Aderência E Ancoragem De Armação De aço No Concreto.

ADERÊNCIA E ANCORAGEM

Aderência (bond, em inglês) é a propriedade que impede que haja

escorregamento de uma barra em relação ao concreto que a envolve. É, portanto,

responsável pela solidariedade entre o aço e o concreto, fazendo com que esses

dois materiais trabalhem em conjunto.

A transferência de esforços entre aço e concreto e a compatibilidade de

deformações entre eles são fundamentais para a existência do concreto armado.

Isto só é possível por causa da aderência.

Ancoragem é a fixação da barra no concreto, para que ela possa ser

interrompida. Na ancoragem por aderência, deve ser previsto um comprimento

suficiente para que o esforço da barra (de tração ou de compressão) seja transferido

para o concreto. Ele é denominado comprimento de ancoragem.

Além disso, em peças nas quais, por disposições construtivas ou pelo seu

comprimento, necessita-se fazer emendas nas barras, também se deve garantir um

comprimento suficiente para que os esforços sejam transferidos de uma barra para

outra, na região da emenda. Isto também é possível graças à aderência entre o aço

e o concreto.

1.1 TIPOS DE ADERÊNCIA

Esquematicamente, a aderência pode ser decomposta em três parcelas:

adesão, atrito e aderência mecânica. Essas parcelas decorrem de diferentes

fenômenos que intervêm na ligação dos dois materiais.

1.1.1 Aderência por Adesão

A aderência por adesão caracteriza-se por uma resistência à separação dos

dois materiais. Ocorre em função de ligações físico-químicas, na interface das

barras com a pasta, geradas durante as reações de pega do cimento. Para

pequenos deslocamentos relativos entre a barra e a massa de concreto que a

envolve, essa ligação é destruída.

A Figura 1.1 mostra um cubo de concreto moldado sobre uma placa de aço. A

ligação entre os dois materiais se dá por adesão. Para separá-los, há necessidade

de se aplicar uma ação representada pela força Fb1. Se a força fosse aplicada na horizontal, não se conseguiria dissociar a adesão do comportamento relativo ao

atrito. No entanto, a adesão existe independente da direção da força aplicada.

Figura 1.1 Aderencia por adesao

1.1.2 Aderência por Atrito

Por meio do arrancamento de uma barra em um bloco concreto (Figura 10.2),

verifica-se que a força de arrancamento Fb2 é maior do que a força Fb1 mobilizada

pela adesão. Esse acréscimo é devido ao atrito entre a barra e o concreto.

Figura 1.2 – Aderencia por atrito

O atrito manifesta-se quando há tendência ao deslocamento relativo entre os

materiais. Depende da rugosidade superficial da barra e da pressão transversal σ,

exercida pelo concreto sobre a barra, em virtude da retração (Figura 10.2). Em

barras curvas ou em regiões de apoio de vigas em pilares, aparecem acréscimos

dessas pressões de contato, que favorecem a aderência por atrito.

O coeficiente de atrito entre aço e concreto é alto, em função da rugosidade da

superfície das barras, resultando valores entre 0,3 e 0,6 (LEONHARDT, 1977).

Na Figura 1.2, a oposição à ação Fb2 é constituída pela resultante das

tensões de aderência (τb) distribuídas ao longo da barra.

1.1.3 Aderência Mecânica

A aderência mecânica é devida à conformação superficial das barras. Nas

barras de alta aderência (Figura 10.3), as saliências mobilizam forças localizadas,

aumentando significativamente a aderência.

Figura 1.3 – Aderencia mecanica em barras nervuradas

A Figura 1.4 (LEONHARDT, 1977) mostra que mesmo uma barra lisa pode

apresentar aderência mecânica, em função da rugosidade superficial, devida à

corrosão e ao processo de fabricação, gerando um denteamento da superfície. Para

efeito de comparação, são apresentadas superfícies microscópicas de: barra de aço

enferrujada, barra recém laminada e fio de aço obtido por laminação a quente e

posterior encruamento a frio por estiramento. Nota-se que essas superfícies estão

muito longe de serem efetivamente lisas.

Portanto, a separação da aderência nas três parcelas - adesão, atrito e

aderência mecânica - é apenas esquemática, pois não é possível quantificar

isoladamente cada uma delas.

Figura 1.4 - Rugosidade superficial de barras e fios lisos (LEONHARDT, 1977)

2-TENSÃO DE ADERÊNCIA

 

 As tensões de aderência nos elementos estruturais de concreto armadoatuam