : 50 x.

Correção das quantidades de areia e de água, em função da umidade de areia (h):

Levando-se em conta que a quantidade de água presente na areia na forma de umidade

superficial é: Ph – Ps, e que Ph = Ps(1 + h), uma vez que: h = (Ph – Ps) / Ps.

50 : 50 a x (1 + h) : 50 p1 : 50 p2: ... : 50 501 50x a h a .. .


Volumes:

1 saco de cimento

50 1a h

da

-------- L de areia

50 p1

d1 -------- L de pedra 1

50 p2

d2 -------- L de pedra 2

-------------------------------------

50 501 50x a h a .. . L de água

Exemplo: Calcular o traço misto para o traço em peso

1: 2,443: 4,000: 0,600 (cimento: areia: brita 1: água), supondo que o laboratório

forneceu as seguintes massas específicas:

Material Massa Unitária (kg/dm3)

Cimento 1,24

areia (SSS) 1,45

areia 4% de umidade 1,25

brita (SSS) 1,40

NOTA: Se o problema não desse o valor da massa unitária da areia úmida (dh), esta

poderia ser calculada em função da massa unitária da areia seca ou SSS (ds), do

coeficiente de inchamento I e da umidade h pela fórmula: I = (1 + h)x ds/dh.

Assim por exemplo, se a massa unitária SSS for de 1,45 Kg/dm3 e o inchamento for

de 25 % na umidade de 5 %, temos: 1,25 = (1 + 0,05) x 1,45/dh; decorrendo na resolução

desta equação que dh = 1,218 kg/dm3.

- Traço misto para 1 saco de cimento contendo 50 kg:

50

629,10125,1

04,01443,2

L de areia úmida

Para as padiolas geralmente se adota seção interna de 35 cm x 45 cm e altura não

maior que 30 cm, excepcionalmente 32 cm. Alturas maiores tornariam as padiolas muito

pesadas para o trabalho contínuo dos dois operários que as conduzem.

101629 cm3 / 35 cm x 45 cm = 64,526 cm (altura exagerada e por esta razão serão

usadas 3 padiolas, já que 64,526 / 3 = 21,5 cm < 30 cm).Logo são: 3 padiolas de 35 x 45 x

21,5 cm de areia úmida

Pelo mesmo raciocínio anterior tem-se: 3 padiolas de 35 x 45 x 30,2 cm de brita.

50 x 0,600 - 502443100450244325114, , , , L de água.

5.5.4 – Determinação da dosagem do concreto

A determinação da dosagem do concreto é explicada na disciplina de Laboratório de

Materiais de Construção.

5.6 - Controle tecnológico do concreto


5.6.1 - Controle da Qualidade

O controle da qualidade consiste em medir o desempenho dos materiais, produtos e

serviços, comparando os resultados obtidos nestas medidas, com os padrões especificados e

retroalimentando o sistema para a correção de eventuais desvios.

5.6.2 - Controle Tecnológico

O controle tecnológico está inserido no universo do controle da qualidade.

Geralmente seu conceito se aplica somente a materiais e produtos, podendo ser entendido

como o conjunto de atividades que visam determinar o atendimento aos índices

especificados de qualidade por materiais e produtos, através de procedimentos estatísticos

que incluem a separação das partidas em lotes e coleta de amostras representativas dos

lotes para ensaios e verificações.

5.6.3 - Caso do Concreto

O controle da qualidade do concreto se estende à seleção dos materiais

componentes, verificação da adequação das dosagens, controle de preparo, transporte,

lançamento, adensamento, acabamento, cura e proteção, eventuais reparos e remoção das

formas e retirada do escoramento e, ainda, o controle tecnológico do concreto. No controle

do preparo estão incluídas as aferições dos dispositivos de medida dos materiais.

O controle tecnológico do concreto, em sua forma restrita, compreende o controle

de suas propriedades, através de ensaios, bem como o controle das propriedades de seus

materiais componentes (cimento, agregados, água e aditivos), também através de ensaios e

inspeções.

5.6.4 - Controle dos Materiais Componentes do Concreto

Para grandes obras, recomenda-se executar nos materiais componentes os seguintes

tipos de ensaios:

Ensaios de caracterização: servem como uma espécie de cadastro do material.

Normalmente são realizados somente uma vez e compreendem um grande número

de ensaios;

Ensaios de seleção: são ensaios que precedem os de caracterização e destinam-se a

selecionar as melhores alternativas de materiais para o concreto;

Ensaios de recebimento ou de liberação: pequeno número de ensaios, geralmente

de curta duração, destinados à liberação ou à rejeição do material, verificando a

conformidade com as especificações e normas técnicas;

Ensaios de controle: ensaios em maior número que os de recebimento e em menor

número que os de caracterização, destinados a controlar as propriedades dos

materiais (inclusive a conformidade com as especificações e normas técnicas) e,

principalmente, as variações das propriedades de uma partida para a outra (ensaios

de uniformidade) que afetam o desempenho do concreto.

Exemplos da utilidade do ensaios de controle: Se o cimento, durante um certo período,

apresenta resistência média aos 28 dais de 39 MPa, oscilando entre 36 e 41 MPa e o

concreto foi dosado para este cimento; se o cimento caiu de resistência média para 33 MPa

(que continua atendendo a norma para a classe 32), o concreto também vai cair de


resistência e pode não atender ao fck especificado; se a areia mudar de módulo de finura

em mais de 0,20 para mais ou para menos, as dosagens de concreto devem ser reajustadas.

A norma NBR 12654 fixa as diretrizes para o controle tecnológico dos materiais

componentes do concreto, mas classifica os ensaios de forma diferente da adotada no

subitem anterior. Classifica os ensaios em ensaios de classificação (ensaios de verificação

da conformidade antes do uso na obra) e ensaios de controle de recebimento (conceito

semelhante aos ensaios de controle do subitem anterior).

O critério de amostragem e sua freqüência são ditados pelas normas. Entretanto, na

prática, a freqüência é função da capacidade do laboratório instalado na obra (ou das

intenções de gastos com laboratórios externos), do vulto e das necessidades da obra.

5.6.5 - Controle do Concreto

Em geral, as propriedades do concreto que são sempre controladas, são o

abatimento do tronco de cone e a resistência à compressão.

O abatimento é determinado com muita freqüência, por vezes, em todo caminhão-

betoneira e tem caráter de aceitação ou rejeição do concreto (é o ensaio mais freqüente no

concreto). De acordo com a NBR 7212, são as seguintes as tolerâncias de abatimento para a

aceitação do concreto:

Abatimento especificado

(mm)

Tolerância de aceitação

(mm)

de 10 a 90 ± 10

de 100 a 150 ± 20

acima de 160 ± 30

O controle da resistência à compressão é realizado pela moldagem de corpos de

prova (pelo menos 2 por idade) para ruptura nas idades de 7 e de 28 dais e, às vezes, para 3

dias e outras idades (quando necessário para liberação de protensão, desforma etc). Os

resultados de 7 dias servem de aviso sobre a tendência da resistência aos 28 dias, quando se

conhece o valor médio da relação entre as resistências de 28 dias e de 7 dias para o cimento

em questão, permitindo providências em tempo hábil, na hipótese de resultados baixos. Os

resultados de 28 dias têm caráter de aceitação ou não da estrutura através do controle

estatístico da resistência, exceto se outra idade for especificada em projeto.

5.6.6 - Controle estatístico da resistência do concreto

O controle estatístico do ponto de vista do consumidor é voltado para as estruturas

de concreto, visando a sua aceitação. É realizado seguindo-se a NBR 12655 (2006), que

fixa, em resumo:

I. Dividir as estruturas a concretar em lotes (o controle vai aprovar ou reprovar o

lote). Cada lote não pode conter mais de 50m3 de concreto (elementos em

compressão simples e em flexão e compressão), ou 100m3 (elementos em flexão

simples), nem corresponder a mais de um andar e tempo de concretagem não

maior que 3 dias de concretagem (prazo total máximo de 7 dias, com as

interrupções). Cada lote deve corresponder a uma só dosagem de concreto (não

se pode misturar universos diferentes em um mesmo controle estatístico);

II. A amostragem do concreto pode ser parcial ou total. Na amostragem total, todas

as betonadas são amostradas;


III. Na amostragem parcial, para cada lote são coletadas amostras de concreto para

ensaios de resistência à compressão. A NBR 12655 (2006) exige pelo menos 6

amostras (chamadas exemplares) por lote e no caso de concreto de alto

desempenho de fck ≥ 50 MPa, no mínimo são doze amostras por lote. Em cada

exemplar são moldados corpos de prova para a ruptura na idade de 28 dias e

outras idades especificadas. Para a idade de 28 dias (e em qualquer idade),

considera-se como resistência do concreto (do exemplar) a maior das duas

resistências (são 2 corpos de prova por idade de ruptura), enquanto na

amostragem total qualquer número de exemplares é aceito, sendo recomendável

no mínimo seis;

IV. Controle estatístico por amostragem parcial:

Seja n o número de exemplares:

Se 6 ≤ n < 20, o valor estimado da resistência característica é:

fckest = 2x(f

1+f

2+ . .. . .. ..+f

m− 1

m− 1 ) – fm, onde f1, f2, ... fn são as resistências individuais dos

exemplares em ordem crescente f1 ≤ f2 ≤ ... ≤ fm ≤ ... ≤ fn e m = n

2 (adotando-se 2

1n

quando

n for ímpar). Entretanto, não se deve tomar valor de fckest menor que Ψ6.f1. O valor de Ψ6 é

dado na tabela que se segue, admitindo-se interpolação linear, quando o valor não estiver

diretamente na tabela, na qual foram omitidos os valores de Ψ6 para valores de n iguais a 2,

3, 4 e 5, que podem ser empregados em casos excepcionais.

CONDIÇÃO

NÚMERO DE EXEMPLARES (n)

6 7 8 10 12 14 ≥ 16

A 0,92 0.94 0.95 0,97 0,99 1,00 1,02

B e C 0,89 0,91 0,93 0,96 0,98 1,00 1,02

NOTA: Os conceitos das condições A, B e C foram dados no

capítulo de dosagem do concreto.

Se n ≥ 20:

fckest = fcm – 1,65 . Sn, onde:

fcm = resistência média do concreto à compressão (média dos maiores valores de

todos os exemplares).

Sn = desvio padrão dos resultados de resistência.

Sn = + √∑1n

(f i− f

cm)2

n− 1

.

V. Controle estatístico por amostragem total (100%)

fckest = f1 para n < 20

fckest = fi, onde i = 0,05 n (arredondando-se para o numero inteiro imediatamente

superior) para n ≥ 20.

VI. Exemplos:

Calcular a resistência característica à compressão do concreto, cujas resistências à

compressão obtidas estão mostradas na tabela que se segue:

EXEMPLAR Resistência MPa

1 28,0 e 29,4


2 31,0 e 30,6

3 27,2 e 27,2

4 30,2 e 27,8

5 33,4 e 32,6

6 28,4 e 28,6

7 31,2 e 31,0

8 35,6 e 34,8

9 29,8 e 30,6

10 28,4 e 28,6

(Supondo Condição A)

1ª hipótese: Amostragem parcial:

fckest = 2.(f

1+f

2+f

3+f

4

4 ) – f5, pois m = 10

2 = 5 e m – 1 = 4

Valores a considerar (os maiores):

Exemplar 1 → 29,4 / Exemplar 2 → 31,0 / Exemplar 3 → 27,2 / Exemplar 4 →

30,2 / Exemplar 5 → 33,4 / Exemplar 6 → 28,6 / Exemplar 7 → 31,2 / Exemplar 8

→ 35,6 / Exemplar 9 → 30,6 / Exemplar 10 → 28,6.

Ordem crescente:

27,2 ≤ 28,6 ≤ 28,6 ≤ 29,4 ≤ 30,2 ≤ 30,6 ≤ 31,0 ≤ 31,2 ≤ 33,4 ≤ 35,6

- fckest =2. (27,2+ 28,6+ 28,6+ 29,4

4 ) – 30,2 = 26,7 MPa

- Ψ6 . f1 = 0,97 x 27,2 = 26,4 MPa

26,7 > 26,4, logo: fckest = 26,7 MPa.

2ª hipótese: Amostragem total:

n = 10 < 20; f1; fckest = 27,2 MPa.

VII. Aceitação das estruturas:

Se fckest ≥ fckest (de projeto) → Aceitação automática;

Se fckest < fckest (de projeto) → Consultar o projetista, que poderá propor:

aceitação da estrutura; confirmação dos resultados por ruptura de corpos de prova

extraídos e ensaios não destrutivos; reforço estrutural; etc.

NOTA: A norma NBR 7212 estabelece critério distinto, porém

semelhante, para o controle do ponto de vista do fornecedor.

5.6.7 – Ensaios não destrutivos

Para avaliar a qualidade do concreto, também são usados ensaios não destrutivos

(que não provocam danos na estrutura). Para a avaliação grosseira da resistência à

compressão do concreto, são mais usados a esclerometria (através do esclerômetro, que

mede a dureza superficial do concreto na estrutura) e a penetração de pinos. Para detectar a

presença de vazios internos são muito usados os ensaios ultrassônicos.

6 - ARGAMASSAS

6.1 – Conceito


As argamassas são materiais obtidos na mistura de um ou mais aglomerantes com

agregado miúdo, água e eventuais aditivos e adições.

6.2 - Classificação

Há diversas formas de classificação das argamassas. Exemplos:

Comuns: Para aplicações comuns;

Refratárias: Para resistir a elevadas temperaturas, elaboradas com cimento

aluminoso e agregado refratário, como a argila refratária;

Simples: Um só aglomerante;

Mistas: Mais de um aglomerante.

6.3 - Materiais utilizados

6.3.1 - Aglomerantes

Cimento portland, cal hidratada etc.

6.3.2 - Agregados

Areia, saibro, barro, ariola, terra de emboço etc..

O saibro resulta da decomposição de rochas. Contém areia, silte e argila. O teor de

argila no saibro não deve superar 35 %. O saibro e o barro funcionam como agregado e, ao

mesmo tempo, como aglomerante (quimicamente inativo, endurecendo por secagem).

Obrigatoriamente a argamassa com saibro ou barro deve conter areia, embora em algumas

regiões haja quem não use. Na ausência de areia a retração é mais intensa e até a aplicação

fica dificultada, pois a argamassa gruda na colher de pedreiro.

O saibro é usado em muitas regiões, como no Rio, e o barro em outras, como no

Maranhão. Servem para dar “liga” à argamassa, ou seja, melhorar algumas das suas

propriedades como a coesão e a trabalhabilidade, reduzindo a exsudação e, aparentemente,

aumentando a aderência inicial (antes do início de pega). Em compensação, aumentam a

retração e a fissuração e diminuem a durabilidade da argamassa, principalmente devido as

retrações e expansões que sofre com as variações da temperatura e da umidade ou por

eventuais contaminações. Em muitos outros estados o uso de saibro ou de barro é raro e,

por vezes, condenado. O barro é mais nocivo que o saibro, por ser mais absorvedor da água

e de maior retração (granulometria mais fina).

A ariola e a terra de emboço, usadas no interior fluminense, também aumentam a

“liga”. Geralmente são areias finas contendo argila em filmes (aumenta a “liga” e diminui

a resistência) e matéria orgânica. Por poder conter matéria orgânica, estes materiais podem

trazer problemas para a argamassa, inclusive formação de vesículas e manchas.

Na maioria das aplicações, quando se quer obter a “liga”, aconselha-se desistir do

uso de saibro, barro, ariola e terra de emboço. Materiais como a cal e o fíler calcário

possibilitam a “liga”. A cal, além do mais, não é inerte, mas sim aglomerante, contribuindo

também com suas propriedades cimentícias. Por outro lado, durante o endurecimento da

cal por reação com o gás carbônico há liberação de água que contribui como agente de

“cura”do cimento Portland.

Em São Paulo não se costuma usar saibro ou barro e é freqüente o uso de

argamassas mistas de cimento portland e cal hidratada.


6.3.3 – Adições

Podem ser usadas adições inertes como o fíler e, mais raramente, adições ativas

como a escória granulada de alto forno e a pozolana. Também são usadas fibras plásticas

visando, entre outros objetivos, a redução da fissuração.

6.3.4 – Aditivos

Impermeabilizantes, plastificantes, incorporadores de ar, adesivos etc..

6.4 - Argamassas industrializadas

Para preparo de argamassas para contrapiso, assentamento de tijolos e blocos e

revestimento de paredes e tetos, existem no comércio argamassas prontas, fornecidas

ensacadas, bastando misturar a água. Dispõe-se das argamassas de múltiplo uso e das

especializadas como as de revestimento externo e de assentamento. Recomenda-se preferir

as argamassas especializadas.

Estas argamassas e também as preparadas com os diversos materiais componentes

na obra, quando destinadas ao assentamento e aos revestimentos de paredes e tetos, devem

obedecer às prescrições da norma NBR 13281. A versão de setembro de 2005 desta norma

fixa exigências quanto a resistência à compressão, resistência à tração na flexão, densidade

de massa aparente no estado endurecido, retenção de água, densidade de massa aparente

no estado fresco (inclui o teor de ar incorporado), coeficiente de capilaridade e resistência

potencial de aderência à tração. Na realidade, a NBR 13281 não fixa exigências

propriamente ditas para estas propriedades, mas sim classifica as argamassas em função

dos valores destas propriedades.

São, geralmente, fabricadas com cimento portland, areia fina, filler calcário e

aditivos (principalmente incorporadores de ar), podendo conter ou não cal hidratada.

6.5 - Argamassa não retrátil ou graute (do termo “Grout” da língua inglesa)

É uma argamassa industrializada para uso em chumbamento, grauteamento

(camada de argamassa entre o bloco de concreto e a base metálica da estrutura metálica ou

equipamento), reparos de estruturas de concreto (reduzido índice de fissuração), concretos

secundários, ou como concreto de baixa retração (misturado com até 50 % de seu peso de

brita zero).

Os grautes são compostos por cimento portland (geralmente CPV-ARI) ou cimento

aluminoso, areia selecionada, aditivos superplastificantes e expansores, de modo a

compensar a retração plástica e hidráulica através de expansão.

Normalmente conduzem a resistências mecânicas bem mais elevadas que as

argamassas comuns de cimento portland e areia desde as idades iniciais.

Também são chamados de grautes as argamassas usadas no preenchimento dos

furos nos blocos de alvenaria estrutural, com diferentes resistências especificadas. Pode-se

usar o graute tradicional neste tipo de aplicação, mas também podem ser usadas

argamassas mais simples.

6.6 - Argamassas de alta resistência mecânica para pisos


São argamassas (ou concretos) industrializados usados na camada final de pisos, de

forma a resistir ao desgaste. Devem atender à norma NBR 11801 que fixa exigências para

resistência à compressão (mínima: 40 MPa) e resistência à tração por compressão

diametral (mínima: 4,0 MPa). Esta norma estabelece exigências também quanto à

resistência ao desgaste, variáveis conforme o tipo de tráfego previsto sobre o piso. Os

agregados usados são de elevada dureza.

Podem vir prontas, bastando acrescentar água, ou, que é mais comum,

acrescentando cimento portland (Traço 1:2 a 1:3 – cimento: agregado de alta resistência) e

água.

Exemplos: As de marca Korodur.

6.7 - Argamassas de regularização

São argamassas destinadas a regularizar e nivelar um piso, antes de seu

assentamento. Esta camada de argamassa chama-se de regularização e forma a camada sob

o piso denominada de contrapiso.

A dosagem volumétrica usual é de 1:3,0 a 1:4,5 (cimento portland: areia), existindo,

também, argamassas industrializadas para esta finalidade.

6.8 - Argamassas de proteção mecânica

São argamassas que, aplicadas sobre uma impermeabilização etc., efetuam sua

proteção mecânica.

A dosagem volumétrica usual é de 1:3 a 1:5 (cimento portland:areia).

6.9 – Argamassas de Impermeabilização

São argamassas vendidas prontas ou preparadas na obra, servindo para camadas de

impermeabilização rígida (em caixas d’água etc.) sobre o concreto previamente

chapiscado.

A dosagem volumétrica é de 1:3 (cimento portland: areia) usando-se aditivo

impermeabilizante (marcas Sika 1, Vedacit etc.).

6.10 - Chapisco

Camada de argamassa de espessura 3 a 5mm, lançada com força sobre a superfície

a revestir (com colher de pedreiro ou à máquina) visando aumentar a aderência do

revestimento. O chapisco uniformiza a superfície e aumenta a aderência do revestimento,

pois sua superfície cheia de irregularidades aumenta o atrito e a área de contato com o

revestimento.

O revestimento sobre o chapisco só pode começar decorridas, pelo menos 72 horas

da aplicação do mesmo, recomendando-se não esperar muitos dias.

O chapisco tem acabamento áspero e cheio de “pontas”. Deve-se evitar areia fina,

preferindo-se as médias e grossas.

A dosagem volumétrica usual é de 1:3 (cimento portland: areia), com freqüente

adição de aditivo adesivo para melhorar a aderência ao substrato.

Existe, ainda, o chapisco rolado, aplicado com rolo especial como se fosse tinta

texturizada e de traço mais plástico. E, por fim, o chapisco industrializado, onde se usa


desempenadeira dentada para formar a superfície de aderência, dispondo-se, também, do

chapisco rolado industrializado.

O chapisco pode ser usado ou não no revestimento de paredes internas e deve ser

sempre utilizado em revestimento de tetos, estruturas de concreto e revestimento de

paredes externas. Não se aconselha chapisco preparado na obra nas estruturas de concreto,

mas somente o chapisco industrializado.

É comum o uso de aditivo adesivo no chapisco. Estes adesivos melhoram a

aderência do chapisco no substrato, mas podem reduzir a aderência da argamassa de

revestimento no chapisco, devido à polimerização do adesivo formando uma película na

região de contato.

6.11 - Argamassas de assentamento

No assentamento de blocos e tijolos, quanto maior a resistência dos blocos e da

argamassa de assentamento, maior a resistência da parede. Contudo:

Se a argamassa for muito rica em cimento (resistência maior) a sua retração pode

provocar, além de fissuração, a redução da aderência (a aderência aumenta com a

resistência da argamassa até um certo limite). O módulo de elasticidade também é

maior, reduzindo a capacidade de deformação;

A espessura das juntas de assentamento em tijolos e blocos influi mais na

resistência da parede. Quanto menor a espessura, desde que não seja

excessivamente reduzida, maior a resistência (espessura padrão: 1cm);

A argamassa pode ter resistência levemente menor que a do tijolo ou bloco para

evitar sua ruptura quando a parede é tensionada (com a argamassa mais fraca, as

fissuras de ruptura dar-se-ão na argamassa, o que é preferível).

Como os blocos cerâmicos de boa qualidade (tijolos com furos) têm resistência à

compressão da ordem de 1,5 a 3 MPa e os blocos de concreto de 2,5 a 5 MPa, pode-se usar

argamassa mais rica nos blocos de concreto. Os blocos maciços cerâmicos têm resistência

variável, geralmente superior a 1,5 MPa.

A tabela que se segue mostra os traços básicos das argamassas de assentamento.

Quando contêm saibro, o traço deve ser freqüentemente ajustado. Se o saibro é mais

argiloso, deve-se reduzir a sua quantidade e aumentar a de areia. Para blocos cerâmicos,

em particular, a presença de saibro é até desejável, visando maior afinidade com a

cerâmica (ambos contêm argila).

Para a argamassa de assentamento de blocos e tijolos de alvenaria, as duas

primeiras fiadas sobre as fundações devem ser assentadas com argamassa de traço

volumétrico 1:3 (cimento portland: areia), aditivada com impermeabilizante, visando

barrar a ascensão capilar da umidade do solo.

Argamassa Traço em volume Emprego

Cimento portland:areia 1:3 a 1:4 Assentamento de pedras em pisos. É

possível o uso de argamassas

colantes industrializadas específicas

para o tipo de pedra.

NOTA: Usar pasta de cimento ou

produto apropriado sob a placa.

Cimento portland:areia:

saibro peneirado 1:3:1 a 1:4:1

Cimento:cal:areia 1:0,25:3: a 4


saibro peneirado 1:5:1 a 1:4:2 Assentamento de blocos cerâmicos


Cimento portland:cal:areia 1:1:4 a 6 ou 1:2:8 a

11

em alvenarias


saibro peneirado 1:4:1 Assentamento de blocos de concreto

em alvenaria Cimento portland:cal:areia 1:1:4 a 5

6.12 – Argamassas de Revestimento

Para revestimento de paredes e tetos, a ABNT dispõe da norma NBR 7200.

Em banheiros costuma-se usar revestimento de azulejos, fórmica (laminado

melamínico), mármores ou granitos e epóxi. Em construções mais modestas são usados

revestimentos de argamassa que freqüentemente são pintados com tinta a óleo, na parede

toda ou a partir de determinada altura (até esta cota podem ser usados azulejos). Estes

revestimentos são chamados de “barra lisa”. A barra lisa também é usada em outros

compartimentos quando se prevê uma pintura mais nobre como à base de borracha clorada

(a pintura tradicional de paredes e tetos é à base de látex de PVA ou de acrílico, que pode

ser aplicada tanto sobre revestimento comum como sobre massa corrida).

A tabela que se segue mostra os traços básicos das argamassas de revestimento.

Argamassa Traço em Volume Emprego

Cimento portland:areia fina

Peneirada 1:1 a 1:3 Barra lisa

Cimento portland:areia com

aditivo incorporador de ar 1:5 a 1:7

Emboço interno

Cimento portland:cal:areia 1:2:8 a 10

1:1:6 Cimento portland:areia com

aditivo incorporado de ar 1:4 a 1:6

Emboço externo e tetos

NOTA: Nos revestimentos

externos pode-se adicionar

impermeabilizante Cimento portland:cal:areia 1:1:4 a 1: 1: 6

Cal:areia fina peneirada 1:3 Reboco interno


Cimento portland:cal:areia fina

Peneirada 1:2:8 ou 1:1:6


Peneirada 1:1:4 a 1: 1: 6 Reboco externo


Peneirada 1:2:8 a 1:2:11 Emboço paulista (emboço e

reboco executado como um só

revestimento) Cimento portland:areia com

aditivo incorporado de ar 1:4 a 1:6

6.13 - Propriedades das argamassas de assentamento e de revestimento

6.13.1 - Introdução

As argamassas para assentamento e revestimento de paredes e tetos, quer sejam

preparadas na obra, quer seja industrializadas, são normalizadas pela NBR 13281. As de

revestimento, adicionalmente, devem atender também às exigências da norma NBR 13749.

Para a execução do revestimento de paredes e tetos deve-se observar as prescrições da

norma NBR 7200, conforme já mencionado.

Conforme já exposto, a norma NBR 13281 classifica as argamassas quanto às

propriedades principais.

6.13.2 - Principais propriedades

6.13.2.1 - Resistência à Compressão:

É determinada em corpos de prova cilíndricos de diâmetro 5cm e altura 10cm, de

acordo com o método de ensaio da NBR 13279.

Para revestimento recomenda-se o uso das argamassas com resistências maiores

que 1,5 MPa, até porque, uma argamassa de revestimento necessita resistir um pouco ao

desgaste provocado pelo atrito com pessoas e objetos. Porém, não se recomenda que a

resistência à compressão supere o valor de cerca de 8,0 MPa, porque o maior módulo de

elasticidade decorrente reduz a capacidade de deformação da argamassa, podendo originar

fissuras durante a movimentação da alvenaria.

6.13.2.2 - Capacidade de Retenção de Água:

A retenção de água é a capacidade da argamassa de não perder rapidamente água

quando em contato com o substrato. Pode ser determinada pelo método de ensaio da norma

NBR 13277.

Não de recomenda retenção de água menor que 80 %, mas, preferencialmente, deve

ser maior que 85 %. A adição de saibro ou de cal aumenta a retenção de água.

Se a água da argamassa é absorvida rapidamente pelos tijolos ou estruturas de

concreto, reduz-se a necessária resistência de aderência, aumenta-se a retração por

secagem e facilita-se o surgimento de fissuras.

6.13.2.3 – Teor de Ar Incorporado:


O ar pode ser incorporado na argamassa, quando esta não for satisfatoriamente

compactada. Contudo, mesmo compactada, a argamassa apresenta um teor de ar

naturalmente incorporado, geralmente, superior a 3%.

Aumentar intencionalmente o ar incorporado da argamassa com aditivos é benéfico,

melhorando a “liga”, reduzindo a permeabilidade e aumentando o rendimento e a

capacidade de deformação. Entretanto, um excesso de ar incorporado compromete a

resistência à abrasão e pode dificultar o acabamento.

Para a argamassa de revestimento o teor de ar incorporado recomendado deve ser

de 5 a 18 %.

6.13.2.4 - Resistência de Aderência à Tração:

As argamassas de revestimento devem aderir satisfatoriamente ao substrato.

A norma NBR 13749 especifica como resistência mínima de aderência à tração

(normalmente medida aos 28 dias) os seguintes valores:

0,20 MPa para paredes internas a serem pintadas e tetos;

0,30 MPa para paredes externas e para paredes internas a serem revestidas com

cerâmica ou laminado.

Os ensaios são realizados seguindo o método de ensaio da NBR 13528, que prevê o

arrancamento de pastilhas presas com resina ao revestimento.

Cabe alertar que muitas das argamassas industrializadas tipo múltiplo uso não

conseguem atingir resistência de aderência 0,30 MPa, levando a recomendar o uso de

argamassa especializada no revestimento externo.

6.14 - Capacidade de sustentação de areia

A quantidade de areia nas argamassas não pode ser aumentada em demasia, porque

a argamassa perde a capacidade de sustentação da areia, ou seja, perde a coesão e a “liga”.

As adições de cal ou de saibro aumentam bastante a capacidade de sustentação de areia,

permitindo o preparo de argamassas com reduzido teor de cimento sem perder a “liga”.

Um outro fenômeno pode ocorrer quando se aumenta a quantidade de areia na

argamassa. Pode acontecer que o volume de pasta seja inferior ao volume de vazios da

areia, resultando, obrigatoriamente, vazios, os quais não podem ser eliminados por

adensamento eficaz. O volume de vazios da areia pode ser determinado pela expressão

vista no capítulo relativo a agregados, a saber:

Cv = Volume de vazios = Vv

Volume total Vt

Sendo D a massa específica e d a massa unitária:

Cv = 1−d

D

Tratando-se de argamassa adensada, a massa unitária a adotar na determinação do

volume de vazios da areia é a massa unitária compactada. Os exemplos que se seguem

complementam os esclarecimentos.


Exemplo 1:

Verificar se na argamassa de traço volumétrico 1: 3 (cimento:areia) com fator água/

materiais secos de 16%, o volume de pasta é suficiente para preencher os vazios da areia.

Calcule também o traço em massa e os consumos de materiais (kg/m3), sabendo que a areia

está úmida com 4% de umidade e 30% de inchamento, sendo o teor de ar incorporado na

argamassa adensada 6%. Dados:

MATERIAL MASSA ESPECÍFICA

(kg/dm3)

MASSA UNITÁRIA

SOLTA (kg/dm3)

MASSA UNITÁRIA

COMPACTADA (kg/dm3)

CIMENTO 3,05 1,17 -

AREIA SECA 2,62 1,44 1,50

Passagem do traço em volume para traço em massa:

1: 3, fica 1 x 1,17: 3 x dh ou 1: 3 x dh / 1,17.

Inchamento = 1,30 = ds (1 + h) / dh = 1,44

dh (1 + 0,04); dh = 1,152 kg/dm3.

O traço em massa fica: 1: 3 x 1,152 / 1,17 = 1: 2,954.

Como 2,954 representa a massa de areia úmida e o traço em massa adota areia seca

ou SSS, é necessário corrigir a areia para areia seca. Considerando que h = Ph – Ps, decorre

que Ps = Ph / 1 + h. Então:

2,954 / (1 + 0,04) = 2,84. O traço em massa fica: 1: 2,84.

Cálculo do fator água/cimento:

A% = 100 X / (m + 1); 16% = 100X / (2,84 + 1); X = 0,61.

O traço em massa é: 1: 2, 84: 0,61 (cimento:areia:água).

Cálculo do consumo de cimento: C =

1000− 6 de1000

1

3,15+

2,84

2,62+ 0,61

=940

2,0218383

465 kg/m3.

Cálculo do consumo de areia: 465 x 2,84 = 1321 kg/m3.

Cálculo do consumo de água total: 465 x 0,61 = 283,65 kg/m3 (ou 283,65 L/m

3).

Cálculo do volume de pasta: V = Vc + V(H2O) = 465

3,05 + 283,65 = 436,109 L/m3.

Cálculo do volume de vazios da areia: Vv = (1 - 1,50

2,62 )x Vtotal = 0,4275 x Vtotal;

Quantidade de areia: 465 x 2,84 = 1321 kg/m3

Vtotal = 1321 kg/m3

/ 1,50 kg/dm3 = 880,667 L/m

3.

Vv = 0,4275 x 880,667 = 376,485 L/m3.

Como 436,109 > 376,485, o volume de pasta é suficiente para preencher os vazios entre os

grãos de areia.

Exemplo 2:

Admitindo-se válidas as propriedades dos materiais do exemplo anterior, calcule o

traço em volume 1: m (cimento:areia úmida), onde m é a quantidade de areia acima da qual

o volume de pasta não será suficiente para preencher os vazios entre os grãos de areia na

argamassa compactada.

Volume de vazios na areia compactada: Vv = (1 - 1,50

2,62 )x Vtotal = 0,4275 x Vtotal.


Considerando o volume total de areia em função da massa: Vv = 0,4275 x a / 1,50,

onde a é a quantidade de areia no traço em massa 1: a: x (cimento:areia:água).

Volume de pasta: V = 1

3,05 + 0,16 (1 + a), pois 0,16 (1 + a) é o fator água/cimento

(fórmula do fator água/materiais secos).

Tem-se 1

3,05 + 0,16 (1 + a) = 0,4275 x a

1,50 ; 0,285 a – 0,16 a = 1

3,05 + 0,16;

Resolvendo esta equação, vem: a = 3,903.

Fator água/cimento: 0,16 (1 + 3,903) = 0,784.

Traço em massa: 1: 3,903: 0,784 (cimento:areia:água).

Traço em volume com areia úmida e inchada:

1: 3,903x1,04 x1,17

1,152 : 0,784 x 1,17 – (3,903 x 1,04 – 3,903);

Traço em volume final: 1: 4,123: 0,761 (cimento:areia:água);

Resposta: 1: 4,123 (cimento:areia).

Significa que traços em volume (cimento: areia) com volume de areia superior a

cerca de 4,12 têm asseguradamente vazios não eliminados por adensamento.

Exemplo 3:

Admitindo-se válidas as propriedades dos materiais do exemplo anterior, calcule os

consumos de cimento (kg/m3) do traço volumétrico (cimento:areia úmida) 1: 8 (traço com

volume de pasta insuficiente para preencher os vazios da areia, pois 8 > 4,45).

Traço 1: 8

Cálculo do traço em massa: De 1: 8 em volume com areia úmida e inchada vem:

Massa de areia úmida: 8 x 1,152 = 9,216

Massa de areia seca: 9,216 / (1 + 0,04) = 8,8615385.

O traço em massa fica: 1: 8,8615385 / 1,17 = 1: 7,574.

Cálculo do fator água/cimento: 0,16 (1 + 7,574) = 1,372.

Consumo de cimento:

1000− 60

1

3,05+

7,574

2,62+ 1,372 = 205 kg/m

3.

Aparentemente, o consumo de areia seria calculado pela seqüência:

Consumo de areia (kg/m3): 205 x 7,574 = 1553 kg/m

3.

Consumo de areia (m3/m

3): 1553 x 1,04 / 1,152 = 1402 m

3/m

3.

Ocorre, porém, que em 1 m3 de argamassa, quando sobram vazios na areia,

aumentar a relação areia / cimento significa diminuir o volume de pasta, sem mudar no

volume de areia (se o volume de areia aumentar, o volume de argamassa passa a ser maior

que 1 m3). Logo, para qualquer traço em que a relação volumétrica areia / cimento superior

a 4,123 (ver exemplo 2), o volume de areia será o mesmo. Então:

Traço 1:4,123

Consumo de cimento:

1000− 60

1

3,05+

3,903

2,62+ 0,784 = 361 kg/m

3.

Consumo de areia (kg/m3): 361 x 3,903 = 1409 kg/m

3.

Consumo de areia (m3/m

3):

1409 x1,041,152 = 1272 m

3/m

3.

1272 m3/m

3 é o consumo de areia na argamassa 1: 8 e não 1402 m

3/m

3.


6.15 - Argamassas colantes

As argamassas colantes são utilizadas no assentamento de cerâmicas e azulejos. São

fornecidas prontas, bastando acrescentar água. São compostas por cimento portland,

agregado miúdo bastante fino, aditivos e adições. Entre os aditivos utilizados, são

fundamentais os polímeros retentores de água, os quais, além de aumentar a retenção de

água e, em decorrência, aumentar a aderência ao substrato, incorporam ar, aumentam o

tempo em aberto e a flexibilidade da argamassa. O tempo em aberto é o tempo máximo

que a argamassa pode ficar aplicada no substrato, sem prejuízo da aderência da cerâmica

quando aplicada sobre ela.

Após o preparo da argamassa, deve-se aguardar um certo tempo antes da aplicação

para que o aditivo retentor de água faça efeito.

As argamassas colantes devem atender às exigências da NBR 14081 (31/12/2004).

Esta norma classifica as argamassas colantes nos tipos AC-I, AC-II, AC-III e as do tipo E.

A argamassa AC-I, de menores flexibilidade e teor de polímero, deve ser usada somente

em revestimentos internos. Em revestimentos externos, mais sujeitos a contrações e

dilatações térmicas, deve ser usada a argamassa AC-II, que tem maior resistência ao calor e

um pouco mais de flexibilidade.

Quando se deseja resistências maiores deve-se usar argamassa AC-III. É o caso do

assentamento de porcelanatos, que por terem absorção muito reduzida, dificultam a

colagem. Recomenda-se AC- III para pisos com porcelanato e até argamassas especiais de

aderência química e de desempenho superior ao da AC-III em paredes com porcelanato,

recomendando-se também neste caso e em peças maiores o uso de grampos de fixação

como os usados em mármores e granitos. A argamassa AC-III também é indicada para

assentamento de cerâmicas e azulejos em saunas e piscinas de água quente, pois resiste

melhor ao efeito da maior temperatura.

As argamassas de tipo E tem como característica tempo em aberto maior.

A NBR 14081 fixa exigências para o tempo em aberto, deslizamento e resistência

de aderência, conforme o quadro que se segue.

PROPRIEDADE MÉTODO

DE ENSAIO UNID.

ARGAMASSA COLANTE

AC-I AC-II AC-III E

Tempo em aberto NBR 14083 min ≥ 15 ≥ 20 ≥ 20 Argamassa

atendendo às

exigências para AC-

I, AC-II ou AC-III,

com tempo em

aberto no mínimo

10 minutos maior

que o especificado.

Resistência de

aderência a 28

dias

- Cura normal

- Cura submersa

- cura em estufa

NBR 14084

MPa

MPa

MPa

≥ 0,5

≥ 0,5

-

≥ 0,5

≥ 0,5

≥ 0,5

≥ 1,0

≥ 1,0

≥ 1,0

Deslizamento NBR 14085 mm ≤ 0,7 ≤ 0,7 ≤ 0,7 ≤ 0,7

6.16 - Argamassas para rejuntamento


Para o rejuntamento das cerâmicas e azulejos, não é recomendável, hoje em dia,

utilizar pastas de cimento portland, com ou sem alvaiade e pigmentos. Devem-se preferir

as argamassas industrializadas para rejuntamento que têm propriedades mais adequadas

para utilização.

Estas argamassas, quando à base de cimento portland, devem atender às exigências

da NBR 14992 que fixa exigências para retenção de água, variação dimensional,

resistência à compressão, resistência à tração na flexão, absorção de água por capilaridade

e permeabilidade.

Esta norma classifica as argamassas de rejuntamento nos tipos I e II.

A de tipo I é para cerâmicas de absorção acima de 3% em áreas não muito intensas

e de trânsito menos intenso.

As de tipo II são para cerâmicas de absorção até 3% (como os porcelanatos), ou em

áreas de maior extensão ou de trânsito mais intenso.

7 – AÇO

7.1 – Produtos siderúrgicos

7.1.1 – Siderurgia

A siderurgia é a metalurgia do ferro e suas ligas,(que são os produtos siderúrgicos). São

mais importantes as ligas Fe-C.

7.1.2 – Obtenção dos produtos siderúrgicos

Os produtos siderúrgicos normalmente são obtidos a partir dos minérios de ferro,

geralmente por redução.

Principais minérios de ferro: Hematita (Fe2O3) (abundante no Brasil), Magnetita (Fe3O4),

Siderita (FeCO3) e Limonita (Fe2O3 . 3H2O). A magnetita tem propriedades magnéticas (imã

natural).

7.2 - Aço

7.2.1 - O aço é o produto siderúrgico obtido por via líquida com teor de carbono de 0,008 %

até 2 %. (Alguns consideram valores do teor máximo de carbono um pouco inferior e outros

um pouco superior, sendo comum considerar 2,11 %). Acima de 2,0 %, chama-se ferro

fundido que é um material frágil, ao contrário do aço que é dúctil(*), maleável(*) e resistente

ao choque. Abaixo de 0,008 %, o material pode ser chamado de ferro.

Pode-se considerar para o aço, as seguintes propriedades:

massa específica: 7,85 kg/dm3;

módulo de elasticidade: 205.000 MPa a 210.000 MPa;

coeficiente de dilatação térmica: 12 x 10-6

ºC-1

.

7.2.2 – Classificação dos aços


Conforme o teor de carbono, o aço pode ser classificado de acordo com a tabela que se

segue. O aço vai se tornando mais duro com o aumento do teor de carbono. Por esta razão é

que são utilizadas as denominações meio-duro, duro e extra-duro.

(*): Ductibilidade é a capacidade de se deformar (alongamento) à tração e maleabilidade é a

capacidade de se deformar (encurtamento) à compressão.

(%) C Francesa Americana

0 – 0,15 Extra-doce Baixo carbono(Ferro Armco)))

0,15 - 0,30 Doce Baixo carbono

0,30 - 0,40 Meio-doce Médio carbono

0,40 - 0,50 Meio-duro Médio carbono

0,50 - 0,60 Meio-duro Alto carbono

0,60 - 0,70 Duro Alto carbono

> 0,70 Extra-duro Alto carbono

Quando o teor de carbono é 0%, tem-se o ferro praticamente puro, obtido por

deposição em cátodo do ferro contido em um eletrólito. Chama-se ferro eletrolítico.

Inclusive em algumas normas, o aço costuma ser identificado por um número do qual

se pode deduzir o teor de carbono pelos dois últimos algarismos.

Assim: Aço 1020 tem 0,20% de carbono

Aço 1080 tem 0,80% de carbono.

Os dois primeiros números referem-se a liga ferro - carbono (10). Outros números

iniciais indicam outras ligas.

Assim, aço 4340 é um aço que contém níquel, cromo e molibdênio.

O manganês, o titânio, o vanádio, o molibdênio aumentam a resistência mecânica do

aço, embora reduzam o alongamento de ruptura. O cobre e o cromo aumentam a resistência à

corrosão atmosférica. O níquel aumenta as resistências, mecânica e à corrosão atmosférica.

Quanto à composição os aços podem ser binários e especiais.

Aços Binários - Ligas de ferro e carbono.

Aços Especiais - Contêm outras substâncias além de ferro e carbono.

Quanto ao teor total dos elementos na liga, os aços podem ser classificados conforme

tabela que se segue.

(%) de elementos Tipos de aço

< 5 Baixa-liga

5 a 10 Média-liga

> 10 Alta-liga

Na prática costuma-se chamar de aço-carbono os aços que não contêm outros

elementos além do ferro e carbono (exceto silício até 0,60 % e manganês até 1,65 %) para

diferenciá-los dos de baixa liga. Existem vários tipos de aços usados em construção civil,

com destaque para as estruturas metálicas. O aço, usado na forma de chapas, perfis, barras

e tubos, tanto pode obedecer a especificações da ABNT como a normas estrangeiras. O

aço-carbono que atende à ASTM A–36 (que especifica teor máximo de carbono de 0,26 %

e resistência de escoamento mínima de 250 MPa) é um dos aços comuns mais usados em

estruturas metálicas, na forma de perfis, chapas e barras. Outros aços-carbono muito usados


são os que atendem às normas ASTM A-500 e ASTM A-501, usados na fabricação de

tubos e ASTM A–570, de grande ductibilidade.

7.2.3 - Principais Aços Especiais

Aço galvanizado ou ferro galvanizado - Aço recoberto por película de zinco como

ânodo de sacrifício, conferindo proteção catódica ao aço.

NOTA: A proteção catódica consiste em cobrir o metal a proteger com outro de potencial

de eletrodo mais eletropositivo para ser corroído no lugar dele (anodo de sacrifício). O

metal a proteger passa a ser o catodo.

A galvanização pode ser por imersão no zinco fundido a temperatura de cerca de

450oC (galvanização a fogo ou a quente), obtendo-se taxa de zincagem da ordem de 600 a

900 g/m2, podendo se utilizar também processo eletrolítico para a zincagem.

A norma NBR 6323 fixa exigências para a galvanização a quente (taxa de zincagem,

espessura mínima do revestimento, etc.), enquanto a NBR 10476 para a galvanização por

eletrodeposição.

A galvanização também pode ser executada em ferro fundido.

Aço inoxidável ou aço inox - Aço de baixo carbono e de alta liga contendo, no mínimo,

cerca de 11 % de cromo e às vezes níquel. Resiste melhor à corrosão que o aço binário.

Entre os aços inoxidáveis temos os martensíticos (11 a 18% de Cr) e os ferríticos (16 a 30

% de Cr), que não contém Ni e os austeníticos (16 a 26% de Cr e 6 a 22% de Ni). Os aços

austeníticos não são atraídos por imã. O imã é usado na obra nas atividades de controle da

qualidade para verificar se um parafuso ou outro componente de aço é ou não de aço inox

austenítico.

A adição

de cromo aumenta a resistência à corrosão do aço. O cromo reage com o oxigênio do ar

formando finíssima camada aderente protetora de óxido de cromo. O níquel melhora a

resistência à corrosão e a dureza dos aços inoxidáveis.

Na

construção civil, como nas estruturas de fixação de pedras ornamentais em fachadas, são

usados principalmente os aços austeníticos ABNT 304 e ABNT 316. O aço ABNT 304 é

para uso em atmosferas normais, enquanto o ABNT 316 para atmosferas contendo cloretos

como na orla marítima. Também é usado em chapas finas com acabamento espelhado em

mobiliário, geladeiras, corrimãos e revestimento de fachadas.

As

normas NBR 5601 e NBR NM 133 fixam requisitos para os aços inoxidáveis.

Aço-silício - Aço com 0,17 a 0,37% de Si. Mais macio e mais elástico. Usado em molas.

Aço-manganês - Aço com cerca de 0,25 a 1% de Mn. Aumenta a resistência mecânica e a

dureza.

Aço rápido - Liga de aço com tungstênio, molibidênio e vanádio. Mantém boa dureza

mesmo em elevadas temperaturas. Usado em ferramentas de corte.

Aço ínvar - 64% de aço e 36% de níquel. Praticamente sem dilatação térmica. Usado em

instrumentos de precisão.


Aços patináveis - Contém adição de vários elementos como cobre, cromo, fósforo e silício.

Submetidos a ciclos de molhagem e secagem desenvolvem camada oxidada superficial

(pátina), compacta e fortemente aderente que funciona como proteção à corrosão. A pátina,

de cor marrom escura, em alguns casos pode demorar de 1,5 a 2 anos para se formar.

Exemplos: Aço CORTEN usado nos elevados de São Cristóvão no Rio (Linha Vermelha),

aço Niocor, aço SAC, aço COS AR COR, aço CSN.COR e CST.COR. Os aços patináveis

são mais resistentes à corrosão que o aço-carbono, porém menos que o galvanizado. O aço

patinável também costuma ser pintado, contudo a pintura pode prejudicar o processo da

formação da pátina.

7.2.4 - Fabricação de Aço nas Siderúrgicas

A primeira etapa de fabricação do aço ocorre no alto forno, onde se obtém um

produto de alto teor de carbono (em torno de 4%) chamado de ferro gusa.

O alto-forno é alimentado pelo minério britado, o coque (destilação seca do carvão

mineral e às vezes do carvão vegetal) e os fundentes (materiais que facilitam as reações no

alto-forno, tornando mais baixo o ponto de fusão da ganga) e às vezes sínter (pelotas

sintetizadas de 12 a 25 mm de pó de minério e fundentes).

No alto-forno ocorre a redução do minério de ferro por ação do coque.

Fe2O3 + CO 2 FeO + CO2

FeO + CO Fe + CO2

Os produtos que saem do alto-forno são o ferro gusa e outro mais leve, a escória de alto

forno (que engloba compostos da ganga, das cinzas do coque e dos fundentes). A escória é

usada na produção de cimento e pode ser utilizada também na produção de agregados.

O aço é produzido na aciaria a partir do ferro gusa, onde a remoção do carbono é feita

por oxigênio. Sai dos fornos em lingotes e vai para o processo (laminação, etc.). O aço

também pode ser obtido diretamente do minério, obtendo-se o ferro esponja, ou refundindo-se

a sucata em fornos, como utilizado na produção de aço para concreto armado.

A partir dos lingotes, conforme o processo, pode–se obter vários tipos de peças de aço.

No processo de extrusão, o lingote é refundido e forçado a passar, sob pressão, por orifícios

com a seção desejada (obtêm–se fios etc.). Na laminação, o aço é forçado a passar entre


cilindros giratórios com espaçamento cada vez menor (obtêm–se chapas etc.). No forjamento,

as peças de aço são obtidas pela ação de martelos ou prensas.

7.2.5 - Variação das propriedades do aço com o teor de carbono

À medida que aumenta o teor de carbono no aço, este vai se tornando mais duro e até o

teor limite de carbono de cerca de 0,80 %, também aumenta sua resistência mecânica. No

entanto, a ductibilidade e a resistência à corrosão se reduzem com o aumento do teor de

carbono.

7.2.6 - Tratamento dos aços

Os tratamentos modificam as propriedades mecânicas do aço.

* Tratamento Mecânico (a frio)

* Tratamento Térmico

Tratamentos mecânicos:

- Encruamento: Deformação até o estado plástico do aço, abaixo da zona crítica (% C = 2 % e

temperatura menor que 723o C).

O encruamento pode ser por torção, por compressão (estampagem), laminação e

estiramento ou trefilação (passar o fio de aço através de orifícios sucessivos cada vez de

menor seção transversal).

O aço encruado tem cristais menores ou deformados.

O encruamento aumenta a resistência mecânica (à tração e compressão) e a dureza,

mas reduz a ductibilidade e a resistência à corrosão.

Aquecendo-se os aços encruados a temperaturas suficientes, os cristais tendem a se

reagrupar e cancelar os efeitos do encruamento. A soldagem pode provocar este fenômeno.

Tratamentos térmicos:

O aumento de temperatura provoca mudanças na estrutura do aço. O tempo de

permanência do aço a uma temperatura elevada influi na sua estrutura. Quanto mais longa a

permanência, mais completas são as dissoluções e maior o tamanho do grão resultante.

7.2.7 – Alguns produtos comerciais de aço para construção civil

FOLHA DE FLANDRES (Lata) - Folha fina de aço com as faces cobertas de estanho para

evitar oxidação. Fabrica-se em diversos tipos e espessuras e é geralmente fornecida em

bobinas.


CHAPAS GALVANIZADAS - Chapas de aço revestidas com zinco (por imersão ou

eletroliticamente), que serve de proteção catódica do aço contra a oxidação. São fornecidas

em diversas espessuras.

CHAPAS FINAS DE AÇO-CARBONO - (para fins estruturais) - São chapas de espessura

máxima de 5 mm.

LAMINADAS A QUENTE - Fornecidas geralmente em bobinas em diversas espessuras e

tipos, podendo ser decapadas ou não. A decapagem é a eliminação da camada de oxidação

superficial (carepa) por processo químico ou mecânico. Podem ser oleadas ou não (as

oleadas são protegidas com uma camada de óleo), com dois tipos de superfície (conforme

imperfeições) e com bordas naturais ou aparadas. Estas chapas devem atender à NBR 6650.

De acordo com esta norma, as chapas finas são designadas pela sigla CF seguida de um

número que caracteriza a resistência mínima de escoamento exigida. Assim, tem–se as

chapas CF-21, CF-24, CF-26, CF-28 e CF-30, com resistências mínimas da escoamento de

210, 240, 260, 280 e 300 MPa, respectivamente e com teores mínimos de carbono de 0,20

% (CF-21) até 0,30 % (CF-30).

LAMINADAS A FRIO: Especificação semelhante a das chapas laminadas a quente.

Devem obedecer à NBR 6649. A nomenclatura é a mesma das laminadas a quente. Dispõe–

se das chapas CF-21, CF-24, CF-26, CF-28 e CF-55.

IV- CHAPAS GROSSAS DE AÇO – CARBONO (para fins estruturais) – São chapas de

espessura superior a 5 mm e devem obedecer à NBR 6648. Dispõem-se usualmente das chapas

CG-24 e CG-26.

Nota: existem vários outros tipos de chapas como: a chapa xadrez (com vários altos

relevos, usadas em pisos e outras aplicações), chapas finas de aço de baixa liga resistentes

à corrosão atmosférica (NBR 5920, a frio e NBR 5921, a quente), chapas grossas de aço de

baixa liga e alta resistência mecânica (NBR 5000), chapas finas de aço de baixa liga e alta

resistência mecânica (NBR 5004), chapas grossas de aço de baixa liga e alta resistência

mecânica, resistentes à corrosão atmosférica (NBR 5008), etc.

V- PERFIS - Têm forma que dá o nome do perfil, L (cantoneira), T, H, I e U, fornecidos em

diversas dimensões e tipos de aço. São usados em estruturas metálicas, como estacas (simples

ou perfis soldados) e em escoramentos. Dispõe-se ainda de perfis tubulares de aço-carbono

formados a frio, com seção circular, quadrada ou retangular, os quais são normalizados pela

NBR 8261.

VI- TRILHOS - Feitos normalmente em aço duro ou meio-duro em vários tipos e dimensões.

VII- ARAMES - São fios de aço simples, galvanizados ou recozidos. Seus diâmetros recebem

designação numerada conforme a BWG (Birminghan Wire Gauge). Exemplo: Arame recozido

preto no 18 (Diâmetro 1,25 mm), usado para amarração das armaduras de concreto armado. Os

arames são matéria prima para a fabricação de pregos e parafusos.

VIII- PREGOS – São de aço doce. Podem ser galvanizados ou não, com ou sem cabeça.

Comercialmente, adota-se a classificação Paris Gauge (PG).

PG Classificação NBR 6627 (*)


6 x 6 11 x 14

8 x 8 12 x 20

10 x 10 16 x 25

12 x 12 18 x 32

13 x 15 28 x 35

13 x 18 20 x 40

15 x 15 24 x 34

16 x 24 28 x 56

Muito usados 17 x 27 32 x 63

em formas 18 x 30 35 x 71

19 x 36 40 x 90

(*): A dimensão à esquerda em 0,1 mm é o diâmetro. A dimensão à direita em mm é o

comprimento.

Os pregos são vendidos por “quilo”. O número de pregos 18 x 30 por quilograma é da

ordem de 195. Nas formas de madeira para concreto armado, o consumo de pregos é cerca

de 300 g/m2.

IX- PARAFUSOS - Existem vários tipos. São mais comuns os galvanizados com cabeça

redonda ou chata, dotada de fenda para encaixe da chave de aperto. O aço para parafusos pode

ser de vários tipos, sendo comuns os ASTM A-307 e ISO-898 e os parafusos de alta

resistência ASTM A325/A490.

X- TELA “DEPLOYÉ” - Feita de chapa de aço preta esmaltada. É usada na armação de

argamassas de revestimento (no encontro das paredes com vigas e pilares e no enchimento

sobre tubulações e embutidos, para evitar a abertura de fissuras). Para este uso, a tela não

precisa ser esmaltada, sendo mais comum telas galvanizadas tipo telheiro e tipo pinteiro e

também telas plásticas.

XI- TUBOS DE AÇO - São mais usados tubos de aço preto e os de aço galvanizado, com ou

sem costura. São utilizados em tubulações, estacas e andaimes tubulares. São fornecidos em

diversos diâmetros e espessuras de parede. São também fornecidos acessórios (luvas, niples,

curvas, joelhos, tês, cruzetas, plugs, redução, etc.) e tubos retos (varas, normalmente de 6m).

Em tubulações, é comum executar roscas na obra na “tarracha”. Para estacas e camisas de

tubulões são muito usadas chapas de aço, que tomam a forma de tubo cilíndrico com costura

pela calandragem seguida da soldagem, feitas em instalações apropriadas. Os tubos estruturais

podem ser com costura e sem costura (a costura é a solda que emenda as duas metades).

Podem ser de seção circular, quadrada ou retangular.

XII- ESQUADRIAS DEAÇO

As esquadrias de aço (portas e janelas) são fabricadas com perfis de aço em fábricas

denominadas de serralherias, onde são produzidas, sob medida, as peças a serem montadas na

obra. Nas serralherias, além do corte das peças, são processados os tratamentos superficiais e

as pinturas.

XIII – FIBRAS DE AÇO

As fibras de aço podem ser usadas como adição no concreto do tipo reforçado com

fibras. Seu uso produz vários efeitos no concreto como a redução de fissuras, o aumento da

tenacidade e o da resistência ao impacto. São bastante utilizadas no concreto de pisos.


As fibras de aço para concreto devem atender às exigências da norma NBR 15530.

7.2.8 – Aço para concreto armado

Como aço para concreto armado são usados barras e fios de aço de seção circular com

ou sem nervuras (mossas e saliências). As nervuras aumentam a aderência do aço ao concreto.

O aço para concreto armado deve obedecer às prescrições da EB-3 / NBR 7480 (2007).

O estudo de aço para concreto armado está detalhado na disciplina de Laboratório de

Materiais de Construção.

7.2.9 – Aço para concreto protendido

Os aços para a confecção de cabos de protensão são de dois tipos:

Fios (devendo atender às prescrições da NBR 7482).

Cordoalhas (devendo atender às prescrições da NBR 7483). Para sua fabricação são usados

aços “patenting” com teor de carbono de 0,60 a 0,90% e de manganês de 0,50 a 0,90%.

- FIOS DE AÇO PARA CONCRETO PROTENDIDO

- CLASSIFICAÇÃO:

Conforme a resistência à tração:

CP-145, CP-150, CP-160, CP-170 e CP-175, com o valor mínimo do limite de

resistência à tração próximos de 1450, 1500, 1600, 1700 e 1750 MPa, respectivamente.

Exemplo: CP-175RN6 (diâmetro nominal de 6 mm). Neste caso, a NBR 7482 especifica carga

mínima de ruptura de 48,7 kN. Tem-se: área nominal da seção: π x 62 / 4 = 28,2744 mm

2. Se

dividirmos a carga de ruptura 48,7 kN pela área da seção 28,2744 mm2, obteremos 1722

MPa, valor próximo de 1750 MPa.

A NBR 7482 fixa exigências para a carga de ruptura mínima e não para a resistência à

tração.

c) Conforme o comportamento à relaxação:

NOTA: A relaxação é a perda progressiva de tensão, mantida uma deformação constante. A

relaxação isotérmica dos aços para concreto protendido pode ser determinada pela norma

MB-784/NBR 7484 (92). Quanto maior a relaxação do aço, maior será a perda da protensão.

Fios de relaxação baixa ou estabilizados (RB): Deve ter relaxação máxima, após 1000 horas

a 20o

C, de 3,5 % quando submetido a uma carga igual a 80% da carga de ruptura

especificada.

Fios de relaxação normal ou aliviados (RN): Para estes fios, seguindo o critério

anteriormente descrito, a relaxação máxima passa a ser de 8 %.

A NBR 7482 só contempla fios RN.

- DESIGNAÇÃO

CP - 170 RN 7

CP - Concreto protendido

170 - Valor mínimo da resistência (kgf/mm2)

RN - Relaxação normal

7 - Diâmetro nominal (7 mm)

Pode-se acrescentar as letras E ou L no final da designação, conforme o fio seja

entalhado ou liso, respectivamente.

- LIBERAÇÃO DOS FIOS:


Para uso na obra, os fios devem ser previamente liberados em ensaios que comprovem

o atendimento à NBR 7482.

As exigências desta norma para propriedades mecânicas incluem os valores mínimos

para:

Tolerância de diâmetro (± 0,05 mm)

Carga a 1 % de alongamento

Carga de ruptura

Alongamento após ruptura

Estes ensaios devem ser executados em amostras representativas dos lotes em que foi

dividida a partida, seguindo o procedimento prescrito na NBR 6349.

A NBR 7482 prevê os seguintes diâmetros para os fios: 4, 5, 6, 7 e 8 mm.

- CORDOALHAS DE AÇO PARA CONCRETO PROTENDIDO.

A cordoalha é um conjunto de fios, encordoados juntos, em forma helicoidal, com

passo uniforme.

- CLASSIFICAÇÃO:

Conforme o número de fios:

Cordoalha de 7 fios (Fio central de diâmetro pelo menos 2% maior e 6 fios externos com

um passo de 12 a 16 vezes o diâmetro nominal da cordoalha).

Cordoalha de três fios (todos os fios com o mesmo diâmetro).

Conforme a resistência à tração:

CP 190 e CP 210.

Os números 190 e 210 representam o valor aproximado do quociente entre a carga de ruptura

mínima especificada pela área mínima da seção (especificadas pela NBR-7483).

m) Conforme o comportamento à relaxação: Apenas o tipo RB é especificado.

Cordoalhas de relaxação baixa (RB): Deve ter relaxação máxima, após 1000 horas a 20o C,

de 3,5% para uma carga aplicada equivalente a 80% da carga de ruptura mínima

especificada.

- DESIGNAÇÃO:

Cordoalhas três fios:

CP - 190 RB 3 x 3

CP - Concreto Protendido

190 - Carga de ruptura mínima (no caso 190 kgf/mm2)

Área

RB - Relaxação baixa.

3 - Número de fios (no caso 3)

3 - Diâmetro nominal de cada fio (no caso 3 mm)

Cordoalhas de sete fios:

CP-190 RB 12,7, sendo 12,7 o Diâmetro nominal da cordoalha (diâmetro da circunferência

que a circunscreve) (no caso 12,7 mm).

- LIBERAÇÃO DAS CORDOALHAS

Para uso na obra, as cordoalhas devem ser previamente liberadas em ensaios que

comprovem o atendimento à NBR 7483.

As exigências dessa norma para propriedades mecânicas, incluem os valores mínimos

para:

Carga a 1% de alongamento

Carga de ruptura

Alongamento sob carga de ruptura


- FORNECIMENTO: As cordoalhas são fornecidas em rolos ou carretéis (diâmetro interno ou

do núcleo, não inferior a 60 cm).

Dispõe-se também de cordoalhas engraxadas e plastificadas para concreto protendido,

que são cordoalhas comuns envolvidas por graxa protetora e com uma capa externa de PEAD

(polietileno de alta densidade), a qual desempenha o papel de uma bainha. Existem também

cordoalhas especiais para uso em pontes estaiadas.

apostila de materiais de construção p2 - suam - 2012-1

Documents