UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA

FACULDADE DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

ANGELA VIANA PEREIRA

RELATÓRIO DA PRÁTICA DE LABORATÓRIO:

AÇO PARA CONCRETO ARMADO

BRASÍLIA

ABRIL DE 2015

ANGELA VIANA PEREIRA

RELATÓRIO DA PRÁTICA DE LABORATÓRIO: AÇO PARA CONCRETO ARMADO

Relatório técnico apresentado para critério de avaliação da disciplina de Materiais da Construção do curso de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de Brasília

Profª Drª Valdirene Maria Silva Capuzzo

Brasília,

Abril, 2015

RESUMO

Esse relatório tem o objetivo de registrar as atividades realizadas em laboratório relacionadas ao tópico “Aço para concreto armado ”, conduzidas pela profª drª Valdirene Maria Silva Capuzzo. Foram realizados ensaios de tração (com e sem extensômetro) e de dobramento com barras de aço no intuito de conhecer e comprovar características do material aprendidos em sala de aula. Os ensaios seguiram o procedimento estabelecido pelas normas NBR 7480/07 (Aço destinado a armaduras para estruturas de concreto armado - Especificação), NBR 6153/88 (Produto metálico – ensaio de dobramento semiguiado – método de ensaio) e NBR ISO 6892-1/13 ( Materiais metálicos — Ensaio de Tração Parte 1: Método de ensaio à temperatura ambiente).

SUMÁRIO

1. Introdução .....................................................................……… 52. Desenvolvimento .....................................................................……… 62.1 Ensaio de tração de corpo de prova de aço sem extensômetro

.....................................................................……… 6

2.1.1Objetivo .....................................................................……… 62.1.2 Aparelhagem e instrumentação

.....................................................................……… 6

2.1.3 Procedimentos experimentais

.....................................................................……… 6

2.1.4 Resultados .....................................................................……… 62.2 Ensaio de dobramento .....................................................................……… 62.2.1 Objetivo .....................................................................……… 62.2.2 Aparelhagem e instrumentação

.....................................................................……… 6

2.2.3 Procedimentos experimentais

.....................................................................……… 7

2.2.4 Resultados .....................................................................……… 72.3 Ensaio de tração de corpo de prova de aço com extensômetro

.....................................................................……… 7

2.3.1 Objetivo .....................................................................……… 72.3.2 Aparelhagem e instrumentação

.....................................................................……… 7

2.3.2 Procedimentos experimentais

.....................................................................……… 7

2.3.4 Resultados .....................................................................……… 83. Conclusões .....................................................................……… 9Referências .....................................................................……… 10Anexo A .....................................................................……… 11

1. INTRODUÇÃO

O aço é uma liga de ferro com baixo teor de carbono (0,03 % a 2,00 %). Pode ser fabricado a partir de laminação a quente ou deformação a frio, sendo que as propriedades do material dependem do tipo de fabricação, do teor de carbono e do tratamento posterior aplicado.

Em concreto armado, o aço é utilizado principalmente na forma de fios e barras. É comum seu uso para resistir aos esforços de tração, visto que a resistência à tração do concreto é baixa. Também é utilizado nos estribos que combatem o cisalhamento e amarram a estrutura, em pilares e também em vigas duplamente armadas para auxiliar o concreto na resistência à compressão.

Os aços utilizados nas estruturas de concreto armado possuem nomenclatura composta pela sigla CA (concreto armado) seguida da tensão de escoamento mínima do aço em questão em kgf/mm².

No Brasil, os aços utilizados são o aço CA-25, aço CA-50 e aço CA-60. O CA-25 é empregado em barras de bitolas grandes e é o mais ductil dos três. O CA-50 é o mais utilizado, sendo as barras dessa categoria obtidas a partir de laminação a quente. O aço CA-60 geralmente é utilizado para bitolas menores, empregados na fabricação de estribos e na armação de lajes. As barras utilizadas geralmente são comercializadas com comprimentos entre 10 e 12 metros.

Com auxílio da base teórica obtida em sala de aula, o relatório tem como objetivo descrever os experimentos realizados em laboratório para fins de estudo de propriedades mecânicas do material que são necessárias para a correta compreensão e especificação do material na construção civil.

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2. DESENVOLVIMENTO

2.1 Ensaio de tração em corpo de prova de aço sem extensômetro

2.1.1 Objetivo

Calcular o alongamento experimentado por uma barra de aço após o ensaio de tração sem o extensômetro.

2.1.2 Aparelhagem e instrumentação

Balança e paquímetro.

2.1.3 Procedimentos experimentais

O corpo de prova utilizado foi uma barra aço CA-50 identificada como da marca Belgo categoria 50 S. A barra foi marcada de 10 em 10mm antes do ensaio à tração. Em seguida foi pesada e o seu comprimento foi medido. Com base nesses valores foram calculados a sua área e o seu diâmetro efetivo. Também foi determinado o seu comprimento inicial (Lo) usando-se Lo= 10 x ϕ da barra.

Durante o ensaio à tração foram anotados os valores das cargas de ruptura e de escoamento, e na sequência calculou-se as respectivas tensões com uso da área da seção. Após o ensaio, calculou-se o alongamento da barra em porcentagem, utilizando a fórmula

Lf= Lf−LoLo

X 100.

2.1.4 Resultados

O Af foi igual a 20,5% (ver anexo A ).

2.2 Ensaio de dobramento

2.2.1 Objetivo

Averiguar a resistência do fio ou barra de aço ao dobramento.

2.2.2 Aparelhagem e instrumentação

Apoio e cutelo. De acordo com as características do corpo de prova utilizado, a NBR 7480 determina que o diâmetro do cutelo para esse ensaio tem de ser igual a 3ϕ do corpo de prova, ou seja, 37.5 mm.

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2.2.3 Procedimentos experimentais

O corpo de prova é constituído por uma barra de aço CA-50 de bitola 12.5 mm da marca Belgo, categoria 50 S (equivalente à utilizada no ensaio de tração sem extensômetro).

O procedimento de ensaio consiste em colocar o corpo de prova no aparelho entre dois apoios afastados e aplicar, por meio de um cutelo, uma força de flexão no centro até ser atingido o ângulo de dobramento de 180º.

2.2.4 Resultados

O corpo de prova não rompeu nem apresentou trincas ou fissuras na superfície externa e na região da dobra.

2.3 Ensaio de tração em corpo de prova de aço com extensômetro

2.3.1 Objetivo

Verificar a variação da tensão e da deformação de uma barra de aço submetida a esforço de tração axial até a sua ruptura.

2.3.2 Aparelhagem e instrumentação

Maquina universal de ensaio à tração e extensômetro.

2.3.3 Procedimentos experimentais

Foi utilizada uma barra equivalente à do ensaio de tração sem extensômetro (aço CA-50 e diâmetro de 12,5 mm). A base de medição do extensômetro (Lo) foi de 50mm.

O extensômetro foi fixado ao corpo de prova e ambos foram colocados na máquina universal de ensaio de tração. A barra foi devidamente presa em suas extremidades para que a solicitação acontecesse da forma mais axial possível.

O carregamento foi aplicado e anotou-se a medida indicada pelo extensômetro a cada 3000N (ver anexo A).

Em seguida, calculou-se a tensão utilizando cada carregamento experimentado ( tensão = carga/área) e a deformação percentual para

cada medida do extensômetro (ε=∆ LLoX 100 ).

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2.3.4 Resultados

Com os valores de tensão e de deformação encontrados desenhou-se o gráfico Tensão x Deformação, a partir do qual é possível afirmar que:

A carga de escoamento é 69000 N.

A carga de ruptura é 88000 N.

A tensão de escoamento é 554,21 Mpa.

A tensão de ruptura é 706,82 Mpa.

O material possui patamar de escoamento e apresenta comportamento dúctil.

σ ( N/mm²)

0 1 2 3 4 5 60

100200300400500600700800 Tensão x Deformação

ε (%)

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3. CONCLUSÕES

Para ser aceito, o lote deve atender aos requisitos dos itens 4.3 (Defeitos) , 4.4 (Massa e tolerância), 4.6 (Marcação) da NBR 7480 e apresentar resultados satisfatórios no ensaio de tração e de dobramento segundo critérios da mesma norma (item 7.1.1 b).

Quanto ao critério “Defeitos”, pode-se afirmar que os corpos de prova apresentavam visualmente um aspecto satisfatório, isento de manchas e fissuras.

No que diz respeito ao item “Massa e tolerância”, a massa nominal para uma barra de diâmetro 12,5mm deve ser de 0,963 kg/m , com tolerância de 6% para mais ou para menos. O corpo de prova apresentou massa de 0,97 kg/m, de onde se conclui que está conforme segundo esse quesito.

Em relação ao item “Marcação”, pode-se afirmar que o corpo de prova estava conforme, visto que apresentava marcas de laminação em relevo como nome da marca (Belgo), categoria do material (50 S) e o diâmetro nominal (12.5mm), assim como exigido no item 4.6.1 da NBR 7480.

Quanto ao ensaio de tração, a tabela B.3 da NBR 7480 define , para o aço CA-50, que o limite de resistência fst deve ser de 1.08 fst , que o alongamento após a ruptura em 10 ϕ deve ser de até 8% e que a resistência característica de escoamento fy deve ser de 500 Mpa. Os resultados obtidos encontram-se de acordo com essas recomendações (ver anexo A).

O ensaio de dobramento também apresentou resultados satisfatórios, visto que o corpo de prova ensaiado não apresentou ruptura, fissuras ou trincas na região da dobra.

Como o critério de aceitação define que os corpos de prova devem estar conforme com todos os itens acima especificados, pode-se concluir que o lote deve ser aprovado.

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REFERÊNCIAS

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ISO 6892-1/13.Materiais metálicos – Ensaio de tração à temperatura ambiente. Rio de Janeiro, 2013.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6153/88. Produto metálico – ensaio de dobramento semiguiado – método de ensaio. Rio de Janeiro, 1988.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7480/07. Aço destinado a armaduras para estruturas de concreto armado - Especificação. Rio de Janeiro, 2007.

BOTELHO, MANOEL. Os vários tipos de aço e o concreto armado. In: Concreto Armado, eu te amo para arquitetos. São Paulo: Blutcher, 2011.p 64- 67.

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