O Concreto como Material Estrutural: Importância e Características

CONCRETO INTRODUÇÃO Prof MSc Maiara Foiato email maiarafoiatounoescedubr O concreto como material estrutural Artigo publicado pela Scientific American 1964 O material de construção mais utilizado é o concreto comumente composto da mistura de cimento Portland com areia brita e água O consumo mundial total de concreto no ano passado foi estimado em 3 bilhões de toneladas ou seja uma tonelada para cada ser vivo da terra Não há material mais consumido pelo homem em tamanha quantidade com exceção da água O concreto como material estrutural Em 2009 estimase que o consumo de concreto no mundo foi de 11 bilhões de toneladas ao ano No período de 2005 a 2012 o aumento de concreto preparado em centrais foi de 180 com estimativa de produção de 51 milhões de m³ de concreto em 2012 ABCP 2013 Segundo Paulo José Melaragno Monteiro professor de Engenharia Civil e Ambiental da University of California em Berkeley nos Estados Unidos a demanda por concreto no mundo chega a 33 bilhões de toneladas por ano 2014 O concreto como material estrutural O concreto não é tão duro nem tão resistente quanto o aço porque então é tão utilizado como material de engenharia O concreto como material estrutural Pelo menos três razões principais 1 Resistência do concreto à água Diferente da madeira e do aço comum a capacidade do concreto de enfrentar a ação da água sem grave deterioração tornao um material ideal para construção de estruturas para controle armazenamento e transporte de água O concreto como material estrutural Pelo menos três razões principais 1 Resistência do concreto à água hidraulicidade Capacidade para dar pega e endurecer na presença da água formando compostos estáveis O concreto como material estrutural 1 Resistência do concreto à água Barragens Barragem de Itaipu Brasil 12 tipos de concreto 125 milhões de m³ 14 MPa a 35 MPa temperatura do concreto 7º resfriamento dos materiais O concreto como material estrutural 1 Resistência do concreto à água Elementos estruturais estacas fundações sapatas lajes vigas colunas telhados muros externos e tubos freqüentemente são executados com concreto armado e protendido Concreto armado concreto barras de aço Concreto protendido concreto cordoalhas de aço O concreto como material estrutural 1 Resistência do concreto à água Elementos estruturais Tubulação do Projeto Central Arizona Maior estrutura circular construída para transportar água Estrutura de concreto prémoldado 1560 seções tubulares 670 metros de comprimento 75 metros de diâmetro 225 toneladas O concreto como material estrutural 1 Resistência do concreto à água Plataforma marítima Plataforma marítima de concreto Noruega elementos de concreto protendido e fortemente armado expostos à ação corrosiva da água do mar foram projetados para enfrentar ondas de 31 metros de altura O concreto como material estrutural 2 Facilidade de se obter formas e tamanhos variados Concreto fresco consistência plástica favorece o fluxo do material para o interior das fôrmas pré fabricadas Depois de algumas horas está solidificado e endurecido a fôrma pode ser removida para reuso O concreto como material estrutural 2 Facilidade de se obter formas e tamanhos variados Palácio de esportes Roma argamassa armada elementos prémoldados vão de 100 metros Materiais de Construção II O concreto como material estrutural 2 Facilidade de se obter formas e tamanhos variados Obra Fonte do Tempo Chicago 36 metros de comprimento 5 metros de largura 4 metros de altura Materiais de Construção II O concreto como material estrutural Yachthouse Residence Club Bloco de 4734 m³ SANTOS et al 2015 O concreto como material estrutural 3 Rápida disponibilidade do material para a obra Agregados água cimento são relativamente baratos e facilmente encontrados em todos os lugares do mundo O concreto como material estrutural CONCRETO X AÇO Manutenção O concreto não corrói não precisa de tratamento superficial sua resistência aumenta com o tempo O concreto como material estrutural CONCRETO X AÇO Manutenção O aço severa corrosão em ambientes marinhos tratamento superficial de alto custo reparos que exigem custos consideráveis O concreto como material estrutural CONCRETO X AÇO Resistência ao fogo Mais importante aspecto de segurança em uma plataforma marítima e ao mesmo tempo é onde as vantagens do concreto são mais evidentes Materiais constituintes Aglomerante Colarunir os grãos de agregados Impermeabilizar Plastificar a mistura quando fresca Preencher os vazios entre os grãos Agregados Resistir à compressão Resistir à abrasão Colaborar na plasticidade granulometria continua Redução de custos Variações volumétricas Água Propiciar as reações química do cimento Dar plasticidade à mistura fresca Aditivos químicos e adições Adicionados ao concreto para alterar algumas propriedades no estado fresco ou endurecido O concreto como material estrutural O concreto como material estrutural AGREGADOS É um material granular como areia pedregulho pedrisco rocha britada escória de alto forno ou resíduos de construção e de demolição Agregado graúdo partículas maiores que 475 mm Agregado miúdo partículas menores que 475 mm O concreto como material estrutural AGREGADOS Areia agregado miúdo resultante da desintegração natural ou da britagem de rocha Brita agregado graúdo resultante da britagem de rochas O concreto como material estrutural CIMENTO HIDRÁULICO CIMENTO PORTLAND Compostos basicamente de silicatos reativos de cálcio responsáveis pelas características adesivas e estáveis no meio aquoso Diferentes tipos de cimento diferentes resultados no concreto O concreto como material estrutural ADITIVOS geralmente materiais líquidos Aditivos químicos modificam as características de endurecimento plastificam as misturas reduzem a quantidade de água benefícios no estado endurecido ADITIVOS dosagem 5 sobre a massa do cimento O concreto como material estrutural ADIÇÕES geralmente na forma de pó Materiais pozolânicos como as cinzas volantes e sílica ativa Materiais não reativos como o filer calcário ADIÇÕES dosagem 5 sobre a massa do cimento algumas podem ser aplicadas em substituição do cimento O concreto como material estrutural TIPOS DE CONCRETO CONCRETO CONVENCIONAL Transporte até o local Lançamento do concreto Adensamento Acabamento Resistência à compressão de 20 a 50 MPa O concreto como material estrutural CONCRETO PROJETADO TIPOS DE CONCRETO CONCRETOS ESPECIAIS uma ou mais propriedades melhoradasajustadas para determinada aplicação O concreto como material estrutural TIPOS DE CONCRETO CONCRETO AUTOADENSÁVEL httpswwwyoutube comwatchv9DsXM CQuHFA httpswwwyoutube comwatchvAwxv wkUu5o O concreto como material estrutural TIPOS DE CONCRETO CONCRETO COLORIDO Estádio na África do Sul O concreto como material estrutural TIPOS DE CONCRETO CONCRETO TRANSLÚCIDO O concreto como material estrutural TIPOS DE CONCRETO CONCRETO PERMEÁVEL O concreto como material estrutural TIPOS DE CONCRETO CONCRETO COMPACTADO COM ROLO CCR O concreto como material estrutural TIPOS DE CONCRETO CONCRETO MASSA Calor de hidratação cimento Resfriamento do concreto O concreto como material estrutural TIPOS DE CONCRETO CONCRETO ALTO DESEMPENHO CAD Mais resistente durável e trabalhável que o convencional Resistência à compressão superior a 50 MPa O concreto como material estrutural TIPOS DE CONCRETO Concreto com fibras Concreto massa Concreto colorido Concreto pesado Concreto compactado com rolo Concreto seco O concreto como material estrutural Algumas proporções típicas de materiais em dosagens de diferentes resistências à compressão Composição Baixa resistência Resistência moderada Alta resistência kgm³ kgm³ kgm³ Cimento 255 356 510 Água 178 178 178 Agregado miúdo 801 848 890 Agregado graúdo 1169 1032 872 Águacimento 07 05 035 Resistência MPa 18 30 60 NBR 8953 ABNT 2015 Concreto para fins estruturais Classificação pela massa específica por grupos de resistência e consistência classificação pela massa específica Concreto normal C 2000 a 2800 kgm³ Concreto leve CL inferior a 2000 kgm³ Concreto pesado ou denso CD superior a 2800 kgm³ Com materiais convencionais da nossa região em média a massa específica do concreto fica entre 2350 a 2400 kgm³ Massa específica massavolume NORMALIZAÇÃO TRABALHABILIDADE NBR 16889 ABNT 2020 traz o método de ensaio definido para determinação da consistência do concreto fresco através do abatimento de tronco de cone httpswwwyoutubecomwatchvAwh9blmXBs0 NORMALIZAÇÃO NBR 8953 ABNT 2015 Concreto para fins estruturais Classificação pela massa específica por grupos de resistência e consistência Classificação pela resistências à compressão MPa Grupo I Classes C20 a C50 Grupo II Classes C55 a C100 Grupo de concretos não estruturais C10 e C15 NORMALIZAÇÃO IMPORTÂNCIA DE CONHECER MATERIAIS E PROPRIEDADES DO CONCRETO EVITAR SITUAÇÕES COMO ESSAS