Concreto Protendido

INTRODUÇÃO

O uso do concreto protendido na construção civil, a partir do século XIX despertou o interesse de diversos profissionais ao redor do mundo que, cada vez mais se preocuparam em aperfeiçoar a técnica do mesmo, corrigindo possíveis falhas, com o uso de tecnologias, visto ser uma estrutura que representa grandes vantagens no mercado.

O concreto protendido consiste em um sistema construtivo de detalhamento de peças de concreto para inserir-lhes efeitos contrários aos do carregamento aplicados, ou seja, recebem esforços artificialmente produzidos e que atuam de forma permanente anulando as tensões de tração e produzindo deformações contrárias às de flexão natural.

O presente estudo pretende abordar acerca dos tipos de protensão existentes, as vantagens e desvantagens do uso desta técnica, os materiais utilizados e as normas reguladoras da aplicabilidade dos mesmos.

Também é pertinente ao tema uma breve discussão no que diz respeito à Flexão Simples (ELU) e Estádio II Flechas e Fissuração (ELS).

Não há intenção de esgotar as informações acerca do tema, mas de realizar uma abordagem clara e satisfatória, posto ser um assunto de grande importância no âmbito da construção civil.

1. CONCRETO PROTENDIDO

1.1 Retrospecto histórico

O desenvolvimento do concreto armado e protendido se deu a partir do cimento Portland na Inglaterra, em 1824. Os franceses e alemães então procuraram melhorar a capacidade do concreto nos anos seguintes.

No século 19, já se conhecia a possibilidade de reforçar os elementos do concreto através de armaduras de aço, e várias fábricas investiram nesse sentido. Entretanto, a técnica era realizada de forma empírica, visto que não se conhecia realmente a função estrutural da armadura de aço no concreto.

De acordo com Gustavo de Souza Veríssimo (1977), “o americano Hyatt reconheceu claramente o efeito da aderência entre o concreto e a armadura, após executar vários ensaios com construções de concreto. A partir de então, passou-se a colocar a armadura apenas do lado tracionado das peças”.

Tendo isto em vista, vários estudiosos, através de ensaios, desenvolveram teorias e métodos para a construção de concreto armado que, a princípio não obtiveram êxito, devido ao desconhecimento na época da protensão perdida devido à retratação e fluência do concreto.

Foi com Eugene Freyssinet (França, 1928) que se resolveu o problema da perda progressiva de protensão, com a utilização de arames refilados de alta resistência.

Aos poucos, as fábricas do mundo inteiro foram se aprimorando e desenvolvendo o concreto protendido.

Data-se que, no Brasil, a primeira construção a utilizar concreto protendido ocorreu em 1948, à ponte do Galeão, no Rio de Janeiro, e utilizou material exportado. Em 1952, foi construída a ponte de Juazeiro, já com concreto nacional.

Assim, a utilização de armaduras protendidas em estruturas de concreto se consagrou no Brasil, desde o século passado, como técnica construtiva. Esse fato pode ser comprovado através das inúmeras construções civis realizadas.

Figura 1.1 – Ponte do Galeão, RJ Figura 1.2 – Ponte de Juazeiro, BA

1.2. Conceito

Para compreender a estrutura do concreto protendido, faz-se necessário o esclarecimento de alguns conceitos básicos.

Figura 1.3 – Estrutura de concreto protendido. Fonte: Rudloff

A protensão pode ser definida como o artifício de introduzir, numa estrutura, um estado prévio de tensões, de modo a melhorar sua resistência ou seu comportamento, sobre ação de diversas solicitações. Em se tratando de construção civil, “introduzir, numa estrutura, um estado prévio de tensões”, trata-se de materiais de construção ou estruturas.

Na literatura, existem exemplos clássicos que permitem a compreensão da aplicabilidade da protensão.

Um exemplo interessante, citado por João Bento de Hanal (2005), sugere que um sujeito carregue uma pilha de livros, não na posição vertical como é de costume, mas na horizontal, lado a lado. Visto que os livros são peças soltas, para carrega-los nesta posição é necessário comprimir uns os outros, produzindo forças de atrito capazes de suportar o peso da fila de livros.

Figura 1.4 – Estado prévio de tensões numa fila de livros.

Conclui-se então, segundo Gustavo de Souza Veríssimo (1997) que:

“A aplicação de força normal pode ser entendida como uma forma de protender um conjunto de elementos estruturais, no caso uma fila de livros, com o objetivo de se criar tensões prévias contrárias àquelas que podem inviabilizar ou prejudicar a operação ou o uso desejado”.

O mesmo autor também menciona como exemplo uma roda de bicicleta como sendo uma estrutura tensionada, pois um aro externo é ligado a um anel interno por meio de aço sob tensão. As tensões de tração previamente aplicadas aos raios garantem a estabilidade do aro externo sob carga, conforme figuras abaixo.

Fio sob Tensão

Aro Externo

Anel interno

Figura 1.5 – Roda da bicicleta, onde os fios são previamente tracionados para não flexionarem quando em serviço.

Figura 1.6 – Esquema de tensões prévias aplicadas pelos fios tracionados no aro e no anel.

Assim, pode-se compreender a estrutura do concreto pretendido seguindo o mesmo raciocínio dos exemplos da fila de livros e da roda de bicicleta mencionados, conceituando, de acordo com Jorge Luiz Ceccon como:

“Consiste em introduzir na peça, esforços prévios de compressão que reduzam ou anulem as tensões de tração no concreto devidas às solicitações de serviço. Dessa forma minimiza-se a importância da fissuração como condição limitante do uso de aços de alta resistência em peças fletidas. O concreto