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INSTITUTO FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL – IFRS

LABORATÓRIO DE ESTRUTURAS E MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL - LEMCC

TECNOLOGIA EM CONSTRUÇÃO DE EDIFÍCIOS

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL

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versão 1.1

CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND

– ESPECIFICAÇÕES E ENSAIOS –

IFRS – Concreto de Cimento Portland – Especificações e ensaios

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CAPÍTULO 1 – CONSIDERAÇÕES INICIAIS

1.1 – INTRODUÇÃO

Esta apostila visa apresentar, sob um aspecto prático, alguns conceitos fundamentais sobre o

concreto de cimento Portland, suas propriedades, especificações e ensaios. As referências

normativas de cada controle ou ensaio são apresentadas com o intuito de facilitar a aplicação

profissional dos conceitos aqui expostos. Ao mesmo tempo, são oferecidas questões de

conceituação teórica com o intuito de permitir o correto entendimento do conteúdo abordado.

1.2 – OBJETIVOS

Com a aquisição do conhecimento contido no presente documento, o aluno deverá ser capaz

de diferenciar os diferentes tipos de concretos, suas aplicações e características. Também deverá ser

capaz de realizar ensaios e a correta interpretação dos resultados referentes às propriedades do

concreto, tanto no estado fresco quanto no estado endurecido.

1.3 – CONCRETO

O concreto é o material de construção mais utilizado no mundo. Sua composição básica é

cimento Portland, areia, brita e água. O concreto é um material que se adapta as mais diversas

situações na engenharia e seu custo é relativamente baixo (quando comparado aos demais materiais

de construção), tornando-o preferido por projetistas das mais diversas áreas da construção civil.

À mistura de água, areia e cimento dá-se o nome de argamassa. Podendo ser considerado um

concreto sem a adição de agregados graúdos (britas).

Dependendo da necessidade de utilização, o concreto pode apresentar-se das mais diversas

formas e classificações; variando resistência, consistência, cores, método de produção, entre outros.

A seguir são apresentadas algumas classificações dos principais tipos de concreto:

a) Quanto ao método de produção:

O concreto pode ser produzido diretamente na obra ou por empresas prestadoras de serviços

de concretagem (concreteiras). No primeiro caso, denominado virado em obra – V.O., os materiais



são adquiridos, estocados e utilizados pelos colaboradores responsáveis pela aplicação do produto

no próprio canteiro de obras. Normalmente são utilizadas betoneiras com capacidade de mistura

variando entre 80 e 400 litros (Figura 1.1).

Figura 1.1 – Modelo de betoneira utilizada na dosagem de concreto em obra.

A outra forma de produção de concreto é a realizada pelas chamadas centrais de concreto

(concreteiras). Estas empresas produzem o denominado concreto dosado em central – CDC. A

produção do concreto nestas unidades industriais é normatizada pela norma NBR 7212 – Execução

de concreto dosado em central. As empresas de serviço de concretagem podem ser do tipo dosadora

ou misturadora. As centrais dosadoras (Figura 1.2-a) são as mais encontradas, este tipo de

instalação realiza a dosagem dos materiais, cabendo a mistura dos mesmos aos caminhões dotados

de dispositivo de mistura, denominados caminhões betoneira – CB (Figura 1.3-a). Estes caminhões

são atualmente encontrados com capacidade para mistura de volumes entre 6 e 10 m³. São dotados

de sistemas hidráulicos que produzem o giro do tambor misturador (balão); este balão é construído

em aço, com pás misturadoras (facas) que produzem a mistura e permitem a descarga do concreto

(Figura 1.3-b). As centrais misturadoras (Figura 1.2-b) possuem equipamentos estacionários

capazes de misturar os materiais componentes do concreto, podendo este ser levado à obra através

de caminhões basculantes. Em geral, os misturadores deste tipo de central possuem capacidade de

produção de volumes entre 1 e 3 m³ em cada amassada. Normalmente a agilidade no processo de

dosagem como um todo torna este método mais rápido quando comparada às centrais dosadoras,

sobretudo nas obras que necessitam de grandes volumes de forma contínua.



(a)

(b)

Figura 1.2 – Exemplo de central dosadora de concreto (a) e central misturadora de concreto (b)

(Adaptado: Indumix – Brasil).

Compartimento de mistura

Ponto de carga para CB



(b)

(a)

Figura 1.3 – Modelo de caminhão betoneira para mistura e transporte de concreto dosado em

central (a) e pás misturadoras (facas) do interior do “balão” (b) (Indumix – Brasil).

b) Quanto ao método de lançamento:

O concreto pode ser lançado (descarregado) no local de utilização diretamente do caminhão

betoneira (ou betoneira para concreto V.O.). Neste caso denomina-se lançamento do tipo

convencional. O lançamento convencional pode ser auxiliado por carrinhos de mão, gericas, gruas

ou elevadores. A outra forma de lançamento do concreto é através das denominadas bombas de

concreto. Estes equipamentos realizam, através de tubulação, o transporte do concreto desde o

caminhão betoneira até o local de aplicação. Estes equipamentos de bombeamento podem ser

encontrados com ou sem o mastro (lança) distribuidor. Na existência do mastro estes são

denominados bomba-lança (Figura 1.4). O serviço de bombeamento permite levar o concreto aos

mais diversos locais da obra, possibilitando concretar estruturas de edifícios com vários andares de

altura.



Figura 1.4 – Bomba-lança de concreto (Revista Pisos Industriais).

c) Quanto ao tipo de estrutura a ser executada:

Dentre os tipos de construções mais executadas com concreto, podem-se destacar: o concreto

armado, o protendido e o pré-moldado. O concreto armado é o tipo de concreto mais utilizado nas

construções brasileiras. É denominado concreto armado aquele que possui no seu interior barras de

aço formando malhas (armaduras). As armaduras destinam-se a compensar a deficiência do

concreto em resistir à tração. No concreto armado as barras de aço são envolvidas pelo concreto que

forma uma proteção à corrosão do aço. A aderência do aço ao concreto é fundamental para a

qualidade da estrutura.

O concreto protendido caracteriza-se por introduzir um estado prévio de tensões ao concreto

através de uma compressão prévia da peça concretada. Esta protensão do concreto é obtida com a

utilização de cabos de aço que são tracionados e fixados no próprio concreto. Este procedimento

proporciona à estrutura uma maior eficiência em questões técnicas, tais como redução das

dimensões das peças e capacidade de vencer vãos maiores devido ao maior desempenho mecânico

do sistema após a protensão.



Figura 1.5 – Exemplo de ponte em concreto protendido (ProtectProt).

Uma estrutura fabricada em concreto pré-moldado é aquela em que as peças (vigas, pilares,

blocos, lajes, entre outros) são concretados em formas em um local distinto do ponto onde o mesmo

será utilizado. São estruturas que só são posicionadas no local de utilização depois de adquirir certa

resistência mecânica. Seu uso é justificado pela possibilidade de produção em série de elementos

estruturais com a utilização de uma mesma (ou um conjunto) de formas. Estas peças podem ser do

tipo armado ou protendido, podendo ser produzidas na obra ou adquiridas de empresas

especializadas na produção deste tipo de estrutura.

Figura 1.6 – Exemplo de construção em estrutura de concreto pré-moldado (VTN).



d) Quanto às propriedades ou utilizações especiais requeridas:

Concreto Rolado ou concreto compactado com rolo (CCR): é um tipo de concreto geralmente

utilizado na sub-base de pavimento ou em barragens que necessitam de grandes volumes de

concreto como elemento de preenchimento. Constitui-se de uma mistura seca, apresentando baixo

consumo de cimento e baixa trabalhabilidade – abatimento inferior a 30 mm. A baixa

trabalhabilidade deste tipo de concreto permite sua compactação com a utilização de rolo

compressor, característica que lhe confere o nome.

Figura 1.7 – Execução de base de pavimento com CCR (Itambé).

Concreto Resfriado: este tipo de concreto é produzido com adição de gelo na mistura em

substituição de parte da água de amassamento. A dosagem deste tipo de concreto utiliza gelo

previamente produzido e composto em forma de escamas. A introdução de gelo é justificada nas

obras de grande volume de concreto, tais como barragens e grandes blocos de fundação. Sua

introdução permite a redução da temperatura inicial proveniente das reações exotérmicas de

hidratação do cimento (calor de hidratação). A elevação da temperatura do concreto produz tensões

de origem térmica, sobretudo em grandes volumes. Reduzindo-se esta temperatura evita-se que as

tensões geradas ultrapassem a capacidade de resistência do concreto e ocasionem o aparecimento de

fissuras.

Concreto Auto Adensável (CAA): este tipo de concreto possui a característica de fluir com

maior facilidade nas formas e entre as armaduras, preenchendo todos os vazios sem a necessidade

do uso de equipamento vibrador. O fato deste tipo de concreto dispensar a vibração torna as obras

que utilizam o CAA mais produtivas. Pela sua elevada fluidez, este tipo de concreto é indicado a

peças com alta densidade de armadura. O maior benefício deste material é a obtenção de excelente



trabalhabilidade sem a perda da coesão1 entre os MCC’s. Este fato é obtido pela adição de aditivos

superplastificantes e os modificadores de viscosidade. O primeiro proporciona ao concreto a alta

fluidez, enquanto que o segundo possibilita o aumento da coesão, evitando a segregação dos

materiais.

Figura 1.8 – Concretagem com CAA (Revista Téchne).

Concreto Ciclópico: consiste em adicionar ao concreto convencional ainda em estado fresco

“pedras de mão” (matacões). A primeira etapa da produção deste tipo de concreto é a dosagem de

maneira convencional. Este concreto é então lançado nas formas, sendo posteriormente adicionados

os matacões. Estes matacões apresentam dimensões de aproximadamente 10 cm, preferencialmente

da mesma origem mineralógica das britas utilizadas na dosagem. As pedras maiores não compõem

a dosagem do concreto, assim como não são misturadas junto com o mesmo – fato que acarretaria

em danos aos equipamentos de mistura.

Figura 1.9 – Pedra de mão, matacão (Itambé).

1 Coesão é a propriedade do concreto pela qual os MCC’s permanecem misturados, isto é, não se desagregam

(separam).



Este concreto tem seu uso indicado para grandes estruturas, sendo amplamente utilizado em

fundações, barragens e muros de arrimo. Por questões construtivas, o concreto ciclópico não é

indicado para estruturas de concreto armado.

Concreto Submerso: são denominados concretos submersos aqueles que são aplicados na

presença de água. Sua principal característica é dar maior coesão aos MCC’s, evitando que estes se

dispersem ao entrar em contato com a água. Este tipo de concreto é utilizado nas concretagens

submersas em água, tais como tubulões, estacas perfuradas e paredes diafragmas.

Figura 1.10 – Execução de concretagem submersa com tubo tremonha (Costa Fortuna).

Concreto Extrusado: este tipo de concreto é utilizado na execução de guias e sarjetas para

arruamento urbano. Geralmente este tipo de concreto apresenta adição de brita 0, não utilizando

britas de tamanho maior. Uma máquina extrusora é empregada na produção das peças de concreto

extrusado, cujo abatimento utilizado é extremamente baixo, cerca de 20 mm.



Figura 1.11 – Execução de guias de arruamento com concreto extrusado.

Concreto Projetado: o concreto projetado é assim denominado pelo fato deste ser lançado

através de um jato, sob pressão, sobre uma superfície, proporcionando compactação e aderência do

mesmo a esta superfície sem a necessidade de uso de formas. Esta técnica é amplamente utilizada

no revestimento de túneis e na contenção de encostas. Existem duas formas distintas de projeção

deste tipo de concreto: por via seca (dry mix) e por via úmida (wet mix). O processo por via seca é

assim denominado pelo fato de o concreto (agregados + cimento) ser levado à máquina de projeção

no estado seco através de ar comprimido; no bico de projeção a água é então adicionada à mistura.

No método por via úmida o concreto é preparado normalmente e então projetado pelo sistema de

bombeamento.

Figura 1.12 – Aplicação de concreto projetado (LAN Consultoria).



Concreto Pesado: este tipo de concreto é obtido com a utilização de agregados graúdos de

maior massa específica aparente, tais como hematita, magnetita e barita. A massa específica deste

concreto (ver item 3.1 pág.26) deve ser superior a 2800 kg/m³. O concreto pesado apresenta maior

proteção contra as radiações, sendo amplamente utilizado na construção de unidades médicas com

câmaras de raio X ou gama. Outras aplicações deste material são as paredes de reatores atômicos e

os contrapesos de guindastes e similares.

Grout: é uma argamassa composta por cimento, areia, quartzo, água e aditivos. Caracteriza-

se pela elevada resistência mecânica apresentada, possuindo característica de elevada fluidez. É

muito utilizado na recuperação de estruturas, preenchimento de orifícios, fixação de equipamentos

(chumbamento), entre outros. É comercializado em sacos, bastando a adição de água, mistura e

aplicação.

Figura 1.13 – Utilização de grout para chumbamento (AECweb).

Concreto Magro: este tipo de concreto se caracteriza pelo baixo consumo de cimento. Trata-

se de um concreto sem fins estruturas, sendo utilizado em contra-pisos, lastros de fundação, bases

de blocos, enchimentos, envelopamento de tubos, etc.



Figura 1.14 – Exemplo de utilização de lastro de concreto magro para execução da armação de

fundação (Engenharia e Protensão Ltda.).

CAPÍTULO 2 – PROPRIEDADES DO CONCRETO FRESCO

2.1 – INTRODUÇÃO

O conhecimento das características e propriedades do concreto, logo após sua dosagem, é de

fundamental importância para garantir a qualidade da mistura e a correta aplicação do mesmo.

Embora o concreto só tenha sua aprovação garantida com quatro semanas (28 dias) de idade, alguns

requisitos precisam ser verificados quando este se encontra em estado plástico como condição de

aceitação para a aplicação na estrutura. Dentre as propriedades mais comumente analisadas podem

ser destacadas:



2.2 – TRABALHABILIDADE

A trabalhabilidade é uma propriedade cuja definição ainda provoca divergências no meio

técnico. Para MEHTA e MONTEIRO (2008), a trabalhabilidade determina a facilidade com que um

concreto pode ser manipulado sem segregação nociva. Segundo NEVILLE (1997), um concreto é

trabalhável quando pode ser adensado com facilidade, embora complemente que esta é uma

definição muito simples para uma propriedade tão importante para o concreto.

A trabalhabilidade de um dado concreto é função de características como a dimensão dos

agregados, teor de argamassa, relação água/cimento, entre outros, embora este conceito seja mais

subjetivo do que físico.

Existem diversos métodos utilizados para mensurar a trabalhabilidade de uma determinada

amassada de concreto, no entanto, a grande maioria baseia-se em dois critérios:

a) medição da trabalhabilidade através da deformação do concreto fresco provocada pela

aplicação de uma dada força sobre o mesmo;

b) medição da trabalhabilidade através do esforço necessário para provocar no concreto fresco

uma deformação pré-estabelecida.

A trabalhabilidade do concreto é uma propriedade difícil de ser mensurada devido ao fato de

esta apresentar influências externas, além das influências internas. Os fatores internos referem-se

exclusivamente aos componentes do traço e sua dosagem. Nos fatores externos têm-se as

características da peça a ser concretada2, a qualidade do serviço de concretagem, o transporte, a

mistura, entre outros.

Desta forma, não se tem um ensaio que determine diretamente a medida da trabalhabilidade

do concreto, sendo propostas correlações desta com outras propriedades para obter informações

úteis para a aplicação do material. Dentre os principais ensaios utilizados para este fim podem-se

destacar:

2.2.1 – CONSISTÊNCIA

A consistência é uma das propriedades mais importantes na especificação de um concreto.

Este termo refere-se a propriedades intrínsecas da mistura em estado fresco, relacionadas com a

2 Densidade de armadura e geometria das peças, por exemplo.



mobilidade da massa e a coesão entre os materiais que o compõem. Desta forma, a consistência do

concreto é um conceito intimamente relacionado com o grau de plasticidade3 que este apresenta.

2.2.1.1 – DETERMINAÇÃO DA CONSISTÊNCIA PELO ABATIMENTO DO TRONCO DE

CONE (NBR NM 67)

A consistência é normalmente associada ao resultado do ensaio de abatimento do tronco de

cone, conforme especificado na norma MERCOSUL NBR NM 67 – Concreto – Determinação da

consistência pelo abatimento do tronco de cone. Este ensaio consiste basicamente na determinação

do assentamento do concreto adensado dentro de uma forma em forma de tronco de cone. O ensaio

de abatimento do concreto, também conhecido como slump-test, tem seu resultado expresso em

milímetros, e deve ser realizado a cada amassada de concreto como elemento de aceitação do

mesmo antes do lançamento.

Considerando-se uma uniformidade na dosagem dos materiais entre um determinado número

de amassadas, o ensaio de abatimento pelo tronco de cone é usualmente utilizado para verificar a

constância da relação água/cimento.

O método da NBR NM 67 não se aplica a concretos com agregado graúdo de dimensão

máxima superior a 37,5 mm. Nesta situação, o ensaio deverá ser realizado com a amostra de

concreto que passa na peneira de abertura de 37,5 mm, conforme especificações da norma NBR

NM 36 – Concreto fresco – Separação de agregados grandes por peneiramento.

Este ensaio é amplamente realizado nas obras brasileiras, tanto pela exigência normativa

quanto pela simplicidade do ensaio. Para a determinação da consistência é utilizado um conjunto de

instrumentos apresentados na Figura 2.1.

Figura 2.1 – Conjunto para determinação de abatimento do tronco de cone: base plana, funil,

cone tronco-cônico e haste socadora.

3 A plasticidade refere-se à facilidade de um determinado material se deformar sob esforços externos.



A metodologia de ensaio consiste em:

- Retirar a amostra da betonada de concreto conforme NBR NM 33;

- Umedecer o conjunto de cone e base metálica;

- Posicionar o cone sobre a placa e calcá-la com auxílio dos pés (Figura 2.2-b);

- Encher o cone em três camadas com altura uniformemente distribuída no cone;

- Compactar cada camada com 25 golpes da haste de socamento (Figura 2.2-a);

- Retirar o excesso de concreto e regularizar a superfície (Figura 2.2-b);

- Retirar o molde verticalmente de forma cuidadosa em um tempo de aproximadamente 10

segundos;

- Imediatamente após a retirada do molde, medir o abatimento, determinando a diferença

entre a altura do molde e a altura média da massa desmoldada (Figuras 2.2-c, 2.2-d e 2.3);

- O abatimento do concreto deve ser expresso em milímetros com aproximação de 5 mm.

(a)

(b) (c) (d)

Figura 2.2 – Determinação da consistência pelo ensaio de abatimento do tronco de cone – NBR

NM 67. Adensamento manual do concreto em camadas (a); regularização da superfície (b);

retirada da forma (c) e medição do abatimento (d) (MAGALHÃES, 2009).



O abatimento de uma amassada de concreto determinado pelo ensaio deve ser o especificado

na carta-traço4, podendo apresentar a tolerância determinada pela norma NBR 7212 – Execução de

concreto dosado em central – e apresentada na Tabela 2.1.

Tabela 2.1 – Tolerâncias para o abatimento (NBR 7212).

Abatimento Tolerância

de 10 a 90 mm ± 10

de 100 a 150 mm ± 20

acima de 160 mm ± 30

Medidas em milímetros

Figura 2.3 – Medida do abatimento segundo a NBR NM 67.

A verificação da existência de coesão do traço de concreto pode ser verificada no momento

da execução do ensaio de abatimento do tronco de cone. No momento da retirada da forma tronco-

cônica, o concreto pode sofrer abatimento de distintas formas, conforme Figura 2.4. O ensaio

abatimento que resultar em um concreto de forma distinta da apresentada na Figura 2.4-a deverá ser

repetido; sendo que a repetição desta situação (Figuras 2.4-b e 2.4-c) indica que o concreto

apresenta falta de coesão.

4 A carta-traço consiste em um documento contendo as especificações do concreto, tais como: resistência, proporção

entre os materiais (dosagem), horário de mistura, agregado de maior dimensão, abatimento, entre outros.



Figura 2.4 – Formas de abatimento: correto (a); cisalhamento (b) e desagregação (c)

(NEVILLE, 1997).

2.2.1.2 – DETERMINAÇÃO DA CONSISTÊNCIA PELO ESPALHAMENTO NA MESA DE

GRAFF (NBR NM 68)

A metodologia de verificação da consistência do concreto apresentada pela norma NBR NM

68 – Determinação da consistência pelo espalhamento na mesa de Graff – é aplicável ao concreto

cujo espalhamento seja ≥ 350 mm. Possui maior aplicabilidade em laboratório, embora seu uso não

seja descartado nos canteiros de obras e concreteiras. Este ensaio é semelhante ao slump-test,

conforme relatado a seguir.

Após a coleta da amostra de concreto segundo a NBR NM 33, posicionar o molde em forma

de tronco de cone, fixando-o manualmente à mesa de espalhamento e colocar o funil (colarinho).

Realizar o enchimento do molde em duas camadas de mesma altura. Adensar cada camada com 10

golpes do soquete de forma uniformemente distribuída. Iniciar a desmoldagem da amostra de

concreto 1 minuto após o adensamento, elevando o cone verticalmente em um tempo de (4 ± 1)

segundos.

Para a determinação do espalhamento deve-se proporcionar à mesa de Graff (Figura 2.5) os

movimentos apresentados na NBR NM 68. Realizar a medição do espalhamento, em milímetros,

com aproximação de 5 mm, com régua posicionada paralelamente aos lados da mesa, na posição

onde foram obtidos os maiores diâmetros.



Figura 2.5 – Conjunto de mesa de Graff para determinar a consistência do concreto: cone

tronco-cônico, soquete de madeira e mesa.

A consistência do concreto é a média aritmética dos dois diâmetros obtidos conforme a

equação (2.1), expressa com aproximação de 5 mm.

(2.1)

Onde:

D é a consistência do concreto (mm);

d1 e d2 são os diâmetros medidos na mesa de Graff (mm).

A fluidez do concreto5 também pode ser obtida através da mesa de Graff; através da equação

(2.2):

(2.2)

Onde:

f é a fluidez do concreto;

D é a consistência do concreto, obtida pela equação (2.1);

d é a medida da base maior do molde tronco-cônico, ou seja, 200 mm.

5 A fluidez do concreto caracteriza a sua propriedade de fluir dentro das formas e preencher todos os espaços.

Característica importante dos CAA.



2.2.1.3 – OUTROS ENSAIOS PARA A DETERMINAÇÃO DA CONSISTÊNCIA DO

CONCRETO

Existem outras metodologias utilizadas para obter um parâmetro acerca da consistência de

determinada amassada de concreto. Cada análise possui características distintas e se adaptam a

condições práticas diversas.

a) Ensaio do Fator de Adensamento

Este ensaio busca verificar a quantidade de trabalho necessária para adensar determinada

amostra de concreto. Considera-se neste caso, que quanto mais plástico for o concreto, maior sua

capacidade de adensamento para uma mesma condição.

O fator de adensamento é definido como a relação entre a massa específica do concreto fresco

obtida no ensaio e a massa específica do mesmo concreto após plenamente adensado.

Esta metodologia é normatizada pelo ACI – American Concrete Institute e utiliza o Aparelho de

Granville (Figura 2.6).

Figura 2.6 – Aparelho de Granville para determinação do fator de compactação do concreto

fresco por meio de queda livre.

Uma amostra de concreto fresco é introduzida no cone superior do aparelho, que possui uma

válvula na parte inferior. Esta válvula é aberta e o concreto flui até o segundo cone que tem sua

válvula inferior aberta, fazendo com que o concreto chegue até o cilindro inferior cujo volume é

pré-estabelecido. A próxima etapa é determinar a massa específica do concreto que chegou ao



cilindro (me). Para o complemento do ensaio, deve-se determinar a massa específica do concreto na

forma plenamente adensada através de haste de socamento ou vibrador mecânico (ma).

O fator de adensamento é definido pela equação (2.3):

(2.3)

Onde:

Fa é o fator de adensamento;

me é a massa específica do concreto que chegou ao cilindro;

ma é a massa específica do concreto plenamente adensado.

A Tabela 2.2 apresenta a relação entre o fator de adensamento e o abatimento do tronco de

cone, especificando a trabalhabilidade da mistura.

Tabela 2.2 – Fatores de adensamento em relação à trabalhabilidade e ao

abatimento do concreto fresco (NEVILLE, 1997).

Trabalhabilidade Fator de adensamento Abatimento, mm

Muito baixa 0,78 0 a 25

Baixa 0,85 25 a 50

Média 0,92 50 a 100

Alta 0,95 100 a 175

b) Ensaio do Consistômetro de Vebê

Este ensaio possui aplicabilidade voltada aos concretos de mistura mais seca, tendo seu uso

destinado apenas aos laboratórios devido à dificuldade de repeti-lo no campo. O aparelho

empregado neste ensaio é constituído por um cone de slump-test que é colocado no interior de um

cilindro fixado em uma mesa vibratória (Figura 2.7). O procedimento de ensaio consiste em colocar

uma amostra de concreto no interior da forma tronco-cônica de forma semelhante ao método do

slump. Após, a mesa vibratória é ligada, introduzindo um efeito que facilita o adensamento do

concreto; mede-se o tempo necessário para este concreto passar da forma tronco-cônica para a

forma cilíndrica (remoldagem).



Figura 2.7 – Aparelho para medir consistência de concretos de mistura seca – Consistômetro de

Vebê.

Ao contrário do slump-test, este procedimento não evidencia a capacidade de coesão do traço. O

ACI apresenta as especificações e metodologias do ensaio, sendo a medida do índice de

trabalhabilidade definida pela equação (2.4):

(2.4)

Onde:

V1 é o volume inicial do concreto (do tronco de cone);

V2 é o volume final do concreto (do cilindro);

t é o tempo necessário para a remoldagem, em segundos.

c) Ensaio de penetração de bola (Bola de Kelly)

Este é um ensaio, geralmente utilizado em campo, que consiste em determinar a profundidade

atingida por uma bola normatizada (Figura 2.8) em uma amostra de concreto fresco, sob ação do

seu peso próprio. O ACI estabelece as condições de ensaio e as especificações do instrumento (bola

de Kelly).



Figura 2.8 – Bola de Kelly (Kelly Ball) para medição da consistência do concreto.

Este ensaio é um procedimento alternativo ao abatimento do tronco de cone, com a vantagem

de poder ser realizado com o concreto no local onde o mesmo se encontra, sem a necessidade de

retirar uma amostra específica para tal. Sua utilização é recomendada para verificar possíveis

variações na quantidade de água de amassamento entre misturas distintas.

A relação entre a medida determinada pelo abatimento e pela penetração da bola de Kelly é

apresentada na Figura 2.9.

Figura 2.9 – Relação entre a penetração da bola de Kelly e o abatimento (NEVILLE, 1997).

d) Ensaio de espalhamento (slump flow test)

No caso de concretos que apresentam maior fluidez, o ensaio de abatimento do tronco do

cone é utilizado de forma modificada. Ao invés de medir a altura adensada do concreto, o valor



medido é o espalhamento do mesmo. O procedimento adota os mesmos instrumentos do slump-test,

sendo o resultado do ensaio a medida de dois diâmetros perpendiculares, conforme a Figura 2.10.

Figura 2.10 – Etapas da determinação do slump flow test (Informativo Realmix).

Este ensaio é amplamente utilizado na caracterização dos concretos auto-adensáveis no

estado fresco.

2.3 – EXSUDAÇÃO

A exsudação é a tendência da água de amassamento subir para a superfície do concreto

recém aplicado. Este fato é ocasionado pela incapacidade de retenção de água dos materiais

componentes do concreto quando estes tendem a descer, pois a massa específica da água é menor

do que a dos demais MCC’s. Esta água, ao subir para a superfície, carrega parte das partículas mais

finas do cimento, fato que forma uma película de nata de cimento.

No princípio, a exsudação evolui de forma acentuada, porém, logo essa velocidade decresce

acentuadamente até que a pasta de cimento apresente rigidez suficiente para evitar o processo de

sedimentação.



Figura 2.11 – Exsudação na superfície do concreto recém lançado.

Durante a execução da obra, se a água proveniente da exsudação for remisturada durante o

acabamento da superfície exposta da peça acarretará em uma superfície com pouca resistência ao

desgaste. Esta situação pode ser evitada com o atraso das operações de acabamento, aguardando a

evaporação da água da superfície. No entanto, se a evaporação da água da superfície do concreto for

mais rápida do que a exsudação, pode ocorrer fissuração plástica (ver item 3.4.1). Esta fissuração

ocorre quando a velocidade de evaporação é maior do que a velocidade de ascensão da água até a

superfície. Temperaturas elevadas, exposição direta ao sol e ventos agravam esta manifestação

indesejada.

Piso e pavimentos executados em concreto tendem a apresentar maiores problemas de

exsudação pelo fato de possuírem uma maior superfície exposta, propiciando uma maior ascensão e

evaporação de água. Nestes casos, um acabamento mal realizado provoca a formação de lâminas

superficiais de nata de cimento que depois de completado o processo de endurecimento, tendem a

causar o efeito denominado de delaminação (Figura 2.12). A delaminação consiste no

desplacamento de lâminas da superfície de peças concretadas. Normalmente este fenômeno ocorre

quando o acabamento da superfície é realizado de forma prematura, fechando os poros do maciço

do concreto e aprisionando a água que sobe por exsudação. Este aprisionamento faz com que a água

exerça pressão sobre a superfície acabada, levando ao desplacamento.

Água emergindo na

superfície



Figura 2.12 – Delaminação em piso industrial de concreto (Revista Pisos Industriais).

A norma brasileira NBR 15558 – Concreto – Determinação da exsudação - prescreve dois

métodos para a determinação da quantidade de água que exsuda de uma amostra de concreto fresco.

Os métodos de ensaio diferem principalmente no grau de vibração ao qual a amostra é submetida.

A exsudação pode ser amenizada com a utilização de um traço bem graduado, permitindo

trabalhabilidade sem a necessidade de utilização de água de amassamento além da necessária para

as reações. Agregados de granulometria mais contínua (bem graduados) e grãos em formatos menos

angulosos.

CAPÍTULO 3 – PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO

O processo de endurecimento do concreto ocorre a partir do início da pega do cimento. As

propriedades do concreto endurecido variam em função da idade e das condições a que o mesmo é

submetido. Diversas são as características importantes do concreto neste estado, dentre os quais

podem se destacar:

3.1 – MASSA ESPECÍFICA

A massa específica do concreto no estado endurecido é determinada segundo a norma NBR

9778 – Argamassa e concreto endurecidos – Determinação da absorção de água, índice de vazios e

massa específica.

Os concretos endurecidos são classificados segundo sua massa específica como:

a) Concreto normal: apresenta, quando seco em estufa, massa específica entre 2000 e 2800

kg/m³;

b) Concreto leve: apresenta, quando seco em estufa, massa específica entre 800 e 2000 kg/m³;



c) Concreto pesado: apresenta, quando seco em estufa, massa específica superior a 2800 kg/m³.

3.2 – RESISTÊNCIA AOS ESFORÇOS MECÂNICOS

Atualmente, os projetistas estão especificando um número cada vez maior de propriedades do

concreto em seus projetos. Isto se deve ao fato de cada vez mais, os engenheiros estarem buscando

construir estruturas mais duráveis. Para FALCÃO BAUER (2000), o conhecimento das

propriedades do concreto, de suas possibilidades e limitações são os elementos que permitem ao

engenheiro escolher o material adequado para utilização nas obras. Na maioria dos casos, no

entanto, a resistência é a única propriedade especificada para o concreto endurecido que é

efetivamente controlada. Segundo MEHTA e MONTEIRO (2008), isto ocorre devido à facilidade

desta propriedade ser determinada.

Os principais fatores que influenciam na resistência aos esforços mecânicos do concreto são:

- relação água/cimento;

- idade;

- forma e graduação dos agregados;

- tipo e consumo de cimento, entre outros.

3.2.1 – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

É sabido que, somente o controle da resistência à compressão não é capaz de identificar a

qualidade do concreto, porém este se caracteriza como um parâmetro de elevada importância para

garantir a segurança e a durabilidade das estruturas. O concreto é um material cuja capacidade de

resistir aos esforços de compressão é bastante elevada, sobretudo quando esta propriedade é

comparada com a resistência à tração.

A verificação da resistência à compressão do concreto é determinada com base na norma

brasileira NBR 5739 – Concreto – Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos. A norma

NBR 5738 – Concreto – Procedimento para moldagem e cura de corpos-de-prova – define as

condições para a preparação dos corpos-de-prova a serem ensaiados. Nesta norma, são definidos os

principais parâmetros a serem considerados no momento de moldar os CP’s, desde a escolha das

dimensões, passando pela preparação das formas, adensamento, cura e identificação.

A metodologia brasileira utiliza corpos-de-prova cilíndricos para determinar a resistência à

compressão do concreto. Estes CP’s podem apresentar-se nos diâmetros de 10, 15, 20, 25, 30 ou 45



cm; possuindo altura igual ao dobro do seu diâmetro. Na prática, os CP’s de medidas 10 x 20 cm e

15 x 30 cm são os mais utilizados. Os corpos de prova podem ser adensados através de haste de

socamento ou através de vibrador de imersão (Figura 3.1). A Tabela 3.1 apresenta o número de

camadas para cada tipo de adensamento em função do corpo-de-prova utilizado.

Figura 3.1 – Exemplo de vibrador de imersão elétrico.

Tabela 3.1 – Número de camadas para moldagem de corpos de prova (Adaptado: NBR 5738).

Tipo de corpo-

de-prova

Dimensão

básica2 (d)

mm

Número de camadas em função do

tipo de adensamento1

Número de golpes

para adensamento

manual Mecânico Manual

Cilíndrico

100 1 2 12

150 2 3 25

200 2 4 50

250 3 5 75

300 3 6 100

450 5 9 225

1Para concretos com abatimento superior a 160 mm, a quantidade de camadas deve ser reduzida à metade da

estabelecida. Caso o número de camadas resulte fracionário, arredondar para o inteiro superior mais próximo.

2No caso dos CP’s cilíndricos, a dimensão básica é o diâmetro da forma.

A Figura 3.2 apresenta um exemplo de corpos-de-prova cilíndricos de concreto de

dimensões 10 x 20 cm moldados e devidamente identificados para posterior rompimento.



Figura 3.2 – Corpos-de-prova cilíndricos moldados segundo a NBR 5739 (MAGALHÃES,

2009).

Após a moldagem dos corpos-de-prova do concreto, estes devem ser mantidos em câmara

úmida ou imersos em água. A norma NBR 9479 – Argamassa e concreto – Câmaras úmidas e

tanques para cura de corpos-de-prova – especifica as condições deste processo, determinando a

umidade relativa das câmaras úmidas e a temperatura em que a água deve manter no caso dos

tanques de cura (Figura 3.3).

Figura 3.3 – Exemplo de tanque de cura de corpos-de-prova de concreto com controlador

automático de temperatura (MAGALHÃES, 2009).



Após sujeito às condições prescritas na NBR 9479, os corpos-de-prova cilíndricos são

capeados de forma a regularizar seus topos. Este capeamento é normalmente realizado através de

enxofre aquecido, conforme mostra a Figura 3.4.

Figura 3.4 – Processo de capeamento de corpo-de-prova de concreto com enxofre aquecido.

Alternativamente ao capeamento com enxofre, podem ser utilizados discos compostos de

borracha (neoprene) devidamente confinadas em pratos metálicos como elemento regularizador dos

topos dos CP’s. Este procedimento permite maior agilidade no ensaio e reduz os riscos à saúde dos

laboratoristas; por outro lado, tende a aumentar a variabilidade dos resultados.

Figura 3.5 – Esquema de utilização de discos de neoprene para rompimento à compressão de

corpos-de-prova de concreto.



Outra opção para a regularização dos topos dos CP’s antes do rompimento à compressão é a

retificação dos topos. Este método consiste em retificar as duas faces do corpo-de-prova em um

equipamento destinado exclusivamente para este fim (Figura 3.6) constituído por um rebolo

abrasivo impulsionado por um motor elétrico.

Figura 3.6 – Retificadora de corpos-de-prova cilíndricos de concreto.

Após a regularização dos topos dos CP’s, os mesmos deverão ser rompidos à compressão

em uma data especificada, com as tolerâncias de tempo prescritas na Tabela 3.2.

Tabela 3.2 – Tolerância para a idade de ensaio.

Idade de ensaio Tolerância permitida (horas)

24 horas 0,5

3 dias 2

7 dias 6

28 dias 24

63 dias 36

91 dias 48

Nota: Para outras idades de ensaio, a tolerância deve ser obtida por interpolação.

O carregamento de ensaio sobre o CP deve ser realizado de forma contínua, com velocidade

de (0,45 ± 0,15) MPa/s. O carregamento só deverá ser cessado quando houver uma queda de força

que indique a ruptura do CP.



A resistência à compressão do corpo-de-prova de concreto é calculada através da equação

(3.1):

(3.1)

Onde:

- fc é a resistência à compressão (MPa);

- F é a força máxima alcançada na prensa (N);

- D é o diâmetro do corpo-de-prova (mm).

Uma amassada de concreto terá sua resistência à compressão determinada em uma dada idade

a partir do rompimento de dois corpos-de-prova de concreto moldados da mesma amostra e

rompidos com a mesma idade. A resistência da amassada (exemplar) é dada pelo maior resultado de

resistência individual dentre estes dois CP’s. Em outras palavras, o menor valor dentre os dois CP’s

rompidos é descartado. O conceito de exemplar é definido como elemento de amostra constituído

por dois corpos-de-prova da mesma amassada, moldados no mesmo ato, para cada idade de

rompimento.

Figura 3.7 – Prensa para rompimento à compressão de corpo-de-prova cilíndrico de concreto e

ruptura do concreto (MAGALHÃES, 2009).



Os tipos de ruptura que podem ocorrer em um corpo-de-prova submetido à compressão são

apresentados pela norma NBR 5739, sendo exposto pela Figura 3.8. A verificação do tipo de

rompimento é importante para aferir sobre a qualidade da moldagem dos CP’s. As rupturas dos

tipos F e G, geralmente apresentam dispersões significativas nos resultados de um mesmo

exemplar.

Tipo A – Cônica e cônica afastada 25 mm do

capeamento

Tipo B – Cônica e bipartida e cônica com mais de uma

partição

Tipo C – Colunar com formação

de cone Tipo D – Cônica e cisalhada Tipo E – Cisalhada

Tipo F – Fraturas no topo e/ou na base abaixo do

capeamento

Tipo G – Similar ao tipo F com fraturas próximas

ao topo

Figura 3.7 – Tipos de ruptura dos corpos-de-prova (Adaptado: NBR 5739).



3.2.2 – RESISTÊNCIA À TRAÇÃO

Embora a resistência à tração do concreto não seja a propriedade de melhor desempenho deste

material, sua mensuração faz-se fundamental em algumas situações como quesito de aceitação e de

segurança das estruturas.

Amplamente considerados nos cálculos de pavimentos e pisos industriais de concreto, a

resistência à tração do mesmo vem sendo cada vez mais verificada em ensaios de laboratório e de

campo, garantindo um controle de qualidade mais completo para as construções.

Existem basicamente três métodos de determinação da resistência à tração do concreto,

conforme apresentados a seguir:

a) Resistência à tração direta

O ensaio de tração direta consiste em um mecanismo de fixação que traciona uma peça padrão

de concreto, semelhante aos ensaios de tração de aço destinado a construção. Este tipo de ensaio é

raramente utilizado, principalmente porque os dispositivos de fixação do corpo de prova introduzem

tensões secundárias difíceis de serem mensuradas e cuja influência não pode ser ignorada. A Figura

3.9 apresenta um modelo esquemático do ensaio de tração no concreto.

Figura 3.9 – Esquema de ensaio de tração direta do concreto.

b) Resistência à tração por compressão diametral

A resistência à tração obtida através de compressão diametral é outra forma de medir esta

grandeza. Este método consiste em comprimir um corpo de prova cilíndrico ao longo de duas linhas

axiais diametralmente opostas (Figura 3.10). Este ensaio é amplamente utilizado, visto que não

necessita de grandes adaptações na prensa, e por utilizar as mesmas formas de corpos de prova de

ensaios à compressão.



O ensaio de tração por compressão diametral é conhecido mundialmente como o ensaio

brasileiro, uma vez que o mesmo foi desenvolvido no Brasil, em 1943, pelo professor Fernando

Luiz Lobo Carneiro.

(a)

(b)

Figura 3.10 – Esquema de ensaio de tração direta do concreto (a) e dispositivo adaptador para

rompimento sob compressão diametral em prensa hidráulica(b).

A norma brasileira NBR 7222 – Argamassa e concreto – Determinação da resistência à tração

por compressão diametral em corpos-de-prova cilíndricos – especifica os métodos deste ensaio. A

resistência à tração por compressão diametral é determinada através da equação (3.2):

(3.2)

Onde:

- fc.D é a resistência à tração por compressão diametral, com aproximação de 0,05 MPa;

- F é a carga máxima obtida no ensaio (kN);

- d é o diâmetro do corpo-de-prova (mm);

- L é a altura do corpo-de-prova (mm).

c) Resistência à tração na flexão

O terceiro método de ensaio da resistência à tração do concreto é a chamada determinação da

resistência à tração na flexão. Este método consiste em romper corpos-de-prova prismáticos

moldados de acordo com a norma NBR 5738. A Tabela 3.3 apresenta as condições de moldagem



destes corpos-de-prova em forma de prisma, conforme esta norma. A Figura 3.11 mostra um

exemplo prático da moldagem de CP’s prismáticos de dimensões 15 x 15 x 50 cm.

Tabela 3.3 – Número de camadas para moldagem de corpos de prova (Adaptado: NBR 5738).

Tipo de corpo-

de-prova

Dimensão

básica2 (d)

mm

Número de camadas em função do

tipo de adensamento1

Número de golpes

para adensamento

manual Mecânico Manual

Prismático

100 1 1 75

150 1 2 75

250 2 3 200

450 3 - -

1Para concretos com abatimento superior a 160 mm, a quantidade de camadas deve ser reduzida à metade da

estabelecida. Caso o número de camadas resulte fracionário, arredondar para o inteiro superior mais próximo.

2No caso dos CP’s prismáticos, a dimensão básica é a menor aresta da forma.

Figura 3.11 – Moldagem de corpos-de-prova prismáticos de concreto (MAGALHÃES, 2009).

A norma brasileira NBR 12142 – Concreto – Determinação da resistência à tração na flexão

em corpos-de-prova prismáticos – determina o procedimento de ensaio de tração na flexão. Este

consiste basicamente em aplicar duas cargas linearmente distribuídas nos terços médios de um

prisma, de modo a provocar tração na face inferior do CP. Esta face terá suas fibras tracionadas até

a ruptura do concreto. Devido à forma de aplicação da carga de ruptura no elemento de concreto, o

terço central da peça fica sob ação de flexão pura, não havendo efeitos de esforços cortantes, como

pode ser observado através de diagrama de esforços solicitantes (Figura 3.12).



Figura 3.12 – Diagrama de ensaio de tração na flexão segundo a NBR 12142.

Este é um ensaio amplamente utilizado devido às propriedades importantes que o mesmo

determina. Esta análise é mais comum na execução de pisos industriais de concreto, uma vez que

ela reproduz parte dos esforços principais deste tipo de estrutura. A Figura 3.13 apresenta a

execução do ensaio de tração na flexão e o plano de fratura após a aplicação da carga.

(a)

(b)

Figura 3.13 – Rompimento à tração sob flexão de CP prismático (a) e detalhe do plano de

fratura no concreto (b) (MAGALHÃES, 2009).

A resistência à tração na flexão do concreto (fctM) pode ser determinada de duas formas

distintas. Dependendo do local onde ocorre a ruptura, a norma NBR 12142 estabelece duas



equações para o cálculo da resistência. As equações (3.3) e (3.4) referem-se, respectivamente, a

rupturas ocorridas no terço médio e fora do terço médio da peça.

(3.3)

(3.4)

Onde:

- P é a carga aplicada (N);

- l é a distância entre os cutelos de suporte (mm);

- b e d são a largura e a altura média do CP (mm);

- a representa a distância entre a linha de ruptura e o apoio mais próximo (mm).

3.2.2.1 – RELAÇÃO ENTRE AS RESISTÊNCIAS DO CONCRETO

As metodologias normatizadas e alguns autores estabelecem relações entre as resistências do

concreto, apresentando correlações entre os resultados obtidos por distintos ensaios. Estas equações

são muito úteis em situações nas quais uma das propriedades precisa ser estimada, porém não foi

ensaiada.

A norma brasileira NBR 6118 – Projeto de estruturas de concreto - Procedimento – estabelece

uma correlação direta entre o valor da resistência característica à compressão6 (fck) do concreto e a

sua resistência média à tração (fctM).

(3.5)

A mesma norma NBR 6118 prevê ainda, modelos de relação entre os três tipos de ensaio à

tração do concreto; expressos pelas equações (3.6) e (3.7).

(3.6)

(3.7)

6 Valor de resistência à compressão acima do qual se espera ter 95 % de todos os resultados possíveis de ensaio.



Onde:

- fct é a resistência à tração direta do concreto (MPa);

- fct,sp é a resistência à tração indireta ou por compressão diametral do concreto (MPa);

- fct,f é a resistência à tração na flexão do concreto (MPa).

As equações anteriores mostram claramente que a resistência à tração medida através de

esforço direto apresenta os menores resultados; os maiores valores são os da resistência à tração

medida através da flexão.

3.3 – PERMEABILIDADE E ABSORÇÃO DE ÁGUA

O concreto é um material que, por suas características de constituição, apresenta vazios

(poros) em seu maciço. Dentre os fatores que aumentam esta porosidade podem ser destacados:

a) O fato de ser sempre necessário adicionar mais água do que o indispensável para a

hidratação do cimento para proporcionar trabalhabilidade ao concreto. Esta água em excesso

evapora, deixando vazios.

b) Uma quantidade considerável de ar é incorporada ao concreto durante a mistura, resultando

em vazios.

Uma vez que estes poros formados no interior do concreto estabelecem ligações entre si, este

se torna permeável a água. Não existe um concreto totalmente impermeável, porém o grau de

permeabilidade do mesmo pode ser reduzido de forma a obter um elemento estrutural de maior

qualidade. A permeabilidade é a propriedade que identifica a possibilidade de passagem de água

através do concreto.

Esta permeabilidade provoca diversas manifestações patológicas nas estruturas, uma vez que

a água que penetra no concreto carrega substâncias que podem ser nocivas, sobretudo às armaduras

– no caso de concreto armado ou protendido. A corrosão da armadura é uma das principais causas

de deterioração deste tipo de estrutura. O concreto que envolve a armadura deve servir como um

elemento de proteção a esta, impedindo o ataque de agentes agressivos. Quanto menos permeável

for o concreto maior será a durabilidade da peça.

A norma NBR 10786 – Concreto endurecido – Determinação do coeficiente de

permeabilidade à água – define o método de ensaio da permeabilidade do concreto através da

percolação de água sob pressão.



O método utiliza corpos-de-prova cilíndricos de concreto. Estes CP’s têm seus topos jateados

com jato de areia e suas superfícies laterais recebem uma camada de material de vedação. Este CP é

colocado em uma câmara que deve ser preenchida com água destilada e deve garantir uma perfeita

vedação. Esta câmara é fechada e submetida a uma pressão de ar, sendo verificada a vazão de

entrada do ar de forma contínua (Figura 3.14). Este é um ensaio realizado em um período de,

aproximadamente 500 horas, devendo ocorrer de forma ininterrupta.

Figura 3.14 – Esquema do aparelho de verificação da permeabilidade (NBR 10786).

O coeficiente de permeabilidade é determinado pela equação (3.8):

(3.8)

Onde:

- K é o coeficiente de permeabilidade (cm/s);



- Q é a vazão de entrada (cm³/s);

- L é a altura do corpo-de-prova (cm);

- A é a área da seção transversal do CP (cm²);

- H é a altura da coluna de água correspondente à pressão utilizada (cm).

Outra propriedade importante em relação à porosidade do concreto é a absorção. Define-se

absorção como o processo pelo qual o concreto retém água nos poros e condutos capilares. A

norma NBR 9778 determina os métodos e condições de ensaio desta propriedade do concreto.

Resumidamente: A porosidade do concreto refere-se a quantidade total de vazios existentes

na peça; a absorção é função dos poros que possuem comunicação com as faces externas do

concreto, enquanto que a permeabilidade indica a continuidade entre os vazios.

3.4 – DEFORMAÇÕES

O concreto é um material sólido que apresenta em seu interior vazios (poros) que são

preenchidos por água ou por ar. Nas situações em que o concreto apresenta seus poros totalmente

secos ou totalmente saturados, o concreto se comporta como um sólido comum. Por outro lado

quando estes vazios apresentam-se parcialmente preenchidos por água, surgem tensões capilares

nos poros do concreto que atribuem ao mesmo, deformações distintas das observadas em sólidos

comuns. Este fato faz com que o concreto seja considerado um material pseudo-sólido.

A variação do volume dos concretos são resultados de uma série de situações, dentre as quais

podem ser destacadas:

- variação do volume absoluto dos elementos ativos que se hidratam;

- variação do volume dos poros internos, com água ou ar;

- variação do volume de material sólido inerte (incluindo o cimento hidratado).

Entender o comportamento da variação volumétrica do concreto é de fundamental

importância para evitar as possíveis fissurações que se apresentam como conseqüência deste fato.

Estas fissuras se constituem em ponto frágil da estrutura, permitindo a entrada de agentes agressivos

ao maciço de concreto e, em casos extremos, levar a estrutura ao colapso.

As deformações no concreto podem ser agrupadas em duas classes:



- Causadas por variações das condições do ambiente: variações de umidade e temperatura. Como

exemplo, a retração.

- Causadas por cargas externas: decorrência da aplicação de cargas às estruturas de concreto;

podendo ser deformações imediatas (imediatamente após a aplicação) ou deformações lentas

(fluência – quando ocorrem ao longo do tempo, sob ação de um carregamento externo permanente).

3.4.1 – RETRAÇÃO

A retração caracteriza-se por ser um processo de deformação (redução de volume) causada

por variações das condições do ambiente. Dentre os principais tipos de retração podem ser

destacadas:

Retração autógena: é a deformação medida no concreto em um sistema fechado, não sendo

consideradas entradas ou saídas de substâncias ao mesmo. Caracteriza-se pela redução de volume

absoluto dos elementos ativos do cimento que se hidratam (produtos de hidratação). Em outras

palavras, o volume dos produtos de hidratação é menor do que a soma dos volumes de água e do

cimento que está sendo hidratado. Por vezes, este tipo de retração é chamado de autodessecação.

Retração plástica: é a redução de volume do concreto observada após o concreto fresco ser

colocado nas formas. Trata-se de um assentamento natural do maciço de concreto quando o mesmo

ainda encontra-se no estado plástico. Como resultado desta retração tem-se o desenvolvimento de

fissuras acima dos pontos de obstrução deste assentamento; como, por exemplo, sobre as barras de

aço e os maiores grãos de brita.



Figura 31.5 – Fissuração por retração plástica em concreto fresco (MEHTA e MONTEIRO,

2008).

Dentre os fatores que contribuem para a retração plástica do concreto podem ser destacados: a

exsudação, a perda de água por absorção na sub-base (lastro7), nas formas ou nos agregados

8.

Outras causas importantes são a perda rápida de água por evaporação e o inchamento ou

assentamento das formas.

Retração por secagem (ou hidráulica): e a redução do volume do concreto em decorrência da

perda de umidade (água) do concreto. Esta retração pode ocorrer de forma irreversível ou

reversível. A parte irreversível da retração ocorre na primeira etapa do ciclo de molhagem e

secagem (cura9), conforme pode ser observado na Figura 3.16. A parcela de retração que pode ser

recuperada nos ciclos de molhagem e secagem é denominada reversível e corresponde a uma fração

menor da retração total por secagem.

7 Este fato mostra a importância da realização de um bom lastro de concreto magro como sub-base de fundações. No

caso de pisos industriais de concreto, por exemplo, utilizam-se lonas plásticas para evitar a perda de água por absorção

(pode ser observado na Figura 1.4). 8 Os agregados, sobretudo os graúdos, quando expostos ao sol ou a altas temperaturas apresentam grande potencial de

absorção da água de amassamento. A aspersão de água para redução da temperatura e leve umedecimento dos grãos

tende a reduzir este efeito. 9 Procedimentos realizados para manter as condições favoráveis de umidade e temperatura nas primeiras idades do

concreto de forma a garantir a qualidade do mesmo.



Figura 3.16 – Reversibilidade da retração por secagem (MEHTA e MONTEIRO, 2008).

Retração Térmica: o aumento da temperatura do concreto durante as reações e a baixa

capacidade de dissipação nos grandes maciços, fazem com que ocorra uma forte redução de volume

durante o resfriamento do mesmo. A esta redução de volume dá-se o nome de retração térmica.

3.4.2 – MÓDULO DE ELASTICIDADE

Como fator complementar à importância da resistência do concreto tem-se a deformação

consequente das tensões aplicadas na peça. A relação entre a tensão e a deformação de determinada

estrutura (de concreto ou não) é fundamental no momento de se realizar um projeto estrutural.

O concreto apresenta a propriedade de elasticidade dentro de certos limites de carregamento.

Um material é dito elástico quando as deformações provocadas pela aplicação de uma dada carga

são imediatamente revertidas depois de cessado o carregamento (tensão).

A aplicação de um carregamento axial em corpos-de-prova padrões com incremento de carga

ocorrendo de forma contínua, desde o zero até a ruptura, permite a construção de uma curva tensão-

deformação do material.

O diagrama tensão-deformação exibe, para a maioria dos materiais de construção civil, uma

relação linear na região de comportamento elástico do material. Este fato mostra, por consequência,

que o aumento na tensão aplicada provoca um aumento proporcional na deformação. A equação

(3.9) foi determinada por Robert Hooke em 1676.

(3.9)



Onde:

- σ é a tensão aplicada à peça;

- ɛ é a deformação específica10

do material;

- E representa a constante de proporcionalidade, denominada Módulo de Elasticidade ou Módulo de

Young.

No caso do concreto, a Lei de Hooke se aplica a valores limitados de tensão. Muitos autores

estabelecem esta limitação em 30 % do valor de resistência que leva o concreto à ruptura (fc).

Quando a tensão aplicada ao concreto é superior a 30 % da resistência do concreto, este passa a ter

um comportamento não-elástico, ou seja, parte da deformação provocada pela carga permanece

depois de cessado o carregamento.

A Figura 3.17 mostra a relação tensão-deformação típica do concreto sob tensão crescente.

Pode-se observar que no princípio ocorre um crescimento linear das deformações com o

carregamento. Nesta fase, quando cessada a solicitação, a deformação verificada desaparece –

comportamento elástico. A partir de um determinado momento (tensão de escoamento) o gráfico

passa a não ser mais linear e neste caso, quando cessado o carregamento, parte da deformação

permanece – comportamento não-elástico.

Figura 3.17 – Relação tensão-deformação de material sob regime de tensão crescente

(ABNT/CEB-18).

Geometricamente, o módulo de elasticidade (E)é obtido através da tangente do ângulo que o

trecho linear da curva tensão-deformação forma com o eixo das abscissas (ɛ). No caso do concreto,

10

Quociente entre o alongamento ou encurtamento de determinado material durante o carregamento em relação à

medida inicial da peça.



em que não há linearidade completa na curva tensão-deformação, convencionaram-se dois distintos

tipos de módulo de elasticidade: o módulo de elasticidade inicial (ou tangente inicial) e o módulo de

elasticidade secante.

O módulo de elasticidade secante (ECS) apresenta valores inferiores aos do módulo de

elasticidade inicial (ECI) visto que este considera em sua formulação as deformações permanentes

do regime não-linear do concreto. A norma brasileira NBR 6118 estabelece uma relação para

estimar o módulo de elasticidade inicial (ECI) a partir da resistência característica à compressão (fck):

(3.10)

Para fins de projeto estrutural, o módulo de elasticidade secante (ECS) a NBR 6118 é definido

pela equação (3.11):

(3.11)

A Figura 3.18 apresenta uma curva tensão-deformação com a representação dos módulos de

elasticidade do concreto.

Figura 3.18 – Diagrama tensão-deformação do concreto sob compressão simples (ENGEMAT).

A determinação experimental do módulo de elasticidade do concreto é realizada conforme as

especificações da norma NBR 8522 – Concreto – Determinação dos módulos estáticos de



elasticidade e deformação e da curva tensão-deformação. A Figura 3.19 apresenta o equipamento de

ensaio para a obtenção destas propriedades.

Figura 3.19 – Determinação do módulo de elasticidade do concreto (ABNT/CEB-18).

Dentre os principais fatores que influenciam o valor do módulo de elasticidade do concreto

podem ser destacados o tipo, forma e dosagem dos agregados, o adensamento, a relação

água/cimento e a resistência do concreto, entre outros. A Figura 3.20 apresenta as curvas de tensão-

deformação do concreto em comparação com as curvas obtidas pelo carregamento da pasta de

cimento e dos agregados de forma separada.

Figura 3.20 – Curva tensão-deformação da pasta de cimento, do agregado e do concreto

(NEVILLE, 1997).



REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

Todas as normas técnicas referidas no texto fizeram parte das referências bibliográficas do

presente trabalho.

GOMES, A. de O. Caderno de Aulas Práticas. UFB, 2008.

GIAMMUSSO, S. E. Manual do Concreto, 1ª ed. São Paulo, PINI, 1992.

HELENE, P.; TERZIAN, P. Manual de Dosagem e Controle do Concreto, 1ª ed. São

Paulo, PINI, 1992.

ISAIA, G. C. Concreto – Ensino, Pesquisa e Realizações. Vol. 1 e 2. São Paulo,

IBRACON, 2005.

ISAIA, G. C. Materiais de Construção Civil e Princípios de Ciência e Engenharia de

Materiais. 2ª ed. Vol. 1 e 2. São Paulo, IBRACON, 2010.

ITAMBÉ. Treinamento de mão de obra para construção civil. Curitiba, Cia de Cimento

Itambé, 2008.

MAGALHÃES, F. C. Estudo probabilístico da resistência à compressão e da resistência

à tração na flexão dos concretos utilizados na construção do dique seco do Estaleiro Rio

Grande, no superporto, em Rio Grande - RS. Universidade Federal do Rio Grande, FURG.

Dissertação de Mestrado. Rio Grande, 2009.

MEHTA, P. K.; MONTEIRO P. J. M. Concreto – Microestrutura, Propriedades e

Materiais, 3ª ed. São Paulo, IBRACON, 2008.

MOREIRA, A. R. Apostila de Tecnologia do Concreto. CEFET-PR, 2004.

NEVILLE, A. M. Propriedades do Concreto. Tradução Salvador E. Giamamusso, 2ª ed.

São Paulo, PINI, 1997.

PETRUCCI, E. G. R. Concreto de cimento Portland, 5ª ed. Porto Alegre, Globo, 1978.

TARTUCE, R. Dosagem experimental do concreto, 1ª ed. São Paulo, PINI: IBRACON,

1989.

TARTUCE, R.; GIOVANNETTI, E. Princípios básicos sobre o concreto de cimento

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