Economia na utilização do concreto protendido

Introdução

Como é de conhecimento da maioria dos profissionais de engenharia o concreto resiste muito bem à compressão, mas seu desempenho quando se trata de tração deixa a desejar, normalmente a resistência a tração do concreto gira em torno de 10% da resistência à compressão do mesmo, e mesmo assim ainda não é muito confiável, pois sua má execução aliada a retração do concreto pode provocar fissuras, eliminando assim a resistência a tração do concreto antes mesmo de atuar qualquer solicitação. Por esse motivo fissuras de flexão aparecem quando o nível de carregamento for baixo. Tendo em vista a máxima utilização da resistência do concreto a compressão e procurando minimizar, ou até eliminar por completo, as fissuras geradas pelo carregamento, desenvolveu-se a ideia de aplicar um conjunto de esforços pré-definidos na estrutura para se obter o resultado desejado, dessa ideia é que resultou a protensão.

Essa aplicação de tensão prévia (protensão) é realizada através de cabos de alta resistência, que são tracionados e que, podem ou não, ser ancorados na própria peça de concreto. Assim, esse artificio nos proporciona um concreto com elevada resistência à compressão e aços com resistências mais elevadas se comparado ao aço comumente usado na construção civil. Esse estado prévio de tensões melhora o comportamento do concreto, não só a flexão, mas como também para solicitações de cisalhamento.

ECONOMIA NA UTILIZAÇÃO DO CONCRETO PROTENDIDO

Geralmente quando se emprega o concreto protendido ele vem com alguns adicionais, esses adicionais são: um concreto de maior resistência, cerca de duas a três vezes maiores que as utilizadas em concreto armado, o emprego de aços de maior resistência, cerca de três a cinco vezes superiores às dos aços usuais de concreto armado.

Trazendo isso pra realidade podemos dizer que o emprego de materiais mais caros, mas que possibilitam um aumento considerável da capacidade de carga da estrutura em questão trás certa economia, partindo da ideia de que se vai ganhar mais com peças mais resistentes.

O CONCRETO PROTENDIDO E SUAS APLICAÇÕES

Devido ao ganho considerável de resistência e maior durabilidade o concreto protendido tem infinitas utilizações. Mas vale citar estrutura de grande porte como plataformas marítimas (offshore) de exploração de petróleo e gás, os invólucros de proteção de centrais atômicas, as torres de concreto e as pontes estaiadas, mas também possibilita a utilização em estruturas cilíndricas como, por exemplo, silos e reservatórios. Diferente da protensão em estruturas retas onde a protensão é denominada linear as que são executadas em estruturas cilíndricas denominam-se protensão circular.

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Figura 1: Estruturas protendidas

Com a tecnologia da protensão é possível construir infinitas estruturas e dar vida a projetos arquitetônicos que se fossem executados somente em concreto armado ou seriam muito onerosas às operações ou praticamente inviável. Também é muito utilizado em lajes e pisos de edifícios, principalmente quando se requer grandes vãos livres, lajes cogumelo protendidas é uma solução interessante para esse problema.

Figura 2: Palácio Tiradentes. Fonte: http://www.leonardosilva.arq.br

Como foi visto o concreto protendido possibilita a criação de varias estruturas e em, arrisco a dizer, qualquer formato. Isso trás algumas vantagens técnicas para o concreto protendido são elas:

• Reduz as tensões de tração provocada pela flexão e pelos esforços cortantes;

• Reduz incidência de fissuras;

• Reduz as quantidades necessárias de concreto e aço, devido ao emprego eficiente de materiais de maior resistência;

• Permite vencer vãos maiores que o concreto armado convencional; para o mesmo vão, permite reduzir a altura necessária da viga;

• Facilita o emprego generalizado de pré-moldado, uma vez que a protensão elimina a fissuração durante o transporte das peças;

• Durante a operação de protensão, o concreto e o aço são submetidos a tensões em geral superiores às que poderão ocorrer na viga sujeita às cargas de serviço. A operação de protensão constitui, neste caso, uma espécie de “prova de carga” da viga.

Em contrapartida, existem algumas desvantagens do concreto protendido:

• O concreto de maior resistência exige melhor controle de execução;

• Os aços de alta resistência exigem cuidados especiais de proteção contra a corrosão;

• A colocação dos cabos de protensão deve ser feita com maior precisão de modo a garantir as posições admitidas nos cálculos. Como a força de protensão possui em geral um valor muito alto, um pequeno desvio do cabo da posição de projeto pode produzir esforços não previstos, levando ao comportamento inadequado da peça e até mesmo ao colapso;

• As operações de protensão exigem equipamento e pessoal especializados, com controle permanente dos esforços aplicados a dos alongamentos dos cabos;

• De um modo geral, as construções protendidas exigem atenção e controle superiores aos necessários para o concreto comum.

MATERIAIS E EQUIPAMENTOS

Concreto

Os principais materiais utilizados em concreto protendido são:

• Concreto;

• Armaduras não-protendidas;

• Armaduras protendidas.

O concreto utilizado em estruturas protendidas requer um controle de qualidade muito rigoroso, exigindo-se a realização de ensaios prévios, controle contínuo do cimento e dos agregados utilizados, bem como uma fiscalização constante durante a elaboração do mesmo. Tendo em vista que o concreto utilizado em estruturas protendidas possui resistência superior ao concreto utilizado em peças de concreto armado. O CEB-78 recomenda a utilização de concretos com fck ≥ 25 MPa. Economicamente falando a utilização de um concreto