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Manual do Processo de Fabricação de CA50S, CA25 e CA60 Nervurado

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Page 1: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Manual do Processo de Fabricação de CA50S, CA25 e CA60 Nervurado

Page 2: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Introdução

A segurança de uma edificação está diretamente ligada à qualidade dos produtos utilizados e à sua correta aplicação pela mão de obra contratada.Uma das formas de auxiliar o usuário a obter esta segurança é com a divulgação de normas técnicas sobre a especificação desses produtos e os cuidados principais exigidosna manipulação dos mesmos.O objetivo da ArcelorMittal é dar este auxílio através da divulgação das etapas principais de produção do aço, desde a matéria prima até o produto final, o trabalho dos laboratórios químico e ensaios mecânicos, onde são realizados os ensaios para acompanhamento da produção e liberação do produto. Estes vão garantir o atendimento às exigências das Normas.Também são tratadas aqui as características principais da Norma NBR 7480 – Aço destinado a armaduras para estruturas de concreto armado – especificação, e que especifica os aços de categoria CA25, CA50 e CA60.

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Índice

Especificações

Matéria primaAciariaLaminaçãoCA50 SoldávelTrefilaçãoSistema de gestãoEspecificações e CaracterísticasMassa linearCaracterísticas mecânicas / Ensaio de traçãoCaracterísticas mecânicas /DobramentoNervuras, entalhes e GravaçãoEmendasRastreabilidadeCorrosão x Oxidação

• ABNTNBR7480–Açodestinadoaarmadurasparaestruturasdoconcretoarmadoeespecificação.

• ABNTNBR6118–Projetodeobrasdeconcretoarmado–Procedimento

• ABNTNBR14931–Execuçãodeobrasdeconcretoarmado–Procedimento

Page 4: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Matéria prima

Existem vários tipos de matérias –primas disponíveis para a fabricação do aço. Todavia, devido ao seu menor custo,

maior disponibilidade, e por ser reciclável, o que fortalece os aspectos de sustentabilidade e responsabilidade

sócio-ambiental, a matéria-prima básica para a produção de barras e fios de aço para a armadura de concreto

é a sucata de aço. Esta sucata, rigorosamente selecionada, é constituida por retalhos de chapas metálicas,

cavacos de usinagem, latarias de carros usados, peças de ferro de equipamentos em desuso, e outros.

A utilização de sucata gera um produto final de melhor desempenho na construção civil. Os elementos químicos

residuais normalmente existentes em maior porcentagem na sucata, tais como níquel, cromo, estanho, entre

outros, fazem com que se obtenham materiais com características mecânicas mais altas quando comparados

com aços provenientes da matéria prima de minério de ferro.

A sucata recebida é separada e inspecionada por tipo (pesada, leve, cavaco de aço, cavaco de ferro, chaparia)

e armazenada em locais específicos. A sucata é devidamente preparada para utilização, sendo que as de menor

densidade são enviadas para prensagem, aumentando,assim, seu peso específico e melhorando o rendimento

energético do forno elétrico de fusão. Também pode ocorrer nos casos de sucata leve o seu processamento

onde é triturada e limpa através de um equipamento conhecido como shredder (triturador). Outras matérias

primas utilizadas durante o processo são:

- Ferro gusa, que é um produto siderúrgico obtido através da redução do minério de ferro, tem a função de

adicionar carbono, ferro e silício ao produto. O carbono e o silício são importantes fontes de energia para o

processo, através de sua oxidação gerada após o sopro de oxigênio.

- Ferroligas: (ferro manganês, ferro silício-manganês , ferro silício etc.) utilizados para ajuste da composição

química do aço e conferir as caracterísitcas mecânicas necessárias.

-Cal: atua como escorificante, retendo as impurezas do metal e formando a escória, também atuando no forno

contra ataques químicos.

- Oxigênio: utilizado para reduzir o teor de carbono do aço e diminuir o tempo de fusão, sendo esta uma fonte

de calor para o processo.

Em todo o mundo o processo de fabricação de aços para a construção civil é similar. Esta similaridade é referente a:

- Processos de fabricação

-Matérias Primas utilizadas (sucata, gusa e outros)

-Equipamentos de Aciaria, Laminação e Trefilação.

Page 5: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Aciaria

Visão geral da Aciaria

A transformação da sucata em aço, na forma de tarugos prontos para laminar, é feita na Aciaria onde estão

localizados os equipamentos: Forno Elétrico e/ou Panela e Máquina de Linguotamento Contínuo. O forno elétrico

responde pela transformação das matérias-primas em aço líquido e o linguotamento contínuo por transformar

aço líquido em tarugos, também denominados de palanquilhas ou billets.

A primeirta etapa de fabricação é o carregamento do forno. Sucata, gusa e outras matérias-primas são colocadas

em grandes recipientes denominados cestões. Deve ser destacado que no caso do ferro gusa, o material pode ser

sólido ou líquido. No caso de gusa líquido as usinas que possuem alto-forno processam minério de ferro, carvão

vegetal e demais fundentes obtendo o gusa líquido que será adicionado no forno elétrico.

A Proporção dos materiais carregados está indicada no processo de fabricação para cada tipo de aço a ser

fabricado. O carregamento é realizado através da abertura da abóboda do forno, com movimento no sentido

horizontal, e da abertura inferior do cestão. É nesta estapa que é gerado o número da corrida que acompanhará o

produto até o término de fabricação, cujo número serve para a sua rastreabilidade.

Page 6: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Eletrodos

Abóboda

Panela de Aço

Panela de Escória

Metal Líquido

Aciaria

Alto Forno

Forno Elétrico

Page 7: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Aciaria

Forno Panela

Terminada a operação de carregamento, a abóboda é fechada e o forno ligado. Os eletrodos de grafite, ligados à

energia elétrica, são abaixados e se aproximam da sucata. Através da passagem de corrente elétrica é formado

um arco elétrico que gera energia térmica e funde a sucata e os outros materiais. A temperatura do aço líquido

atinge o valor aproximado de 1.600ºC. Após a fusão é feito um primeiro acerto na composição química. O aço

líquido é vazado para uma panela e enviado ao Forno Panela, equipamento este utilizado para homogeneizar

temperatura e composição química do aço líquido e eliminar impurezas.

No Forno Panela são retiradas amostras e enviadas ao laboratório químico para análise. A amostra tem sua superfície

lixada para torna-la plana, e é colocada em um Espectrômetro Óptico de Emissão.Este aparelho, conectado a um

computador,analisa a amostra e determina a composição química simultânea de, no mínimo,

14 elementos. Do recebimento de cada amostra até a saída do resultado final da análise são gastos 3 minutos em

média. Através de meio eletrônico o laboratório notifica os resultados da análise para o forno, onde os técnicos

processam os ajustes necessários na composição química. Novas amostras podem ser enviadas para análise

química até a obtenção de produto que obedeça as especificações estabelecidas.

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Aciaria

Lingotamento contínuo

O aço líquido pronto é transferido para a etapa final do processo da aciaria, que é o linguotamento contínuo, onde

são produzidos os tarugos, barras de aço com seção quadrada e comprimento de acordo com a sua utilização.

A panela de aço líquido é içada sobre lingotamento e em seguida é aberta a válvula existente em sua parte inferior

para a transferência do material que será distribuido nas lingoteiras de seção quadrada dos veios de lingotamento.

As lingoteiras são de cobre e refrigeradas externamente com água. Nelas ocorrem o ínicio do processo de

solidificação do aço, através da formação de uma fina casca sólida na superfície do material.

Após a passagem pela lingoteira existe a câmara de refrigeração, onde é feita a aspersão de água diretamente

sobre a superfície sólida e ainda rubra do material, auxiliando a solidificação do mesmo até o núcleo.

Page 9: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Aciaria

Durante a solidificação do material um mecanismo que trabalha com movimento de oscilação injeta óleo nas

paredes internas da lingoteira, fazendo com que o material solidificado não cole nas paredes e siga até o rolo

extrator. A seguir o material é cortado em comprimento de acordo com as necessidades da laminação, dando

origem aos tarugos. O corte é feito por tesouras ou por maçarico. Após o corte os tarugos seguem para o leito

de resfriamento. No leito de resfriamento os tarugos passam por inspeção, para verificação dimensional (arestas,

romboidade, tortuosidade) e defeitos superficiais (trincas, bolhas etc.)

Após aprovação os tarugos são identificados com o número da corrida e armazenados, de forma a impedir mistura

ou enfornados a quente na laminação para aproveitamento de sua temperatura.

Resumo simplificado – Processo Aciaria

ALto Forno FORNO ELÉTRICO A ARCO FORNO PANELA LINGOTAMENTO CONTÍNUO

Principais matérias-primas

Principais equipamentos da Aciaria

• Sucata• Gusa• Ligas

• Tarugos de Seção QuadradaProduto final

Page 10: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Laminação

Introdução

Fluxo - Laminação a Quente

Tarugos provenientes da aciaria devidamente identificados e rastreados, são reaquecidos 1000 a 1200 ºC através

do forno de reaquecimento da laminação

Em seguida são conformados através de cilindros ou discos de laminação, até a obtenção do perfil, bitola e

dimensão desejada

Os produtos finais da laminação a quente são: barras retas (feixes) ou rolos (bobinas), com a superfície nervurada ou lisa

Page 11: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Para a fabricação do CA 25 e CA 50S os tarugos são colocados no forno de reaquecimento e aquecidos a uma

temperatura de aproximadamente 1.200ºC . No interior do forno de reaquecimento um êmbolo empurrador

os direciona através da boca de entrada para dentro do forno. Fornos com soleira caminhante também são

utilizados para movimentar os tarugos durante a operação.

No caminho em direção em à boca de saída, os tarugos recebem calor dos queimadores. O tempo de permanência

dentro do forno varia de 30 minutos a 1 hora, dependendo do tarugo ter sido enfornado a quente ou a frio.

Ao atingirem a boca de saída, um êmbolo lateral empurra o tarugo aquecido para fora do forno e uma calha

transportadora o direciona ao laminador.

O processo de laminação é dividido em três etapas: desbaste, preparação ou intermediário e acabamento.

Os tarugos entram no trem desbastador onde são conformados, sucessivamente, entre cilindros, sofrendo

redução em sua seção, com o consequente aumento de comprimento. Do desbaste o tarugo segue para o trem

preparador intermediário.No trem preparador intermediário, novos desbastes são realizados e o tarugo começa

a adquirir o formato de barra laminada.

No trem acabador que é dada a forma final da barra laminada. No último passe, ao passar pela pressão de dois

cilindros, a barra recebe a marcação das nervuras e as gravações da bitola nominal e do nome “Belgo 50 S”, dando

origem ao CA50. Para o CA25, no último passe é dado o acabamento liso na barra e o controle de ovalização.

A laminação pode dar origem a produtos em barras e em rolos. As barras são cortadas por uma tesoura ou

seguem para uma bobinadora para formação dos rolos.

Os rolos podem ser comercializados neste formato, ou destinados às endireitadeiras, ou indústrias para cortar

e dobrar, onde são transformados em barras retas que são posteriormente comercializadas em feixes retos ou

dobrados. No caso de barras de aço, estas seguem para o leito de resfriamento, onde perdem o calor naturalmente,

em contato com o ar do ambiente.

Laminação

Page 12: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Laminação

Principio de laminação à quente

Page 13: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Laminação

Durante todo o processamento do material são executados controles para verificar as medidas do produto nos

passes intermediários, e retirada de amostras para a verificação do peso por metro (massa linear), diâmetro,

medidas de nervuras e ausência de defeitos superficiais, tais como risco de laminação, dobras e esfoliações.

Amostras identificadas com o número de corrida ou ordem de fabricação são coletadas a cada 30 toneladas de

produção e enviadas ao laboratório para ensaios de liberação.

Após a produção os materiais são acondicionados em feixes ou rolos, identificados com etiquetas, e seguem para

as áreas de armazenamento onde ficam aguardando liberação para expedição.

No laboratório de Ensaios Mecânicos as amostras são ensaiadas segundo normas e especificações do produto.

São verificados: conformação superficial das barras, ou seja, tamanho das nervuras, distância entre elas e altura.

Em seguida os corpos de prova são medidos e pesados para a verificação da massa linear. Nestes corpos de

prova são realizados ainda ensaios mecânicos em máquina universal de tração para determinação das tensões de

escoamento, de ruptura, do alongamento e verificação da dutilidade através do ensaio de dobramento.

Os resultados são analisados e, se aprovados, liberados no sistema informatizado que irá gerar o “Certificado de

Qualidade”, onde constam os valores obtidos nos ensaios, o que é mais um fator para confiança e garantia do

produto ArcelorMittal para o consumidor. Este mesmo sistema informatizado aciona o sistema de expedição,

informando que o material foi aprovado e pode ser enviado aos nossos clientes.

No carregamento um coletor ótico faz a leitura do código de barras da etiqueta e verifica se o feixe ou rolo está

disponível para expedição. Só é dada sequência ao processo de carregamento se o material estiver devidamente

testado e aprovado, do contrário não é possível gerar a nota fiscal e seu respectivo “Certificado de Qualidade”.

Controle de qualidade

Page 14: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Laminação

Resumo simplificado laminação a quente

Matérias-primas• Tarugos • Barras lisas ou nervuradas

• Rolos lisos ou nervurados

Produto final

Page 15: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

CA50 Soldável

Este informe tem como objetivo esclarecer as principais características do processo de fabricação do vergalhão

CA50 S, e especificar os controles internos que garantem a característica de soldabilidade do material.

O padrão técnico do produto especifica a composição química do aço a ser produzido na siderúrgica. O processo

da aciaira e o laboratório químico monitoram os elementos que podem influenciar a soldabilidade, tais como:

• Carbono (%C.);

• Manganês (%Mn.);

• Silício (%Si.);

• Fósforo (%P.);

• Enxofre (%S.);

• Carbono Equivalente (% Ce) (1*),

• entre outros residuais

As normas relacionadas abaixo especificam o produto e estabelecem critérios para a aplicação na obra.

As barras e fios de aço para a construção civil são certificados obrigatóriamente por uma portaria INMETRO.

Essa certificação é compulsória estabelecida pela portaria INMETRO n° 073, de 17 de março de 2010 do

ministério de desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior – MDCI. No caso da ArcelorMittal os produtos com

a marca Belgo CA50, CA60 e CA25 são certificados pela ABNT.

ABNT NBR 7480:2007: Aço destinado a armaduras para estruturas de concreto armado – Especificação

ABNT NBR 6118:2003: Projeto estruturas de concreto – Procedimento

ABNT NBR 14931:2003: Execução de estruturas de concreto armado - Procedimento

O processo de laminação a quente das barras Belgo 50S, também é diferenciado acerca de seu tratamento

térmico quando comparado com o CA50 convencional. Após o último passe de laminação, a barra é resfriada

através de água de alta pressão. Neste momento é utilizado um sistema de refrigeração controlada conhecida

como resfriamento controlado de barras.

Elemento %C %Si %Mn %P %S %Ce (1*)

Especificação 0,35 0,50 1,50 0,050 0,050 0,55 (máximo valor admitido)

Tabela 1 - Valores de especificação NBR 8965

(1*) Ce = C + Mn + Cr +V + Mo + Cu + Ni

6 5 15

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CA50 Soldável

Através do sistema de resfriamento controlado das barras, a temperatura superficial do material reduz bruscamente

gerando o endurecimento da região superficial, também conhecida como camada refrigerada.

O núcleo do vergalhão representado abaixo permanece ainda quente após o resfriamento com água, e este calor

reaquece a camada superficial, promovendo o seu revenimento conforme indicado nos desenhos esquemáticos.

Figura 1 - Fluxo do processo de fabricação

Figura 2 - Princípio do sistema de tratamento térmico

Page 17: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

CA50 Soldável

O produto final é o vergalhão Belgo 50S (soldável), com alto patamar de escoamento e resistência e o núcleo

suportando dobramentos com alta velocidade

Figura 4 - Representação das estruturas.

Camada refrigerada

apresentando martensita

revenida (excelente

resistência mecânica)

Núcleo apresentando

Ferrita - Perlita fina em

sua microestrutura (alta

ductilidade ou capacidade

de dobramento.

Figura 3 – Representação do corte transversal

Figura 5 - Gravação da barra soldável

Page 18: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

CA50 Soldável

É fundamental verificar a presença do “S” na gravação na barra, a fim de confirmar sua característica de

soldabilidade. A etiqueta de identificação do material que firma a sua rastreabilidade, também apresenta a letra S

após o BELGO 50 e a logomarca do selo de conformidade ABNT/INMETRO.

COMPLEMENTOS:

1 – O produto pode ser emendado com solda, apresentando as seguintes vantagens

- soldável, sem necessidade de pré ou pós-aquecimento da barra

- alta capacidade de dobramento (pinos mais severos e altas velocidades).

- altos valores de alongamento mesmo para altos valores de escoamento.

2- Referência Normativa: ABNT NBR 6118:2003

- de topo, por caldeamento, para bitola D 10,00 mm

- de topo, por eletrodo, para bitola D 20,00 mm

- por traspasse com pelo menos 2 cordões de solda longitudinais, cada um deles com comprimento não inferior

a 5 D, afastados no mínimo 5 D.

- com outras barras justapostas, com cordões de solda longitudinais, devendo cada cordão ter o comprimento

de pelo menos 5 D.

Figura 6 – Indicações de aplicação Emendas Soldadas

Page 19: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

CA50 Soldável

3 – Solda de posicionamento destina à armadura pré-montada (substituição do arame recozido)

também pode ser aplicada com os devidos cuidados.

O processo de fabricação na aciaria e o controle de processo para a produção do Belgo 50 S é diferenciado.

Vale destacar que no laboratório químico são monitorados os elementos químicos que podem influenciar a

soldabilidade, tais como: Carbono (%C.); Manganês (%Mn.); Silício (%Si.); Fósforo (%P.); Enxofre (%S.);

Carbono Equivalente (% Ce) (1*), entre outros.

No processo de laminação após o último passe de conformação, a barra é resfriada através de água

à alta pressão. Neste momento é utilizado um sistema de refrigeração controlada conhecida como

RCB - Resfriamento Controlado de Barras (Thermex ou Tempcore).

- Obs.: no caso do CA60 e CA25 a composição química destes aços atende plenamente os requisitos de

soldabilidade. Logo são considerados aços soldáveis sem a necessidade de tratamento térmico utilizado no

processo do CA50-S.

- IMPORTANTE

Hoje conforme ABNT NBR 14931:2003 a solda em vergalhões na obra somente poderá ser executada se os aços

(metais base) forem soldáveis.

Page 20: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

CA50 Soldável

Processo de resfriamento da superfície do material (têmpera), criando a camada martensítica.

Logo após este resfriamento inicia-se uma segunda fase do processo que é o revenimento do material, ou seja, o calor

do núcleo que não foi resfriado, equaliza a temperatura de toda a seção transversal da barra (alívio de tensões)

Definição:

Tratamento términco das barras

Expectometria

Page 21: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

CA50 Soldável

Elemento % C % Si % Mn % P % S % Ce (1*)

Especificação

Máximo

0,35 0,50 1,50 0,050 0,050 0,55

Tabela CQ – Valores de especificação NBR 8965:1985. Poderá ocorrer variação sempre em conformidade com

a especificação preconizada da norma.

Categoria Limite de escoamento

kgf/mm² (MPa)

Limite de

resistência MPa

Alongamento

em 10 Φ (%)

CA-50 50 (500) 1,08 x L.E. 8

O valor 1,08 é chamados de relação elástica (LR/LE)

Tabela PM – Valores mínimos exigidos pela norma de especificação NBR 7480:2007. Poderá ocorrer variação

sempre em conformidade com a especificação preconizada da norma.

Categoria Diâmetro do pino utilizado no laboratório

Bitola ≤ 20mm Bitola > 20mm

CA-50 3 x Φ 6 x Φ

TTabela DOB – Especificação NBR 7480:2007

(1*) Ce = C + Mn + Cr +V + Mo + Cu + Ni

6 5 15

Composição química, propriedades mecânicase dobramento

Page 22: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

CA50 Soldável

Metalografia

Page 23: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

CA50 Soldável - A solda na Construção Civil

Soldagem Estrutural

- Para emendas com solda conforme NBR 6118:2003; há transmissão de esforços

- Resistência 540 MPa (min.) e alongamento 2% (min.).

Aspecto Macrografico e Micrografico das Emendas Estrurais

Page 24: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

CA50 Soldável - A solda na Construção Civil

Page 25: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

CA50 Soldável - A solda na Construção Civil

Soldagem Não Estrutural (posicionamento)

- Para substituir amarração convencional com recozido; visa unir elementos da armadura sem

transmitir esforços (NBR 14931:2003)

- Características conforme NBR 7480:2007

Aspecto Macrografico e Micrografico das Emendas de Posicionamento

Page 26: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

CA50 Soldável - A solda na Construção Civil

Armaduras soldadas

Page 27: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Trefilação

Introdução

O Fio máquina, obtido através de laminação a quente, é deformado a frio no processo conhecido como trefilação ou

laminação a frio. Durante o processo este material sofre alterações em sua microestrutura, fenômeno este conhecido

como encruamento de grãos. Esta alteração influi na resistência do material elevando suas propriedades mecânicas,

e reduzindo de maneira controlada, o alongamento e a ductilidade.

Matérias-primas• Fio-máquina • Fios lisos ou nervurados

(barras ou rolos)

Produto final

Page 28: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Deformação na trefilação

Page 29: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Fluxo dos transformados

Para a fabricação de CA60 o processo utilizado pode ser o de Trefilação ou a Laminação a Frio. Em ambos os processos

são obtidos produtos de mesmas propriedades mecânicas.

A matéria prima utilizada para este processo é um fio-máquina em rolo obtido por laminação a quente, conforme as

etapas citadas anteriomente.Este material é liso e tem baixo teor de carbono.

O rolo de fio máquina é colocado em um desenrolador e puxado por uma de suas pontas, sofrendo uma redução de

diâmetro através da passagem por fieiras, no caso da Trefilação, ou através de roletes, no caso da laminação a frio.

A redução total poderá ser feita através da passagem por duas, três ou mais fieiras de diâmetros diferentes, ou através

da passagem por dois, três ou mais conjuntos de roletes.

Após todas as reduções necessárias, o material, no seu diâmetro final, passa por um sistema de roletes entalhadores

para a agravação dos entalhes superficiais, conforme exigido por norma. Na saída deste equipamento há um sistema

formador de rolos, os quais são posteriormente amarrados.

Este produto pode ser comercializado em rolos, em barras retas ou dobradas, ou em “spiders”, sendo estes últimos

normalmente destinados às indústrias. Durante o processo de fabricação são coletadas amostras do material que,

levadas ao Laboratório Físico, tem suas propriedades Mecânicas (limite de escoamento, limite de resistência e

alongamento) verificados. Todo o processo de controle da qualidade do produto, identificação, expedição e emissão do

Certificado de Qualidade é similar ao dos produtos CA25 e CA50 citados anteriormente.

Outro ponto acompanhado durante a produção é o desgaste das fieiras, pois à medida que esta se desgasta o

material fica com um diâmetro maior e ocorre aumento de massa linear, o que exige atenção, pois este é um dos itens

especificados na norma do produto. Toda vez que é trocada uma fieira é feita a verificação da massa linear para o

atendimento aos valores da norma.

Page 30: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Esquema de Trefilação

Entalhador

Barra Trefilada

Page 31: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Como faz a ArcelorMittal Longos Brasilpara produzir aço seguro e sustentável?

O Aço é um produto diferenciado quando se fala sobre sustentabilidade, pois pode ser completamente reaproveitado e

reciclado infinitamente, sem perder suas características, o que economiza recursos naturais, diminui a poluição do ar e

gera oportunidades para milhares de trabalhadores e empresas.

O processo siderúrgico é um importante reciclador, sendo que as usinas na rota semi-integrada (mini-mills) utilizam

um volume significativo de sucata metálica para a produção de aços. O percentual de material classificado como

pós-consumo (reciclados) pode chegar a valores superiores a 70% em unidades do Grupo ArcelorMittal. São pontos

de destaque: O processo de recirculação de água na fabricação, além de outras medidas como: prevenção de ruído,

material particulado e ações para mitigar possíveis impactos socioambientais.

A produção de um aço seguro fundamenta-se no planejamento e execução de um processo adequado de fabricação.

Pontos de controle estabelecidos ao longo das etapas produtivas, conseguem nos dar a certeza de que o produto final

atende os parâmetros técnicos constituídos nas normas do produto com menores perdas e desvios possíveis.

Em adição a este controle rígido, para dar maior confiança e transparência aos nossos clientes, procuramos certificar

nossos produtos e sistemas, submetendo-os às auditorias por meio do organismo de certificação externos. Estes são

os casos dos certificados das séries ISO9001(qualidade), ISO 14001(meio ambiente), OHSAS 18001(segurança &

saúde), SA 8000 (responsabilidade social) e certificação de produtos, onde amostras do material são enviadas para

laboratórios acreditados pelo Inmetro, para que possa ser feita uma verificação da sua conformidade (por exemplo,

telas eletrosoldadas, armaduras treliçadas, barras para construção e cantoneiras para torres).

Há uma tendência global dos consumidores na aquisição de produtos e serviços associados ao respeito socioambiental,

a ArcelorMittal adota isso como uma premissa. Dentro dessa filosofia desenvolve soluções em aço seguro e sustentável

voltados para o pronto uso nas construções alavancando os sistemas construtivos inovadores. Permitindo assim, o

atendimento aos prazos cada vez mais arrojados das obras, redução de custo e racionalização dos canteiros e indústrias.

A comprovação destes esforços estão em seus produtos com certificações especiais como por exemplo; rótulo

ecológico, produtos com qualidade assegurada como certificações compulsórias e voluntárias e principalmente

processos inovadores como: Armaduras Prontas Soldadas, Aço Cortado e Dobrado, produtos transformados como

Telas Soldadas, Armaduras Treliçadas, Colunas e Sapatas Prontas, Aços Especiais para Sistemas de Suspensão, Fixadores,

Cabos, entre outros...

Certificações como Leed - Leadership in Energy & Environmental Design e rotulagem ambiental (Ecolabelling), hoje

são uma realidade na construção brasileira e a ArcelorMittal vem dando sua contribuição nas certificações de seus

produtos. A ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas – Concedeu a ArcelorMittal o selo ecológico que atesta

a qualidade ambiental dos produtos longos, sendo a primeira produtora de aço a obter este reconhecimento no Brasil.

Page 32: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Sistema Integrado de gestão - SIG

Soldagem Não Estrutural (posicionamento)

- Para substituir amarração convencional com recozido; visa unir elementos da armadura sem

transmitir esforços (NBR 14931:03)

- Características conforme NBR 7480:07

Selo ABNT

Responsabilidade Social

Normas Compulsórias

e Voluntáriasde Conformidade

dos Produtos

SIG

Qualidade

Meio Ambiente

Segurança e Saúde Ocupacional

SA 8000:2008

ISO 9001:2008OHSAS 18001:2007

ISO 14001:2004

Page 33: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Certificação voluntária

SA 8000:2008ISO 14001:2004

ISO 9001:2008 OHSAS 18001:2007

Page 34: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Certificação voluntária

Mercado Interno

Mercado Externo

Para o mercado externo, outros países são ou podem ser atendidos conforme as respectivas normas.

Page 35: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Rótulo Ecológico ABNT

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), concedeu, em outubro/2011, à ArcelorMittal o primeiro rótulo

ecológico a uma siderúrgica

Essa importante certificação reforça o compromisso de oferecer o mercado produtos e serviços sustentáveis para

a realização de construções verdes (green building)

Certificação voluntária

Page 36: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Sistema Integrado de gestão - SIG

O que é certificação compulsória?

Devem obrigatoriamente ser aprovados pelo Sistema Brasileiro de Avaliação da Conformidade – SBAC,

caracterizado pelo INMETRO, através de um Organismo de Certificação de Produto – OCP.

SBAC - Sistema Brasileiro de Avaliação da Conformidade

Page 37: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Mercado Interno

Compulsória

Mercado Externo

Certificação compulsória

Page 38: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Processo de Certificação

Page 39: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Processo de Certificação

Page 40: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Processo de Certificação

Page 41: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Especificações e características

A norma que regulamenta e especifica a produção de Barras e Fios de aço é a ABNT NBR 7480 – Aço Destinado a

Armaduras do concreto armado versão 2007. Antes de entrarmos nessas especificações de normas, é importante que

sejam feitas algumas observações:

Qual a diferença entre Aço e Ferro?

A principal diferença entro o Aço e o Ferro é o teor de carbono, ou seja, o Aço possui um teor de Carbono inferior a

2,14%, enquanto o Ferro possui um teor de Carbono de 2,14 à 6,7%. Como as barras e fios destinados a Armaduras

para o Concreto Armado (CA25, CA50 e CA60) possuem, normalmente, um teor de Carbono entre 0,08% e 0,50%, a

denominação técnica correta a utilizar é Aço. É claro que o termo “ferro” é tão popular que todos entendem e aceitam

quando o usamos.

O que são barras e fios? Qual a principal diferença entre ambos?

Na norma, barras são produtos obtidos por Laminação a Quente. Portanto, CA25 e CA50 são denominados BARRAS.

Os fios são produtos obtidos por Trefilação ou Laminação a frio. Todo o CA60 é denominado FIO.

O que significa CA na denominação CA50?

O termo CA é uma abreviatura de Concreto Armado.

O que é CA50 A e CA50 B?

A versão da NBR 7480 de 1996 eliminou as classes A e B constantes da versão 1985. Portanto, atualmente, além de

tecnicamente incorreto não faz sentido classificar um vergalhão por classe.

Antes das revisões das classes A e B já causavam polêmica, pois alguns técnicos defendiam erroneamente que o material

sem escoamento nítido era obrigatoriamente classe B e material com escoamento nítido era classe A. Na verdade, na

norma, a separação em classes era definida pelo processo de fabricação das barras ou fios; para processo a quente

(laminação a quente) o produto era denominado classe A e para o processo a frio (laminação a frio ou laminação) era

classe B.

Poderia ocorrer de um material classe A ter composição química e características mecânicas mais altas e, portanto, um

escoamento não-nítido e mesmo assim, em termos de norma, o material obter classificação de classe A.

Na versão de 1996 a separação em classes foi eliminada e todo o material do tipo barras, caso do CA25 e CA50, deve

ser fabricado obrigatoriamente por laminação a quente, e todo o fio, caso do CA60, deve ser fabricado por trefilação

ou processo equivalente (estiramento ou laminação a frio).

As principais características das barras e fios de aço definidas em norma e tratadas aqui são:

• Massa linear / Bitolas

• Propriedades mecânicas

• Dobramento

• Nervuras e entalhes

• Comprimento

• Marcação nas barras e fio

• Embalagem

• Amostragem

Page 42: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Amostragem

Page 43: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Massa linear

Também denominada no mercado como peso linear, representa a massa que uma determinada barra ou fio possui em

um metro de comprimento. A massa nominal está diretamente relacionada ao diâmetro nominal ou bitola do material.

Um primeiro ponto a destacar é que a determinação da bitola CA25, CA50 e CA60 não pode ser feita através da

medição direta, utilizando paquímetro ou micrômetro, conforme costumávamos ver em algumas obras.

Quando utilizam este procedimento incorreto, as pessoas têm dúvida de onde medir: na alma da barra? na cabeça

da nervura? medir os dois e tirar a média?

Na realidade, a verificação correta da bitola é feita através da pesagem de um metro da barra ou fio e a comparação do

valor obtido com os especificados na norma NBR7480. A tabela B1 da NBR7480 indica a massa linear nominal em Kg/m

para cada bitola e produto as tolerâncias admissíveis. A massa nominal foi estabelecida como a massa obtida por um

metro de barra ou fio sem nervuras, entalhes e diâmetro igual ao da bitola que se quer calcular. Como existem variações

em qualquer processo de fabricação, a norma também estabelece as tolerâncias em relação a esta massa nominal.

Para facilitar a verificação da bitola na obra ou depósito, a norma exige que o diâmetro nominal esteja gravado em

relevo nas barras de CA50, conforme a ilustração mostrada abaixo:

Apresentamos na página seguinte as tabelas de massa linear e suas tolerâncias, bem como os valores nominais de

perímetro e área da seção para cada diâmetro do CA25, CA50 e CA60.

Page 44: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Determinação da Bitola

Para conferência do feixe é incorreto realizar a contagem das barras, pois o mesmo é comercializado por peso e não por unidade.

Page 45: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Massa linear

Bitola (mm) Massa Nominal

(Kg/m)

Máxima variação

permitida para

massa nominal (%)

Massa nominal

mínima (kg/m)

Massa nominal

máxima (kg/m)

6,3 0,245 ± 7% 0,228 0,262

8,0 0,395 ± 7% 0,367 0,423

10,0 0,617 ± 6% 0,580 0,654

12,5 0,963 ± 6% 0,905 1,021

16,0 1,578 ± 5% 1,499 1,657

20,0 2,466 ± 5% 2,343 2,589

22,0 2,984 ± 4% 2,865 3,103

25,0 3,853 ± 4% 3,699 4,007

32,0 6,313 ± 4% 6,060 6,566

40,0 9,865 ± 4% 9,470 10,260

Bitola (mm) Massa Nominal

(Kg/m)

Máxima variação

permitida para

massa nominal (%)

Massa nominal

mínima (kg/m)

Massa nominal

máxima (kg/m)

2,4 0,036 ± 6% 0,034 0,038

3,4 0,071 ± 6% 0,067 0,075

3,8 0,089 ± 6% 0,084 0,094

4,2 0,109 ± 6% 0,102 0,116

4,6 0,130 ± 6% 0,122 0,138

5,0 0,154 ± 6% 0,145 0,163

5,5 0,187 ± 6% 0,176 0,198

6,0 0,222 ± 6% 0,209 0,235

6,4 0,253 ± 6% 0,238 0,268

7,0 0,302 ± 6% 0,284 0,320

8,0 0,395 ± 6% 0,371 0,419

9,5 0,558 ± 6% 0,525 0,591

10,0 0,617 ± 6% 0,580 0,654

ABNT NBR 7480:2007 – TABELA B.1

Tabela Determinação dos diâmetros das barras CA 25 e CA 50

Tabela Determinação dos diâmetros dos fios CA 60

ABNT NBR 7480:2007 – TABELA B.2

Page 46: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Determinação das bitolas

É muito importante a verificação da bitola da barra ou fio, pois se esta estiver com valores da massa linear abaixo do

previsto na norma, sua área de seção será diminuída, em consequência a resistência mecânica pode ficar comprometida.

Observa-se na tabela que os diâmetros nominais são todos padronizados pela NBR 7480 em milímetros, mas, apesar

disso, grande parte do mercado utiliza sua denominação em polegadas.

A correlação entre o diâmetro normatizado em milímetros e a denominação usual no mercado é mostrada a seguir:

Diâmetro (mm) Nominal Norma 6,3 8 10 12,5 16 20 25 32

Usual em polegada ¼ 5/16 3/8 ½ 5/8 ¾ 1 1,1/4

Page 47: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Características Mecânicas Ensaio de Tração

A separação dos aços nas categorias CA25, CA50 e CA60 é feita através de suas características mecânicas obtidas

no ensaio de tração. Neste ensaio são determinados: Resistência Característica de Escoamento, Limite de Resistência e

Alongamento, os quais devem atender aos valores padronizados na tabela B.3 da NBR 7480.

Resistência característica de escoamento é uma das propriedades mais importantes das barras e fios de aço

destinados a armaduras de concreto. Do ponto de vista estrutural, limite de escoamento é a carga de trabalho

que a barra ou fio deve suportar. O escoamento é a tensão a partir da qual o material passa a sofrer deformações

permanentes, ou seja, até este valor de tensão, se interrompermos o tracionamento da amostra, esta voltará

a seu tamanho inicial, não apresentando nenhum tipo de deformação permanente. A forma mais didática de

entendermos o que é o escoamento é pensar no produto como se fosse uma mola e imaginar a aplicação de uma

pequena carga na mesma. Ao se retirar a carga verificamos que a mola volta ao tamanho inicial, ou seja, a mola

está em uma fase elástica. Se repetirmos esta operação sucessivamente, aumentando-se a carga ligeiramente em

cada uma das operações, verificamos que a partir de uma determinada carga, a mola não mais voltará ao tamanho

inicial e apresentará uma deformação permanente. Este ponto em que se inicia a deformação permanente é

denominado de escoamento.

Categoria Limite de escoamento

kgf/mm² Mpa

Limite de

resistência MPa

Alongamento em

10 Φ (%)

CA-25 25 (250) 1,20 x L.E. 18

CA-50 50 (500) 1,08 x L.E. 8

CA-60 60 (600) 1,05 x L.E. 5

VALORES MÍNIMOS EXIGIDOS PELA ABNT NBR 7480 TABELA B.3

Determinação da categoria / Tabela para determinação da categoria de aços

Page 48: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Características Mecânicas Ensaio de Tração

GRÁFICO TENSÃO VS. DEFORMAÇÃO - LIMITES DE ESCOAMENTO E RESISTÊNCIA

Page 49: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Características Mecânicas Ensaio de Tração

O engenheiro ou arquiteto utiliza o escoamento da barra para cálculo de dimensionamento da estrutura, pois é até

este ponto que a barra suporta cargas e sobrecargas, retornando à sua condição inicial sem deformação permanente.

Ultrapassando este ponto, a armação fica fragilizada e a estrutura comprometida. Como pode ser observado, os valores

de escoamento definem a categoria dos aços, ou seja, 50kgf/mm² ou 500 Mpa para o CA50, 60kgf/mm² ou 600 Mpa

para o CA60, 25kgf/mm² ou 250Mpa para o CA25.

Neste ponto o principal questionamento é sobre o significado de 50kgf/mm². Se tomarmos uma barra, cortarmos a

mesma no sentido transversal e desenharmos quadrados de 1 por 1 milímetro em sua seção, 50kgf/mm² significa

que cada um dos quadrados de 1mm² suporta ser tracionado com 50 kgf sem apresentar deformação permanente.

O mesmo significado vale para os aços de 25 e 60 kgf/mm² de escoamento.

O valor do escoamento independe do diâmetro nominal do material, mas quanto maior a bitola da barra e,

consequentemente, a sua área, maior será a carga de tracionamento suportada pela barra.

Limite de resistência é a tensão máxima suportada pelo material e no qual ele se rompe, ou seja, é o ponto máximo

de resistência das barras. Como pode haver alguma confusão, convém esclarecer que carga é um valor, em kgf por

exemplo, obtido pela leitura direta no visor da máquina de tração, e tensão é o valor determinado pela relação entre a

carga e a área de seção da amostra, dada em kgf/mm² , por exemplo.

O QUE SIGNIFICA 50 KGF/MM² (OU 500 MPA)

Page 50: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Características Mecânicas Ensaio de Tração

ENSAIO DE TRAÇÃO – LIMITE DE ESCOAMENTO, RESISTÊNCIA, ALONGAMENTO E R/E

Page 51: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Características Mecânicas Ensaio de Tração

Alguns aços, normalmente o CA60, apresentam um gráfico com o patamar de escoamento não definido e a

determinação do mesmo deve ser feita calculando-se a partir de deformação de 0,2% parcial ou 0,5% total.

Alongamento é o percentual que o aço se alonga. Isto é, se estica quando submetido a uma carga que ultrapasse

o seu limite de escoamento. A determinação do alongamento é feita pela comparação entre o valor marcado no

corpo de prova antes do ensaio, denominado comprimento inicial L0, e este mesmo valor obtido após a ruptura

do corpo de prova, denominado de comprimento final L1. Para os materiais especificados pela NBR 7480 o

comprimento inicial utilizado é de 10 vezes o diâmetro nominal. Por exemplo, se o material ensaiado é um 10 mm

o L0 será de 100mm. No caso de um 12,5mm o L0 será de 125mm.

Page 52: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Características Mecânicas Dobramento

Neste ensaio um corpo de prova do material é submetido a um dobramento de 180º em pino de diâmetro

padronizado, sendo considerado aprovado quando não apresenta quebra ou fissura na região dobrada.

Este ensaio tenta reproduzir as condições em que os materiais serão utilizados nas obras.

Os diâmetros dos pinos exigidos pelo ensaio são indicados na tabela B4 da NBR 7480 e são:

Categoria Diâmetro do pino

Bitola ≤ 20mm Bitola > 20mm

CA-25 2 x Φ 4 x ΦCA-50 3 x Φ 6 x ΦCA-60 5 x Φ -

Determinação do alongamento

Determinação do pino para dobramento.ABNT NBR 7480 - TABELA B4

Page 53: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Dobramento - Como é feito?

Características Mecânicas Dobramento

Page 54: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

É importante observar que este é o dobramento realizado nos laboratórios das siderúrgicas para acompanhamento

de produção de CA25, CA50 e CA60 e liberação do produto para expedição. É o mesmo ensaio utilizado pelos

laboratórios externos para liberação do produto nas obras.

Como é realizado o dobramento em obra?

Quando da execução de armaduras nas obras, a utilização da Norma NBR 7480 e os pinos anteriormente citados

não é correta, já que ela só é aplicada para liberação do produto nos laboratórios das usinas ou no controle

tecnológico de obras. Então, neste caso devemos adotar como referência as recomendações de outra Norma que

é a NBR 6118 – Projeto de estruturas do concreto armado – Procedimento e NBR 14 931 Execução de estruturas

de concreto – Procedimento da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) onde são determinadas as

condições a obedecer no projeto, na execução e no controle de obras de concreto armado.

Bitola a dobrar (mm)

Tipo de aço

CA-25 CA-50 CA-60

Φ < 20 4 Φ 5 Φ 6 ΦΦ ≥ 20 5 Φ 8 Φ -

NBR 6118Diâmetro mínimo do pino por categoria

Características Mecânicas Dobramento

Page 55: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Pode ser observado que as condições de dobramento da NBR 7480 são mais rígidas do que na NBR 6118 / NBR

14931 dando uma maior segurança ao usuário na utilização.

Alguns fatores interferem para que as condições de liberação da NBR 7480 sejam mais severas que as de aplicação.

São eles:

- Nos laboratórios de ensaio a temperatura ambiente é melhor controlada;

- A aplicação da força de dobramento é constante e homogênea durante todo o processo;

- Os pinos suportes da máquina de dobramento do laboratório têm giro livre, impedindo o travamento da barra.

O dobramento das barras, inclusive ganchos, deve ser feito respeitando os diâmetros internos de curvatura

da tabela 1.

As barras de aço devem ser sempre dobradas a frio.

As barras não devem ser dobradas junto ás emendas por solda, observando-se uma distância mínima de 10 Φ

Bitola

mm

Tipo de aço

CA-25 CA-50 CA-60

Φ ≤ 10 3 Φ 3 Φ 3 Φ10 < Φ <20 4 Φ 5 Φ -

Φ ≥ 20 5 Φ 8 Φ -

NBR 14931 - PaRâmetRos PiNos de doBRameNto - taBela 1

Características Mecânicas Dobramento

Page 56: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Características Mecânicas Dobramento

Pinossuportes

Diametrodo pino

Sentido do dobramento

Diâmetro da barra (Φ)(Bitola)

O dobramento em obra é realizado em uma mesa de dobra, normalmente uma bancada de madeira conforme

mostra este desenho esquemático:

Page 57: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Pinos de suportes: Servem de apoio quando se faz força para dobrar a barra, e impedem que a mesma escape da mesa.

Diâmetro da barra: é a bitola da barra que está sendo dobrada.

Pino: é o ponto onde se faz o dobramento da barra. O diâmetro interno da dobra será aproximadamente igual ao

diâmetro do pino. É bom lembrar que sempre que se fala em pino de dobramento estamos nos referindo a este

e não ao pino de suporte.

Seta: indica o sentido em que se faz força para dobrar a barra.

Em algumas obras são utilizados, indevidamente, pinos de 10 mm (3/8”) ou 12,5 mm (1/2”) para dobrar todos

os diâmetros e barras. Em outras dobram-se em pinos do mesmo diâmetro da barra a ser dobrada, e em outras

é utilizada qualquer medida de pino, preocupando-se apenas com a quebra da barra durante a execução do

dobramento.

Quais cuidados devem ser observados durante o dobramento do material na obra?

Os pinos suporte (ver esquema) devem permitir que o material a ser dobrado trabalhe livre, evitando que estes

travem a barra. Estes pinos também não devem ser muito finos em relação à bitola do aço a ser dobrado pois,

como as nervuras do CA50 são altas, estas podem “agarrar” nos pinos suportes e travar ao fazer o dobramento.

Como a barra não desliza acabamos “rasgando” a mesma e provocando quebra ou apodrecimento de trincas

ou fissuras. Isto acontece mesmo quando é utilizado pino de dobramento correto, pois este é um problema do

processo de dobramento e não do vergalhão utilizado. Não existe nenhuma indicação de norma que determine o

diâmetro do pino suporte. Temos que nos basear na observação do trabalho e na experiência pessoal.

O pino de dobramento deverá possuir o diâmetro especificado por norma para que haja uma melhor distribuição

do esforço de dobramento do material, evitando-se sempre a utilização de cantoneira e pregos.

O que pode ocorrer se estes cuidados não forem observados?

O dobramento em condições mais agressivas pode fragilizar o material na região da dobra, em virtude,

principalmente, do apodrecimento de pequenas trincas ou fissuras nas bases das nervuras, o que diminui a área

resistente da barra. Neste caso a barra não quebra e apresenta somente uma fissura ou trinca não detectada

durante a operação de dobramento.

Uma barra nestas condições pode não suportar uma sobrecarga acidental na estrutura.

Características Mecânicas Dobramento

Page 58: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Dobra de vergalhão

Bancadas

Veja como escolher os pinos de apoio para executar corretamente o serviço, evitando causar trincas e fissuras

nas barras de aço.

Para cortar e dobrar vergalhões de aço em canteiro, é preciso seguir as recomendações da NBR 6118:2007 –

Projeto de estruturas de concreto e da NBR 14.931:2004 – Execução de estruturas de concreto.

No entanto, o especialista de produtos da ArcelorMittal Aços Longos, Antonio Paulo Pereira filho, afirma que os

erros mais recorrentes referem-se ao uso de pinos inadequados à bitola das barras.

Nas usinas, o material é submetido a avaliação com dobramento de 160 graus, de acordo com a tabela de

dobramento definida por norma. Depois do dobramento, o aço passa por inspeção para verificar se apresenta

trincas ou fissuras. “Essa tabela é um pouco mais rigorosa do que a norma de projeto e execução, usada ao

comprar barras lisas”, conta Pereira.

Confira agora as melhores práticas e o que compromete o desempenho do material quando dobrado em canteiro:

As bancadas usadas em canteiro podem ser de madeira, mas esta que

apresenta problema no dispositivo que auxilia a dobra. Geralmente eles são

montados em uma placa pequena em aço e pregados na bancada. Com isso,

não permitem a troca de pinos para executar dobramento de barras com

bitolas diferentes, conforme exige a NBR 6118:2007

Essas bancadas geralmente são encontradas em indústrias, embora possam

ser usadas também no canteiro. Elas permitem a adequação do diâmetro do

pino de dobramento conforme as barras e fios.

Page 59: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Dobra de vergalhão

Chaves

Pinos de dobramento

É corriqueiro ver as chaves adaptadas para puxar o vergalhão durante a

dobra, com canos com a ponta amassada. Isso aumenta o risco de dobrar a

barra no ponto errado, comprometendo seu uso.

O uso de dispositivos inadequados resulta no uso de pinos de dobramento

com diâmetro incompatíveis às exigências da norma de projetos de estrutura

em concreto. Os dispositivos errados mais utilizados são pregos mais grossos,

cantoneiras e até vergalhões em aço. Mesmo pinos de dobramento podem

ter diâmetros inadequados às bitolas das barras que serão dobradas. Com

isso, podem causar, além de fissuras, quebras ou trincas que podem afetar o

desempenho do aço no concreto.

O correto é usar chaves de dobra, disponíveis no mercado em medidas

correspondentes á bitola de cada vergalhão e que permitem a dobra na

posição correta, conforme projeto.

Segundo a NBR 6.118, para aço CA 25 com bitolas menores ou iguais a

10 mm, o pino de dobramento deve ser três vezes maior que a bitola. Para

bitolas entre 10mm e 20mm, o pino deve ser quatro vezes maior e, para

bitolas maiores que 20mm, pinos cinco vezes maior. O pino de dobramento

exigido por essa norma é maior do que a exigida pela norma do produto, a

NBR 7.480. Isso porque na usina o produto passa por solicitação mais severa

do que no canteiro, o que aumenta a segurança quanto às solicitações de obra. Para o aço CA 50 com bitolas

menores ou iguais a 10mm, o pino de dobramento deve ser três vezes maior que a bitola. Já para o CA 60, o

diâmetro o pino de dobramento deve ser três vezes maior.

Page 60: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Dobra de vergalhão

Pinos de apoio

Os pinos que servem de apoio à barra durante o dobramento podem representar risco

principalmente a vergalhões nervurados, como o CA 50 e o CA 60. Essas nervuras, se

deformadas, amassadas ou avariadas, podem prejudicar a aderência do aço ao concreto.

Além disso, se o material ficar enroscado nos pinos de apoio, forçando o dobramento na

bancada, há risco elevado de o material sofrer tração e apresentar fissuras, trincas ou

ruptura. Em bancadas inadequadas, os pinos de apoio geralmente são adaptadas com pregos

ou vergalhões, sem espaçamento correto.

Esses pinos devem ter espaçamento maior entre eles,

permitindo o deslocamento da barra durante o dobramento.

Além disso não é recomendado o uso de pregos ou vergalhões.

O melhor mecanismo sugerido nesse caso são roletes que

permitam o deslizamento da barra ou do fio durante a dobra,

evitando travamento nos pinos de suporte.

Page 61: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Marcação CA50 - CA60 - CA25

Deve ser identificado através de marcas de laminação em relevo, indicando de forma legível:

• Nome e/ou a marca do produtor;

• Categoria do material;

• Respectivo diâmetro.

Deve ser identificado através de marcas em relevo, indicando:

• Categoria do material;

• Respectivo diâmetro;

• No caso de fios lisos e/ou entalhados, a identificação do produtor pode ser feita através de marcas

em relevo ou por etiqueta.

Deve ser identificado através de etiquetas:

• Deve ter superfície obrigatoriamente lisa, desprovida de quaisquer tipos de nervuras ou entalhes.

Page 62: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Exemplo de identificação nas barras CA-25

Page 63: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Marcação nas barras CA-50

Page 64: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Exemplo de marcação nos fios CA-60

Page 65: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Nervuras, Entalhes e Gravação

A norma exige que toda barra nervurada, no nosso caso CA50, em todas as bitolas, apresentem marcas

de laminação em relevo identificando o produtor, a categoria do material e seu respectivo diâmetro nominal.

Na ArcelorMittal utilizamos BELGO 50S conforme mostrado a seguir:

No caso de CA25 a identificação é feita na etiqueta do produto. Para o CA60 é obrigatório a categoria do aço

e diâmetro, para promover maior segurança ao consumidor, a ArcelorMittal ainda utiliza a gravação Belgo 60

permitindo a identificação.

A função das nervuras ou entalhes é impedir o giro da barra dentro do concreto e proporcionar a aderência da barra

com o concreto, permitindo a atuação conjunta aço/concreto quando a estrutura for submetida a uma carga.

As barras de aço destinadas a armaduras de diâmetro nominal maior ou igual a 10 mm devem atender ao coeficiente

de conformação superficial, (η) também denominado aderência, de 1,5 mínimo conforme estabelecido na norma.

Para CA25, de diâmetro nominal maior ou igual a 10 mm, e para todos os demais diâmetros e categorias, o coeficiente

de aderência estabelicido na norma é de 1,0 mínimo. A aderência é o grau com que a barra ou fio adere ao concreto

e está diretamente relacionada às dimensões das nervuras ou entalhes existentes na superficie do produto.

O ensaio de aderência é de execução demorada; o corpo de prova é constituido pela barra de aço aplicada no concreto,

e após 28 dias de cura ocorre o ensaio. Devido a esta demora a norma admite considerar a aderência, conforme

especificada desde que sejam atendidas as exigências de configuração geométrica da NBR 7480, que são:

- Os eixos das nervuras transversais ou oblíquos devem formar, com a direção do eixo da barra, um ângulo entre

45° e 75°.

- As barras devem ter pelo menos duas nervuras longitudinais contínuas e diametralmente opostas, exceto no caso

em que nervuras transversais estejam dispostas de forma a se oporem ao giro da barra dentro do concreto;

- Para diâmetros nominais maiores ou iguais a 10,0mm, a altura média das nervuras transversais ou oblíquas deve

ser igual ou superior a 4% do diâmetro nominal, e para diâmetros nominais inferiores a 10,0 mm, deve ser igual

ou superior a 2% do diâmetro nominal;

- O espaçamento médio das nervuras transversais ou oblíquas, medido ao longo de uma mesma geratriz, deve

estar entre 50% e 80% do diâmetro nominal

- As nervuras devem abranger pelo menos 85% do perímetro nominal da seção tranversal da barra.

Page 66: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Nervuras, Entalhes e Gravação

Características e funções

Page 67: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Nervuras, Entalhes e Gravação

Características e funções

Page 68: Manual - Processo de Fabricação CA 50 e CA 60

Emendas Mecânicas

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Fornecedores no Brasil

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Emendas - outras soluções

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Rastreabilidade

Conceito

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Etiquetas

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Certificados de qualidade

Exemplos

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Embalagens

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Comprimento

Comprimento padrão e tolerância de fornecimento das Barras e Fios retos.

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Corrosão x Oxidação

Para determinar se um determinado aço para construção civil exposto ao tempo pode ser utilizado na obra

mantendo suas características iniciais, gostaria de expor inicialmente 2 conceitos sobre Oxidação e Corrosão:

A diferença entre Oxidação e Corrosão é o fato da segunda se tratar de um processo de decomposição, ou seja, o

material passa a desplacar ou escamar (“soltar pedaços”), gerando uma perda de seção comprometendo a aplicação.

Oxidação:

O processo de Oxidação é uma reação natural do material que se dá pelo contato com o O2 do ar e/ou H2O.

A primeira etapa do contato com o Oxigênio é a formação de uma camada cinza denominada “carepa”. A medida

que o material perde esta camada (através do processo de dobramento, endireitamento, exposição a intempéries,

etc.), ocorre uma nova reação que forma uma camada marrom avermelhado, denominada “oxidação” ou “ferrugem”.

A oxidação não compromete a aplicação do material (ver justificativa técnica / referência normativa - Anexo A).

No caso de material já aplicado na obra, pode ser inspecionado o nível da Oxidação e caso não seja evidenciado

ponto de corrosão ou perda de seção, a integridade do produto está garantida.

Anexo

Referência Normativa: ABNT NBR 7480:2007 - “Barras e Fios de Aço destinados para Armaduras de Concreto Armado”

“4.3 Defeitos

As barras e os fios de aço destinados a armaduras de concreto armado devem ser isentos de defeitos prejudiciais,

tais como: esfoliação (escamas), corrosão, manchas de óleo, redução de seção e fissuras transversais.

Uma oxidação do produto pode ser admitida quando for superficial, sem comprometimento de sua conformação

geométrica. Em caso de dúvida quanto à gravidade dos defeitos observados, o material deve ser submetido a

ensaios para a comprovação de suas propriedades. NOTA O grau de oxidação permitido é caracterizado quando

após sua remoção com um tecido grosseiro ou escova qualquer, não fiquem evidências de corrosão.”

1.a.) Exemplo de barras apresentando oxidação

Nota: aplicação não comprometida.

1.b.) Exemplo de barra apresentando corrosão

Nota: aplicação comprometida.

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