Causas Antropicas

CONCRETO

Definição

Concreto: mistura de cimento Portland, água e materiais inertes (geralmente areia, pedregulho, pedra britada ou argila expandida), que endurece com o passar do tempo devido à hidratação do cimento (combinação química com a água). Quando em estado plástico propicia trabalhabilidade suficiente para moldá-lo das formas mais variadas e quando endurecido se transforma em uma espécie de rocha artificial.

Aumento contínuo de resistência – qualidade peculiar do concreto que o distingue dos demais materiais de construção.

Histórico

As origens do concreto datam o ano de 1756, quando John Smeaton utilizou argamassa para construção do farol de Eddystone.

Em 1824, na Inglaterra, Joseph Aspdin criou o “Cimento Portland” e a partir daí o desenvolvimento do concreto tem buscado novas tecnologias.

A princípio o Concreto Armado surgiu ocasionalmente quando um jardineiro combinou o uso co concreto com barras de ferro para a construção de vasos e jardineiras. A idéia despertou interesse e foi patenteada. Começou-se então a desenvolver as técnicas para a aplicação do concreto armado na construção de estruturas de edifícios. A princípio havia um certo receio com relação à conservação das ferragens dentro das peças de concreto, mas provou-se que as mesmas mantinham suas qualidades e não se oxidavam.

A partir de 1900 o uso do concreto se difundiu pelo mundo ocupando lugar de destaque na Construção Civil, e até hoje continua cada vez mais empregado, sendo utilizado não só na construção de edifícios, mas também em pontes, túneis, barragens, usinas hidrelétricas e termonucleares, plataformas para extração de petróleo, peças pré-moldadas, pavimentos, etc...

Peças pré-fabricadas de concreto

São peças de pequeno, médio ou grande porte, moldadas em concreto ou argamassa de cimento Portland, com ou sem armadura, com ou sem responsabilidade estrutural. São geralmente produzidas em fábricas de artefatos de concreto, fora do local de utilização definitiva, por processo mecanizado e em escala industrial (em casos especiais, as peças são produzidas na obra).

Entre as peças de pré-faricadas temos:

• Concreto simples: tubos para água e esgoto, blocos (com diferentes tamanhos e formas), blocos para pavimentação, etc.

• Concreto armado: vigas, lajes, escadas, placas, tubos, postes, blocos para fundação, estacas, esquadrias, balaústres, tanques para lavar roupa, tubos, etc.

• Concreto protendido: vigas, pilares, lajes, tubos de grandes dimensões, peças especiais (ex. usinas nucleares e plataformas submarinas).

• Concreto celular: painéis para paredes e forros, blocos para vedação, etc.

COMPONENTES DO CONCRETO

Cimento Portland

Existem diversos tipos de cimentos que atendem as necessidades exigidas pela obra. Mas deve-s escolher o tipo de cimento mais adequado levando em consideração as condições climáticas, meio ambiente, tempo de desforma, custo, etc.

Água

Deve ser limpa, isenta de óleos, ácidos e matérias orgânicas. A medida de água de amassamento do concreto nunca deverá ser superior a 3%.

Areia

Sílico-quartzosa com grãos inertes e resistentes, limpa e isenta de impurezas e matéria orgânica.

Para execução de concreto, areia com granulometria de peneira normal de 0,06mm.

Umidade de 3 a 4% do seu peso

Brita

Cascalho de granito, gnaisses ou basaltos, arestas bem vivas, bem graduados, limpos, isentos de argilas e de partes em decomposição.

Quando o agregado tiver mais de 3% de pó de pedra deverá ser lavado.

Aditivos

Produtos químicos ou resinosos que adicionados ao concreto durante a mistura tem o poder de alterar ou comunicar algumas propriedades ao concreto.

O aditivo não tem a função de corrigir as deficiências do concreto como: mal proporcionado, mal adensado ou mal fabricado.

Propriedades do Concreto Fresco

As propriedades do concreto fresco são definidas para a fase em que ele ainda não perdeu a plasticidade e pode ser trabalhado. Estas propriedades são: consistência, trabalhabilidade, textura, coesão, segregação.

Consistência e trabalhabilidade: a trabalhabilidade é a primeira propriedade considerada, de acordo com o tipo de obra. É definida com a maior o menor facilidade com que o concreto é colocado na forma, sem haver segregação.

É uma propriedade subjetiva, uma vez que pode variar para diferentes tipos de peças a serem concretadas de acordo com: menor dimensão da peça, espaçamento entre armaduras, métodos de adensamento, etc.

O principal fator que influencia a trabalhabilidade é a consistência e a medida daquela é feita através desta.

Podemos dizer que a consistência é a propriedade do concreto se deformar sob a ação de uma carga externa.

A trabalhabilidade do concreto, normalmente é determinada através da medida de consistência, a qual é influenciada pelo traço, teor água – materiais secos, granulometria

e forma de grãos, aditivos, tempo e temperatura. O tipo de mistura, transporte, lançamento adensamento também definirão o tipo de trabalhabilidade adequada.

Podemos medir o grau de trabalhabilidade do concreto através do método de Abatimento, que é um ensaio bastante usado em obras, devido a sua facilidade de operação que nada mais é do que o “slump test” dos americanos.

Este tipo de ensaio e a aparelhagem consistem em: dentro de uma fôrma tronco-cônica de diâmetro de 100 a 200mm e altura de 300mm, apoiada sobre uma base metálica de 500 x 500mm é colocada uma massa de concreto em três camadas iguais, adensadas, cada uma com 25 golpes, com uma barra de 16mm de diâmetro e 600mm de comprimento. Retira-se, devagar o molde levantando-o verticalmente e determina-se a diferença entre a altura do molde e a da massa de concreto depois de assentada.

A NBR 6118 diz que a consistência do concreto deve estar de acordo, a critério da fiscalização, com as dimensões da peça a concretar, com a distribuição das armaduras no seu interior e com os processos de lançamento e de adensamento a serem usados.

A tabela a seguir fornece indicações úteis sobre os limites dos índices de consistência, em função dos diferentes tipos de obras e processos de adensamento.

Tabela – índices de consistência

consistência Abatimento

(mm) Tipos de obras e condições de adensamento

Extremamente seca

(terra úmida) 0 Pré-fabricação. Condições especiais de adensamento

Muito seca 0 Grandes massas; pavimentação vibração muito enérgica.

Seca 0 a 20 Estruturas de concreto armado ou protendido. Vibração enérgica.

Rija 20 a 50 Estruturas correntes. Vibração normal.

Plástica (média) 50 a 80 Concreto convencional plástico. Adensamento normal

Plástica 80 a 120 Estruturas correntes. Adensamento normal

(concretos bombeáveis)

Úmida 120 a 200 Estruturas correntes sem grandes responsabilidades. Adensamento manual.

Fluida (líquida) 200 a 250 Concreto inadequado para qualquer uso

(ou concretos especiais auto adensáveis com uso de aditivos)

Porém, o ensaio de abatimento tem seu campo de ação limitado a determinados tipos de concretos, não sendo aplicável a concretos muito fluídos, muito secos e concretos pobres em agregados finos.

Segregação: é a separação dos diversos componentes do concreto, o que não permite a obtenção de um concreto com as características necessárias para adensamento. Ocorre quando o concreto é mal dosado, ou ainda quando o tempo de vibração é maior que o necessário, ocasionando o que chamamos de exsudação (afloramento da água de amassamento à superfície).

Coesão: propriedade de manter a união de seus materiais constituintes durante a fase de transporte e aplicação do concreto.

Textura: tem influência no acabamento, podendo ser áspera ou plástica. Na mistura áspera, há agregado em excesso, não sendo possível o alisamento. A mistura plástica tem a textura ideal, não se percebendo o excesso de argamassa, nem de agregados.

Propriedades do Concreto Endurecido

Resistência mecânica aos esforços e compressão, abrasão (arrancamento dos componentes do concreto pelo desgaste de sua superfície).

A resistência é influenciada por diversos fatores, entre eles:

• relação água – cimento é o mais importante, pois a maioria dos defeitos na resistência mecânica do concreto tem sua causa no excesso de água colocado a fim de facilitar o amassamento.

• Outro fator bastante determinante da resistência mecânica do concreto é a idade. Quanto maior esta, maior aquela.

• Método de cura aplicado nas primeiras idades, com a finalidade de hidratar o cimento, evitando evaporação de parte da água de amassamento.

• Tipos e tamanhos de agregado: os agregados miúdos exigem maior quantidade de água, diminuindo conseqüentemente a resistência do concreto.

Quanto à forma dos grãos, os agregados podem ser divididos em dois grupos: de grãos arredondados e de grãos angulosos.

Considerando-se iguais a dimensão máxima e a granulometria, os agregados cujos grãos tenham forma arredondada tem menor índice de vazios, necessitando uma quantidade menor de areia para o preparo do concreto, além de facilitar a trabalhabilidade devido ao formato dos grãos e também reduzindo a relação água-cimento.

Porém, a pedra britada de forma angular tem maior aderência com cimento. Dito isso, conclui-se que, sendo um concreto produzido com seixo rolado e outro com pedra britada, ambas com a mesma relação água – cimento, perfeitamente lançada e adensada, o segundo é mais resistente, visto serem as ligações agregado – cimento o ponto mais fraco do concreto.

Durabilidade: capacidade de manter suas características mínimas ao longo da vida útil da estrutura.

Para que haja maior durabilidade, o volume de vazios no interior da massa deve ser o mínimo possível, pois com isto está sendo diminuída a permeabilidade, dificultando à penetração da substância agressiva, ficando sua ação restrita a superfície.

Permeabilidade e absorção: capacidade de evitar (ou não) a penetração de líquidos e ou agentes agressivos. Se o concreto for muito poroso, será mais permeável, e a água que nele penetrar irá retirar materiais finos do seu interior, provocando fissuras e permitindo que a água penetre em maior quantidade oxidando a armadura.

Deformações: as deformações causadoras da mudança de volume podem ser agrupadas em:

a) causadas pelas variações das condições ambientais, tais como:

- retração

- variação de umidade

- variação de temperatura

b) causadas pela ação de cargas externas que originam:

- deformação imediata: ocorre àquela que aparece logo após a aplicação do carregamento.

- deformação lenta (fluência): àquela que aparece ao longo do tempo com a manutenção do carregamento

Aderência: a aderência de revestimentos e pintura ao concreto é facilitada pela existência de superfície não lisa. No caso de revestimentos, aplica-se uma argamassa, de modo a obter uma superfície não lisa. No caso de revestimentos, aplica-se uma argamassa, de modo a obter uma superfície aderente e rugosa, denominada chapisco.

TIPOS DE CONCRETOS ESPECIAIS E CALDAS PARA INJEÇÕES

Concreto comum

São aqueles utilizados nas estruturas dos edifícios e obras normais.

Concreto Leve

• Massa específica inferior ao do concreto comum (2.200 a 2.400 Kg/m3), tendo o concreto leve (1800 a 2000 Kg/m3).

• Feito com agregados leves (ex.: argila expandida)

• Uso em concreto armado e concreto protendido.

Concreto pesado

Produzido com agregados pesados como barita, laterita, hematita. É utilizado em blindagens e construções com isolamento contra radiações. Tem cerca de 3700 Kg/m3

Concreto massa

São concretos utilizados em formas de grandes dimensões (ex.: barragens). Neste tipo de concreto há necessidade de considerar a geração de calor causada pelas reações do cimento e consequentes variações de volume a fim de evitar fissuras.

Há então a necessidade de reduzir a quantidade de cimento (na ordem de 130 a 150 Kg/m3 não ultrapassando 200 Kg/m3. Deve):

- ser trabalhado em função do tipo de obra que se executa;

- tipo de equipamento;

- possuir resistência compatível com o projeto estrutural;

Concreto com aditivos

São aqueles que além dos aglomerantes, agregados e água, sempre se o aditivo com a finalidade de modificar a propriedade do concreto. Basicamente é utilizado em quase todos os tipos de concreto usinado.

Concreto refratário

O concreto normal perde suas qualidades a 200ºC ou 300ºC. Para evitar que isso ocorra, utiliza-se cimento aluminoso e materiais refratários como agregados, constituindo o concreto refratário. Resistem a aproximadamente 1400ºC.

Concretos bombeáveis

São concretos produzidos para serem transportados por bombas. Geralmente são utilizados aditivos super plastificantes para sua produção.

Concreto colorido

São concretos com pigmentos coloridos utilizados para efeito arquitetônico. Ex.: pisos, blocos de concreto.

Concreto rolado

Para adensamento com rolos compactadores, de pavimentação, tem consistência seca (assemelhando-se a terra úmida), são utilizados em pavimentação e construção de barragens.

Concreto auto-adensável

São concretos muito plásticos e fluídos, que sob a ação do próprio peso se adensam, ocupando os espaços das formas. Geralmente são utilizados aditivos super plastificantes em sua produção.

Concreto submerso

Para aplicação sob água ou lama. Este concreto além de ser muito coeso para assegurar sua homogeneidade depois de endurecido, deve ser auto-adensável.

Concreto projetado

Concreto utilizado para revestimento de túneis, recuperação de estrutura, elaboração de camadas sucessivas, estabilização de taludes, etc. São aplicados com equipamentos de projeção que são bombas de alta pressão. O concreto pode ser projetado por “via seca” ou por “via úmida“. No primeiro caso os constituintes do concreto são misturados sem adição de água necessária para amassamento, sendo esta água adicionada posteriormente durante a projeção por um dispositivo acoplado no “bico” do mangote da bomba.

No segundo caso, o concreto é transportado e projetado devidamente com todas as propriedades do concreto fresco necessárias para a projeção.

Concreto de alto desempenho (CAD)

É concreto com características de elevadas resistências mecânicas e alta durabilidade, que possibilitam a redução dos elementos estruturais para obras convencionais, reduzindo o peso global da estrutura. São utilizados na produção de pisos industriais, recuperação de estruturas, construção de aeroportos, pré-moldados de concreto, entre outras.

São produzidos com a utilização de aditivos químicos e eventualmente, adições minerais.

Caldas de cimento para injeções

Calda (ou grout) a mistura de cimento com água em excesso. É usada para injeções em rochas, solos, barragens, etc... e tem a finalidade de vedar, preencher, impermeabilizar, etc...

ADITIVOS PARA CONCRETOS

São produtos químicos ou resinas, que são adicionados ao concreto durante a mistura, além dos constituintes normais, com o objetivo de alterar ou propiciar algumas propriedades ao concreto. O aditivo não tem a finalidade de corrigir problemas de mau dosagem ou mau adensamento, mas sim de facilitar o seu uso trazendo vantagens para sua aplicação.

Quanto mais desenvolvida a tecnologia do concreto, maior a necessidade de se recorrer aos aditivos.

Classificação dos aditivos:

a) Plastificantes - tem por finalidade melhorar a plasticidade das argamassas e concretos, permitindo, em conseqüência, melhor compactação com menor dispêndio de energia ou, então, redução da quantidade de água, diminuindo a retração, aumentado à resistência ou economizando aglomerante (cimento).

b) Superplastificantes (fluidificantes) - tem um efeito semelhante ao dos plastificantes, porém muito mais intenso. São usados para obtenção de concretos de alta resistência (devido à redução de água de amassamento em até 25% ou 30%).

c) Incorporadores de ar – tem por principal propósito aumentar a durabilidade das argamassas e concretos; melhoram também a plasticidade, facilitando a utilização. São muito usados em concretos com baixo teor de cimento para melhorar a coesão e diminuir a exsudação.

d) Produtos de cura – substâncias pulverizáveis sobre o concreto, logo após seu lançamento, para obturar os capilares da superfície e impedir a evaporação da água de amassamento nos primeiros dias. São de uso muito interessante nos lugares de baixa higrometria ou em concretos sujeitos a insolação e aos ventos fortes.

e) Dispersores – produtos que por sua absorção à superfície dos grãos de cimento e elementos mais finos de areia defloculam os grãos mantendo-os num estado de dispersão estável, em face das ações repulsivas de natureza elétrica. São utilizados quer para melhorar a resistência mecânica quer para obtenção de argamassas injetáveis.

f) Impermeabilizantes – agem ou por obturação dos poros ou por ação repulsiva com relação à água.

g) Produtores de gás ou espuma – aditivos capazes de produzir, na massa do concreto, bolhas de gás ou espuma, dando origem aos concretos porosos.

h) Retardadores de pega – retarda o tempo de pega do concreto, permitindo maior tempo entre o amassamento e lançamento / adensamento.

i) Fungicidas, germicidas, inseticidas – evitam o surgimento e propagação de fungos e germes.

CARACTERÍSTICAS DE SEQÜÊNCIA NO PREPARO E USO DO CONCRETO

a) Dosagem

b) Tensões mínimas

c) Padrão de qualidade

d) Consistência

e) Amassamento

f) Transporte

g) Lançamento

h) Adensamento

i) Cura

j) Junta de concretagem ou junta fria

Dosagem

A dosagem consiste em determinar as quantidades de materiais para preparo do concreto; e pode ser feita por dois princípios gerais: volumétrico e gravimétrico.

Pode também ser feita de modo experimental (racional) ou não-experimental (empírica).

Para execução de qualquer obra, ressalta-se a importância do tipo de concreto a ser utilizado, sempre tendo em vista a finalidade a que se destina e o fator econômico. Não devemos usar um mesmo tipo de concreto utilizado numa residência para construção de pontes, barragens ou estradas.

Desta forma a dosagem deve ser feita levando em consideração o tipo de concreto a ser utilizado tendo em vista a finalidade a que se destina e o fator econômico.

A principal característica exigida: resistência à compressão.

a) do tipo de obra a executar-se

b) da facilidade ou dificuldade das peças a concretar-se

c) das propriedades finais que se pretende obter

d) do custo dos materiais

Obtenção das qualidades essenciais do concreto:

Facilidade de emprego quando fresco, resistência mecânica, durabilidade, impermeabilidade e constância de volume depois de endurecido.

a) seleção cuidadosa dos materiais (cimento, agregados, água e aditivos se for o caso) quanto ao tipo e qualidade, uniformidade,

b) proporcionamento correto:

- do aglomerante em relação ao inerte;

- do agregado miúdo em relação ao graúdo;

- da quantidade de água em relação ao material seco;

- do aditivo em relação ao aglomerante ou água utilizada

c) cura cuidadosa – para atingir a dosagem correta do concreto a se utilizado na obra a que se destina, é necessário obedecer as seguintes normas:

- o concreto deverá ser dosado racionalmente;

- a dosagem racional poderá ser feita por qualquer método, baseado na relação entre a quantidade de água e o peso de cimento, desde que devidamente justificado;

- as proporções corretas de cimento, areia a brita devem ser rigorosamente observadas;

- a medição de água de amassamento (feita com exatidão) e cujo erro não poderá ser superior a 3%.

- O cimento deverá ser medido em peso (poderá ser feito pela contagem de sacos)

- A Dosagem empírica será permitida apenas para obras de pequeno porte.

Dosagem não experimental (empírica)

- estabelecimento de traços sem critério lógico;

- produzir concreto em determinada resistência atendendo à qualidade dos materiais de que se dispõe;

- consumo mínimo: 300Kg de cimento por metro cúbico de concreto;

- não serão permitidas misturas que sejam plásticas; proveniente sobre tudo da fixação defeituosa da relação entre agregado graúdo e miúdo.

- Quantidade de água empregada no concreto deverá ser regulada de acordo com o grau de plasticidade mais adequado às diversas partes da obra, a juízo da fiscalização,não sendo tolerado excesso de água.

Em pequenas obras, o concreto pode ser dosado por volume, através de recipientes como: latas de 18 litros, carrinhos de mão, e caixotes. (de modo que se possa estabelecer uma proporção igual entre os materiais).

Alguns exemplos de traços para concreto:

utilização Traço em volume Resistência provável a

Compressão Fck (kgf/cm2)

Obras de responsabilidade 1: 2: 3 254

Pilares, vigas baldrames 1: 2: 4 210

Estruturas de concreto p/ obras de pequeno porte 1: 2 ½ : 4 185

A dosagem da água deve ser cuidadosa e controlada, levando-se em consideração a umidade dos agregados.

Para a produção de 1 m3 de concreto, estima-se o uso de 180 litros

Lembrando que:

- quanto maior a quantidade de água, menor será a resistência do concreto.

- para cada 1 litro de água em excesso, é como se retirasse 2 kg de cimento do concreto

Em obras comuns de pequeno porte costuma-se utilizar traços que resultam em um concreto mais resistente que o necessário, gerando perda de material.

Dosagem experimental (racional)

Tanto os materiais constituintes como o produto resultante são previamente ensaiados em laboratório, e a partir de então proceder o cálculo das proporções de materiais em função dos parâmetros desejados do concreto nos estados fresco e endurecido.

É o tipo de dosagem adotado pelas Centrais de Concreto, onde, ao contrário da Dosagem empírica, é possível ter um controle rigoroso quanto ao qualidade e resistência final do concreto.

Tensões mínimas

Existem padrões de resistência, conforme especificações do projeto de estrutura e determinação do Engenheiro Calculista de Estruturas.

Deverá ser observado para que tipo de uso será utilizado.

O concreto possui melhor resistência à compressão do que à tração.

Alguns exemplos: FCK 200 Kgf/cm2 , FCK 250 Kgf/cm2, FCK 300 Kgf/cm2.....

Padrão de qualidade

Deverá obedecer a NBR quanto à qualidade, observando o uso a que é destinado.

Consistência

Deve-se observar qual será o uso do concreto para então estabelecer a quantidade de cimento, água e quantidade e tamanho dos agregados.

Ex.: uma estrutura onde o espaçamento das ferragens é pequeno, deve ser utilizado agregados que possam atravessar a malha de ferro da estrutura.