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Materiais de Construo Araujo, Rodrigues & Freitas

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5.__________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________

Concreto de Cimento Portland

1. HistricoO concreto , depois da pedra, da argila e da madeira, um dos materiais de construo mais antigos que a humanidade conhece. Os romanos produziam um tipo de concreto com cinza vulcnica (pozolana natural) e cal que permitia a moldagem e a soldagem de peas formadas por grandes blocos de pedra. Pode-se afirmar que sua origem, em tempos mais recentes, remonta ao ano de 1756, quando John Smeaton utilizou pela primeira vez uma argamassa calcinada na construo do farol de Eddystone. Foi somente a partir de 1824, entretanto, com o advento do cimento Portland, que o concreto assumiu um lugar de destaque entre os materiais de construo, graas enorme versatilidade que oferecia comparativamente aos demais produtos, possibilitando a moldagem, com relativa facilidade, das mais diversas formas arquitetnicas. Surgiram, ento, as primeiras especificaes para concreto baseadas no estudo cientfico de seus elementos constitutivos e das suas propriedades fsicas. Em construes rurais o concreto usado nas mais diversas obras. Entre outras, podese citar a execuo de pavimentaes, cochos, bebedouros, mata-burros, pontilhes, cisternas, silos, canaletas, canais, etc. O conhecimento das propriedades e caractersticas do concreto de cimento Portland , portanto, de fundamental importncia para os profissionais de engenharia que atuam em construes no meio rural e devem saber us-lo com segurana, garantindo um produto final de qualidade.

2. DefinioConcreto de Cimento Portland o material resultante da mistura, em determinadas propores, de um aglomerante - cimento Portland - com um agregado mido - geralmente areia lavada - , um agregado grado - geralmente brita - e gua. Pode-se ainda, se necessrio, usar aditivos. A gua e o cimento, quando misturados, desenvolvem um processo denominado hidratao e formam uma pasta que adere as partculas dos agregados. Nas primeiras horas aps o preparo possvel dar a essa mistura o formato desejado. Algumas horas depois ela

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endurece e, com o passar dos dias, adquire grande resistncia mecnica, convertendo-se num material monoltico dotado das mesmas caractersticas de uma rocha. A resistncia do concreto depende destes trs fatores bsicos: resistncia do agregado; resistncia da pasta; resistncia da ligao entre a pasta e o agregado. Entretanto, para conseguir-se um conjunto monoltico e resistente, indispensvel produzir corretamente o concreto. A produo do concreto consta de uma srie de operaes executadas e controladas de forma a obter-se, a partir dos materiais componentes, um concreto que depois de endurecido resista aos esforos derivados das mais diversas condies de carregamento a que possa ser submetido, bem como apresente caractersticas de durabilidade. As operaes necessrias obteno de um concreto so: dosagem ou quantificao dos materiais; mistura dos materiais; transporte at o local da obra; lanamento, ou seja, colocao do concreto no seu local definitivo (normalmente em uma forma); adensamento, que consiste em tornar a massa do concreto a mais densa possvel, eliminando os vazios; cura, ou seja, os cuidados a serem tomados a fim de evitar a perda de gua pelo concreto nos primeiros dias de idade. A obteno de um concreto de boa qualidade depende de todas essas operaes. Se qualquer delas for mal executada, causar problemas ao concreto. No h como compensar as falhas em uma das operaes com cuidados especiais em outra. Quando o concreto dosado de acordo com certos princpios bsicos, que sero estudados posteriormente, apresenta, alm da resistncia, as vantagens de baixo custo, facilidade de execuo, durabilidade e economia. Para tanto necessrio, inicialmente, conhecer as caractersticas que o concreto endurecido deve possuir, para depois, a partir dos materiais disponveis, obter o concreto pretendido, mediante o proporcionamento correto da mistura e o uso adequado dos processos de fabricao. O concreto fresco representa uma fase transitria, porm de enorme influncia nas caractersticas do concreto endurecido.

3. Propriedades do Concreto

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Para efeito de suas propriedades, o concreto deve ento ser analisado nestas duas condies: fresco e endurecido. O concreto fresco assim considerado at o momento em que tem incio a pega do aglomerante. O concreto endurecido o material que se obtm pela mistura dos componentes, aps o fim da pega do aglomerante. 3.1. Propriedades do Concreto Fresco Para o concreto fresco, as propriedades desejveis so as que asseguram a obteno de uma mistura fcil de transportar, lanar e adensar, sem segregao. As principais propriedades do concreto, quando fresco, so: consistncia plasticidade poder de reteno de gua trabalhabilidade

3.1.1. Consistncia Consistncia o maior ou menor grau de fluidez da mistura fresca, relacionando-se portanto, com a mobilidade da massa. O principal fator que influi na consistncia , sem dvida, o teor gua/materiais secos (A%). Teor de gua/materiais secos , pois, a relao entre o peso da gua e o peso dos materiais secos multiplicada por 100. A% = Pag x100 Pc + Pm

onde: Pag = peso da gua Pc = peso do cimento Pm = peso do agregado mido + agregado grado Em funo de sua consistncia, o concreto classificado em: seco ou mido - quando a relao gua/materiais secos baixa, entre 6 e 8%; plstico - quando a relao gua/materiais secos maior que 8 e menor que 11%; fluido - quando a relao gua/materiais secos alta, entre 11 e 14%.

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Um concreto de consistncia plstica pode oferecer, segundo o grau de sua mobilidade, maior ou menor facilidade para ser moldado e deslizar entre os ferros da armadura, sem que ocorra separao de seus componentes. So os mais usados nas obras em geral. A natureza da obra, o espaamento entre as paredes das formas e a distribuio da armadura no seu interior impem que a consistncia do concreto seja adequada. Fixada a resistncia, mediante o estabelecimento de determinado valor para a relao gua/cimento, resta assegurar mistura uma consistncia compatvel com a natureza da obra. O processo de determinao de consistncia mais utilizado no Brasil, devido simplicidade e facilidade com que executado na obra, o ensaio de abatimento conhecido como Slump Test. O equipamento para medio consta de um tronco de cone - Cone de Abrams - com as medidas apresentadas na Figura 7.

FIGURA 7 - Cone de Abrams. Na elaborao do ensaio, o cone deve ser molhado internamente e colocado sobre uma chapa metlica, tambm molhada. Uma vez assentado firmemente sobre a chapa, enche-se o cone com concreto em trs camadas de igual altura. Cada uma dessas camadas socada com 25 golpes, com uma barra de ferro de 5/8 (16 mm). Terminada a operao, retira-se o cone verticalmente e mede-se o abatimento da amostra conforme ilustrado na Figura 8.

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FIGURA 8 - Esquema do Slump Test. Segundo a NBR 6118, a consistncia do concreto deve estar de acordo com as dimenses da pea a ser concretada, com a distribuio da armadura no seu interior e com os processos de lanamento e adensamento utilizados. As Tabelas 8 e 9 fornecem indicaes teis sobre os resultados do Slump Test. TABELA 8 - Abatimento recomendado para diferentes tipos de obras. Tipo de obra Bloco sobre estaca e sapata Viga e parede armada Pilar de edifcio Laje macia e nervurada Abatimento em cm Mximo Mnimo 8 10 10 8 2 2 2 2

TABELA 9 - ndices de consistncia do concreto em funo de diferentes tipos de obras e condies de adensamento. ConsistnciaExtremamente seca (terra mida) Muito seca Seca Rija Plstica (mdia) mida Fluida

Abatimento (cm)0 0 0a2 2a5 5 a 12 12 a 20 20 a 25

Tipo de obraPr-fabricao Grandes massas; pavimentao Estruturas de concreto armado ou protendido Estruturas correntes Estruturas correntes Estruturas correntes sem grandes responsabilidades Concreto inadequado para qualquer uso

Tipo de adensamentoCondies especiais de adensamento Vibrao muito enrgica Vibrao enrgica Vibrao normal Adensamento manual Adensamento manual -

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3.1.2. Plasticidade Plasticidade a propriedade do concreto fresco identificada pela facilidade com que este moldado sem se romper. Depende fundamentalmente da consistncia e do grau de coeso entre os componentes do concreto. Quando no h coeso os elementos se separam, isto , ocorre a segregao. Segregao a separao dos gros do agregado da pasta de cimento. Pode ocorrer durante o transporte, durante o lanamento - em conseqncia de movimentos bruscos -, durante o adensamento - por vibrao excessiva -, ou pela ao da gravidade, quando os gros grados, mais pesados do que os demais, tendem a assentar no fundo das formas. medida que as paredes das formas vo-se aproximando e a armadura se torna mais densa, maior deve ser o grau de plasticidade da mistura, a fim de evitar o perigo de que apaream vazios na pea depois de concretada. Neste caso seria altamente desfavorvel obter a consistncia desejada aumentando-se simplesmente a quantidade de gua, pois essa prtica diminuiria significativamente a resistncia do concreto, a qual para ser compensada exigiria o emprego de mais cimento. Quanto s dimenses dos agregados, observa-se que os midos exercem influncia preponderante sobre a plasticidade do concreto, por possurem elevada rea especfica. Dessa forma, qualquer alterao do seu teor na mistura provocar modificaes significativas no consumo de gua e, conseqentemente, no de cimento. Como o cimento o material de

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