MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I
Professor: Esp. Luiz Claudio Silva Pires
E-mail: [email protected]
FACULDADE FINOM DE PATOS DE MINAS
CENTRO BRASILEIRO DE EDUCAÇÃO E CULTURA -CENBEC
DIRETORIA ACADÊMICA
Plano de Ensino
•Introdução ao estudo dos materiais de construção.
•Aglomerantes minerais.
•Cimento.
•Agregados para concreto.
•Propriedades do concreto nos estados fresco e endurecido.
•Dosagem do concreto.
•Produção e aplicação do concreto.
•Controle tecnológico.
•Aulas :
•Segunda -Feira -3º e 4°
•Quarta -feira -3°
Plano de Ensino e Critérios de avaliação
•Atribuição Bimestral -10 pontos :
•Exercícios avaliativos –1,0 pontos
•Prova final -7,0 pontos
•Aulas Laboratório –1,5 pontos ( Chaleco)
•Biblioteca –0,5 ponto ( Resumo) ate o dia da prova.
•OBS: Somente livros da BIBLIOTECA
•Aprovação mínima total -7,0 pontos
•Demais formas de avaliação, de acordo com as normas da Instituição.
73%
10%
1%
16%
Percentual avaliativo
Provas Bimestrais
Exercicios
Biblioteca
Laboratorio
ÉTICA
•RESPEITO
•HONESTO
•RESPONSABILIDADE SOCIAL
•CARÁTER
•PALAVRA
Livros
• BAUER, L A Falcão. Materiais de construção, V.1, Rio de Janeiro: LTC, 2001.
• CARVALHO, Roberto Chust; FIGUEIREDO FILHO, JassonRodrigues de. Cálculo e
detalhamento de estruturas usuais de concreto armado. Florianópolis: EDUFSCAR,
2004.
• RIBEIRO, Carmen Couto. Materiais de construção civil. 3. ed. Belo Horizonte: Ed.
UFMG, 2011.
• BEER, Ferdinand Pierre; JOHNSTON JR, E. Russell. Mecânica vetorial para
engenheiros: cinemática e dinâmica. 5. ed. V. 2, São Paulo: Makron Books, 1991.
• BERTOLINI, Luca. Materiais de construção: patologia, reabilitação, prevenção.
São Paulo: Oficina de Textos, 2010.
• BOTELHO, Manuel Henrique Campos. Concreto armado eu te amo. V.1, São
Paulo: Edgard Blucher, 2010.
• FREIRE, Wesley Jorge. Tecnologias e materiais alternativas de construção. São
Paulo: Ed. UNICAMP, 2004.
• US NAVY, Bureau. Construção Civil: teoria e prática. V. 1, São Paulo: Hemus, 2005.
INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DOS MATERIAIS
•Os materiais usados em construções se destinam a diversos fins,
tais como acabamentos, estruturas, de vedação,
impermeabilizantes, etc., sendo que cada um deles exige
características próprias para o fim a que se destinam.
•A disciplina de Materiais de Construção Civil I tem por finalidade,
essencialmente prática, estudar diferentes materiais utilizados
pelo Engenheiro, suas obtenções, suas propriedades e técnicas
de emprego, como elementos constituintes das edificações.
Materiais de Construção Civil I
•Para cumprir tal finalidade deve-se lançar mão da Ciência dos
materiais, que é o ramo da ciência que estuda os materiais, suas
propriedades, estrutura, performance, formas de caracterização
e processamento. Cada processamento modifica a estrutura do
material, alterando suas propriedades, que por sua vez delimitam
o seu desempenho.
Materiais de Construção Civil I
•Os materiais sempre tiveram um papel fundamental na vida da
humanidade. As civilizações antigas foram designadas de acordo
com o domínio dos materiais, idade da pedra, idade do ferro, etc.
No início o homem só tinha acesso aos materiais naturais, tais como
pedras, madeira, ossos e peles. A noção inicial baseava-se na
dureza. Após o domínio do fogo, tomou-se noção dos materiais
inflamáveis e não-inflamáveis bem como outras transformações
decorrentes da temperatura. Com o passar do tempo foi se
descobrindo a possibilidade de criação de novos materiais, como
cerâmica e outros metais. Em seguida os tratamentos térmicos e
outros processos tiveram grande importância.
Materiais de Construção Civil I
•As propriedades básicas variarão de material para material.
Compete ao engenheiro projetista de uma determinada obra
conhecer os materiais disponíveis, ter domínio de suas
propriedades básicas, em outras palavras, ter ciência dos
materiais, o que permitirá com o seu emprego obter uma obra de
aparência agradável quanto à sua forma, cor e acabamento,
apresentando solidez que garanta durabilidade e que tenha seu
custo bastante econômico.
Materiais de Construção Civil I
Assim, pode-se resumir que, na escolha de um material de
construção, os requisitos básicos que devem nortear o
engenheiro são:
•Atendimento aos objetivos para o qual se destina o material;
•Durabilidade;
•Economia.
Materiais de Construção Civil I
Os materiais de construção podem ser classificados em:
•Estruturais –são aqueles usados em estruturas ou com os quais
são executadas estruturas. Assumem, portanto, grande
importância em vista do problema de segurança da construção;
•Não estruturais –são materiais de aplicação em serviços sem
responsabilidade estrutural, embora em alguns casos possam
colocar em perigo a segurança da construção. São os materiais
de proteção (tintas, vernizes, etc.) ou os materiais de vedação
(tijolos, vidros, etc.).
Materiais de Construção Civil I
Quanto à origem os materiais de construção podem ser naturais
(pedra, areia, madeira, etc.), artificiais (cimento, vidro, aço, etc.) ou
combinados (argamassa de cal, argamassa de cimento, concreto,
etc.).
Quanto à composição química os materiais de construção
podem ser minerais–cerâmicos ou metálicos (cimento, tijolo, aço,
ligas metálicas, etc.) ou orgânicos (madeira, asfalto, plástico, etc.).
Materiais de Construção Civil I
CONTROLE DA QUALIDADE DOS MATERIAIS
A qualidade dos materiais pode ser controlada durante sua
produção ou após o produto pronto, como esquematizado a
seguir.
INDÚSTRIA
•inspeção visual
•lotes
•amostragem
•ensaio de qualificação
•decisão
Materiais de Construção Civil I
CANTEIRO
•controle matéria prima
•controle materiais
•controle execução
Materiais de Construção Civil I
CONTROLE DE RECEBIMENTO
CANTEIRO
•Através de ensaios de laboratórios
Emlaboratóriososensaiossedividemem:
Ensaiosgerais:físicosoumecânicos;
FÍSICOS
•massa específica porosidade
•permeabilidade
Materiais de Construção Civil I
•aderência
•dilatação térmica
•condutibilidade térmica e acústica
Materiais de Construção Civil I
MECANICOS
Estáticos
•tração
•compressão
•flexão
•torção
•cisalhamento
•desgaste
Materiais de Construção Civil I
Dinâmicos
•flexão
•tração
•compressão
Fadiga
•flexão
•Tração
•compressão
Materiais de Construção Civil I
•Macrografico
•Micrografico
TECNOLÓGICOS
•dobramento
•maleabilidade
•soldabilidade
•fusibilidade
Ensaios especiais: metalográficos ou tecnológicos.
METALOGRÁFICOS
Materiais de Construção Civil I
O PAPEL DA TECNOLOGIA NA ATUAL ENGENHARIA CIVIL
Atualmente,observa-seumavançonaconcepçãode
projetos,graçasaosconhecimentosextraídosdepesquisas
demateriaisedeprotótiposestruturais,quetêmlevadoos
engenheirosestruturistasaprojetaredimensionarestruturas
ondesãoexigidasaltastensõesdetrabalhoparaoconcretoe
aço,partindodopressupostoqueestasestruturasserão
muitobemexecutadas.
Materiais de Construção Civil I
Osengenheirosconstrutoressãotambémconduzidosalançar
mãodemodernosesofisticadosequipamentos,visando
prioritariamenteàrapidezdeexecução.
Paragarantiraqualidadedaexecução,oengenheiroconstrutor
deveexercernasmatériasprimasenoconcretooControleda
produção.
Ficaacargodosengenheirosfiscalizadoresapreocupaçãocom
aqualidadefinaldoprodutoeexercemoControledaaceitação.
Materiais de Construção Civil I
Osengenheirosconstrutoressãotambémconduzidosalançar
mãodemodernosesofisticadosequipamentos,visando
prioritariamenteàrapidezdeexecução.
Paragarantiraqualidadedaexecução,oengenheiroconstrutor
deveexercernasmatériasprimasenoconcretooControleda
produção.
Ficaacargodosengenheirosfiscalizadoresapreocupaçãocom
aqualidadefinaldoprodutoeexercemoControledaaceitação.
Materiais de Construção Civil I
Osengenheirosprojetistasdevemelaborarbonsprojetos
tecnológicos,queapresentemespecificaçõesestabelecendo
índicesdequalidadeparaosmateriais,queestesmateriais
possamserfacilmenteadquiridosouproduzidoseque
possuamdurabilidade.Associadosaosprojetosdevemser
elaboradosmanuaisparaexecuçãodaobraeparasua
manutençãoapósconcluída.
Materiais de Construção Civil I
NORMALIZAÇÃO
Éoprocessodeformulareaplicarnormasvisando:
•acessoautomáticoaatividadesespecíficas;
•otimizaçãoeeconomia;
•funcionalidade;
•segurança;
•benefícioeresguardodosinteresses,atendendopadrões
nacionaiseinternacionais.
Materiais de Construção Civil I
EVOLUÇÃO HISTÓRICA
Anormalizaçãosurgiudanecessidadedossereshumanosde
trocarprodutoseserviços.Eraprecisoavaliarumagrandezade
medidaatravésdacomparaçãocomumagrandezadamesma
espécie.Aprimeirainiciativafoiacomparaçãocomelementosda
natureza,taiscomo:pé,palmo,braço,passo,varaeassimpor
diante.
Materiais de Construção Civil I
Osistemafoievoluindogradativamenteeem29de
novembrode1800foiintroduzidanaFrançaa
regulamentaçãodosistemamétrico.Consistindodebarras
fundidascorrespondentesaopadrãodemedidaestipuladoe
queeradefinidocomosendoadécimamilionésimapartedo
quadranteterrestre.Anormalizaçãometódicaesistemática
desenvolveu-seapartirdoséculoXVIIIeXIX,como
descobrimentodasciênciasnaturaisedescobrimentos
técnicos(RevoluçãoFrancesa)edaRevoluçãoIndustrial,que
introduziuafabricaçãoemsérie,podendoseremlistadosos
seguinteseventosprincipais:
Materiais de Construção Civil I
1839 –Sir Joseph Whitworth –padronizou uma rosca para parafuso;
1873 –aparição das primeiras normas para chapas e fios;
1876 –Mevil Dewey desenvolve a classificação bibliográfica decimal;
1877 –editada norma para especificação e ensaio de cimento Portland;
1883 –fabricantes alemães criam os formatos normalizados de papel;
1898 –conferência internacional em Zurique adota a rosca SI;
1907 –na Suécia cria-se a primeira norma eletrotécnica;
1940 –fundação da ABNT –Associação Brasileira de Normas Técnicas;
1947 –fundação da ISO –International Standartization Organization;
1973 –criação do Sistema Nacional de Metrologia, Normalização e
Qualidade Industrial, no Brasil.
Cimento Portland
HISTÓRIA DO CIMENTO
Tecnicamente, podemos definir cimento como um pó fino, com
propriedades aglomerantes, aglutinantes ou ligantes, que
endurece sob a ação de água. A arquitetura monumental do Egito
Antigo já usava uma liga constituída por uma mistura de gesso
calcinado que, de certa forma, é a origem do cimento. As grandes
obras gregas ou romanas, como o Panteão e o Coliseu, foram
construídas com o uso de certas terras de origem vulcânicas, com
propriedades de endurecimento sob a ação da água.
Cimento Portland
O grande passo no desenvolvimento do cimento foi dado em 1756 pelo
inglês John Smeaton, que conseguiu obter um produto de alta
resistência por meio de calcinação de calcários moles e argilosos. Em
1818, o francês Vicatobteve resultados semelhantes aos de Smeaton,
pela mistura de componentes argilosos e calcários. Ele é considerado o
inventor do cimento artificial. Em 1824, o construtor inglês Joseph
Aspdinqueimou conjuntamente pedras calcárias e argila,
transformando-as num pó fino.
Cimento Portland
O CIMENTO NO BRASIL
NoBrasil,aprimeiratentativadeaplicarosconhecimentos
relativosàfabricaçãodocimentoPortlandocorreu
aparentementeem1888,quandoocomendadorAntônioProost
Rodovalhoempenhou-seeminstalarumafábricaemsua
fazendaemSantoAntônio,EstadodeSãoPaulo.
Posteriormente,váriasiniciativasesporádicasdefabricaçãode
cimentoforamdesenvolvidasAssim,chegouafuncionardurante
trêsmesesem1892umapequenainstalaçãoprodutoranailha
deTiriri,naParaíba.AusinadeRodovalhooperoude1897a
1904,voltandoem1907eextinguindo-sedefinitivamenteem
1918.
Cimento Portland
Em Cachoeiro do Itapemirim, o governo do Espírito Santo fundou,
em 1912, uma fábrica que funcionou até 1924, sendo então
paralisada, voltando a funcionar em 1936, após modernização.
Todasessasetapasnãopassaramdemerastentativasque
culminaram,em1924,comaimplantaçãopelaCompanhia
BrasileiradeCimentoPortlanddeumafábricaemPerus,
EstadodeSãoPaulo,cujaconstruçãopodeserconsiderada
comoomarcodaimplantaçãodaindústriabrasileirade
cimento.
As primeiras toneladas foram produzidas e colocadas no mercado
em 1926. Até então, o consumo de cimento no país dependia
exclusivamente do produto importado.
Cimento Portland
FABRICAÇÃO DO CIMENTO PORTLAND
O cimento é um dos materiais de construção mais utilizados na
construção civil, por conta da sua larga utilização em diversas fases da
construção. O cimento pertence à classe dos materiais classificados
como aglomerantes hidráulicos, esse tipo de material em contato com a
água entra em processo físico-químico, tornando-se um elemento
sólido com grande resistência à compressão e resistente à água e a
sulfatos. O cimento Portland é um material em forma de pó,
constituído de silicatos e aluminatos de cálcio. Estes materiais ao
serem misturados com água hidratam-se, endurecendo a massa e
tendo por conseqüência uma elevada resistência mecânica.
REQUISITOS EXIGIDOS PARA O CIMENTO PORTLAND
Asnormasdosdiversostiposdecimentoexigemqueestesatendam
obrigatoriamenteoslimitesestabelecidosparaosseguintesíndicesfísicos
equímicos:
Índices Químicos
Perda ao fogo –o cimento é aquecido à temperatura de 1000º C e nesta
condição é liberada a água de cristalização e os materiais carbonáticos, se
existirem. Por esta razão, este ensaio indica a prematura hidratação do
cimento e adição no cimento de materiais carbonáticosou outras
impurezas;
Índices Físicos
•Finura na peneira 0,075 mm (nº 200)
Ograudemoagemeotamanhodogrãoinfluinavelocidadede
reação,nocalordehidratação,naretraçãoeresistênciadocimento.
Cimentosmaisfinostêmmaioresresistênciasiniciais;
Área específica pelo permeabilímetro de Blaine
Este ensaio visa determinar o grau de moagem do cimento por meio da
determinação do tempo que o ar atravessa uma determinada
quantidade de cimento;
•Tempo de início e fim de pega
O período desde a adição da água até o início das reações com os
compostos é chamado de início de pega (aumento da viscosidade e
temperatura). Quando a pasta deixa de ser deformável tem-se o fim de
pega e início da resistência do cimento. A massa continua a aumentar a
coesão tendo-se então o endurecimento.
Quantomaisfinoogrãodocimentomaisrápidoéoiníciodepegae
maisdemoradooseufim.
Oaumentodatemperaturaaceleraasreações;baixastemperaturas
retardamasmesmas,sendoqueemtemperaturasabaixode0°Cas
reaçõessãoparalisadas.
Pegarápida–menosde30min–pegasemi-rápida–entre30e60
min–peganormal–maisde60min;
•Expansibilidadeaquenteeafrio
Este ensaio informa sobre a presença de substâncias expansivas no
cimento, tais como a magnésia cristalizada (periclase), ou se há uma
quantidade excessiva de cal livre.
•Resistência à compressão
Na maioria dos cimentos são especificadas as resistências máximas e
mínimas nas idades de 3, 7 e 29 dias de idade.
Classificação dos agregados
Osagregadospodemserclassificadosquanto:
•Àorigem;
•Àsdimensõesdaspartículas
•Àmassaunitária
•Composiçãomineralógica
Quanto à origem:
•Naturais-jásãoencontradosnanaturezasobaformadefinitivade
utilização:
areiaderios,seixosrolados,cascalhos,pedregulhos,...
Agregadosmiúdos.
Quanto à dimensão de suas partículas, a Norma Brasileira
(NBR 7211) define agregado da seguinte forma:
•Agregadomiúdo-Areiadeorigemnaturalouresultantedo
britamentoderochasestáveis,ouamisturadeambas,cujosgrãos
passampelapeneiraABNTde4,8mm(peneirademalhaquadrada
comaberturanominalde“x”mm,nestecaso4,8mm)eficam
retidosnapeneiraABNT0,150mm.
Areia.
•Agregadograúdo-oagregadograúdoéopedregulhonatural,
ouapedrabritadaprovenientedobritamentoderochas
estáveis,ouamisturadeambos,cujosgrãospassampela
peneiraABNT152mmeficamretidosnapeneiraABNT4,8
mm.
Classificação Granulométrica.
Classificação Granulométrica
Quanto à massa específica pode-se classificar os agregados
em leves, médios e pesados.
Massa específica.
•Granulometricamenteareiafina(entre0,06mme0,2mm),segundoaNBR
7211/83;
•Granulometricamenteareiamedia(entre0,2mme0,6mm),segundoaNBR
7211/83;
•Granulometricamenteareiagrossa(entre0,6mme2,0mm),segundoaNBR
7211/83.
Cascalho:também denominado pedregulho, é um sedimento fluvial de rocha ígnea,
formado de grãos de diâmetro em geral superior a 5 mm, podendo os grãos maiores
alcançar diâmetros até superiores a cerca de 100 mm. O cascalho também pode ser
de origem litorânea marítima.
O concreto executado com pedregulho é menos resistente ao desgaste e à tração do
que aquele fabricado com brita.
O pedregulho deve ser limpo, quer dizer, lavado antes de ser fornecido. Deve ser de
granulação diversa, já que o ideal é que os miúdos ocupem os vãos entre os graúdos.
• Areia de brita ou areia artificial: agregado obtido dos finos resultantes da
produção da brita, dos quais se retira a fração inferior a 0,15 mm. Sua graduação
é 0,15 /4,8mm.
retida/passante
• Fíler: agregado de graduação 0,005/0,075mm. Seus grãos são da mesma ordem
de grandeza dos grãos de cimento e passam na peneira 200 (0,075 mm). É
chamado de pó de pedra.
O fíler é utilizado nos seguintes serviços:
Preparação de concretos, para preencher vazios;
Adição a cimentos;
Preparação da argamassa betuminosa.
Agregados Industrializados:
Agregados Leves:
• Argila expandida: a argila é um material muito fino, constituído de grãos
lamelares de dimensões inferiores a 2 m, formada, em proporções muito variáveis,
de silicato de alumínio e óxidos de silício, ferro, magnésio e outros elementos.
O principal uso é como agregado leve para concreto, seja concreto de
enchimento, seja concreto estrutural ou pré-moldados.
O concreto de argila expandida, além da baixa densidade de 1,0 a 1,8, apresenta
muito baixa condutividade térmica –cerca de 15 x do concreto de britas de
granito.
Escória de alto-forno: é um resíduo resultante da produção de ferro gusa em
altos-fornos, constituído basicamente de compostos oxigenados de ferro, silício e
alumínio.
Finalidade dos agregados.
•Técnica:aumentararesistênciadasargamassaseconcreto
diminuindoaretração(diminuiçãodovolume).
•Econômica:reduziroconsumodeaglomerantesdecustosmais
elevados.
Exigências normativas da NBR 7211
a) Granulometria:É a ciência cujo objetivo é medir e determinar a forma do
grão do agregado.
•Elaéfeitanumasériedepeneirasnormalizadas,comaberturasdemalhas
quadradas,conformeespecificaçõesdaABNT.
•Oprocedimentodoensaioconsistenopeneiramentodoagregadoe
determinaçãodasporcentagensretidasemcadapeneira.
•Agranulometriadosagregadosécaracterísticaessencialparaestudo
dasdosagensdoconcreto.
•Paracaracterizarumagregadoé,então,necessárioconhecerquaissãoas
parcelasconstituídasdegrãosdecadadiâmetro,expressasemfunçãoda
massatotaldoagregado.Paraconseguiristo,divide-se,porpeneiramento,a
massatotalemfaixasdetamanhosdegrãoseexprime-seamassaretidade
cadafaixaemporcentagemdamassatotal.
b) Quanto à continuidade da curva de distribuição
granulométrica os agregados podem ser classificados:
•Contínua = S suave e alongado na horizontal
•Descontínua = Patamar horizontal
•Uniforme = S alongado na vertical
A granulometria continuaapresenta todas as frações em sua curva
de distribuição granulométrica sem mudança de curvatura (ideal da
norma).
A granulometria descontinuaapresenta ausência de uma ou mais
frações em sua curva de distribuição granulométrica
Granulometria.
c) Curva granulométrica: O conhecimento da curva granulométrica do
agregado, tanto graúdo quanto miúdo, é de fundamental importância
para o estabelecimento da dosagem dos concretos e argamassas,
influindo na:
•Quantidadedeáguaaseradicionadaaoconcreto,queserelaciona
comaresistênciae;
•Trabalhabilidadedoconcreto,seconstituindoemfatorresponsável
pelaobtençãodeumconcretoeconômico.
d) Peneiras (Série Normal e Série Intermediária): conjunto de peneiras
sucessivas, que atendem a NBR 5734, com as seguintes aberturas
discriminadas:
Peneiras Série Normal
e Série Intermediária.
e) Limites granulométricos do agregado miúdo.
Limites granulométricos do agregado miúdo.
f) Limites granulométricos do agregado graúdo
•ANBR7211classificaosagregadosgraúdossegundoatabelaabaixo:
Limites granulométricos
do agregado graúdo.
g) Módulo de finura (M
f): é a soma das porcentagens acumuladas em massa
de um agregado, nas peneiras da série normal, dividida por 100.
“quanto maior o módulo de finura, mais graúdo é o agregado”.
Omódulodefinuraémuitoimportanteparasaberdasdimensões
dosgrãos(superfícieespecifica).
Sua determinação serve para determinar a quantidade de:
•Cimento necessário para envolver os grãos e a;
•Necessidade de água de molhagem e esta relacionado com a
área superficial alterando a água de amassamento para certa
consistência.
DimensãoMáxima(D
m):grandezaassociadaàdistribuiçãogranulométrica
doagregado,correspondenteàaberturademalhaquadrada,emmm,àqual
correspondeumaporcentagemretidaacumuladaigualouimediatamente
inferiora5%emmassa.
Dimensão Máxima da brita.
Forma dos grãos: os grãos dos agregados não tem forma geometricamente
definida.
•Quantoàsdimensões:Comrelaçãoaocomprimento(l),largura(l)eespessura(e),
osagregadosclassificam-seemalongados,cúbicos,lamelaresediscóides,
conformesejamasrelaçõesentreastrêsdimensões,quedefinemsuaforma.
Calcários estratificados, arenitos tendem a produzir fragmentos alongados e achatados,
especialmente quando são usados britadores de mandíbula no beneficiamento.
Dimensão dos agregados.
•Quantoàconformaçãodasuperfície:
Partículasformadaspordesgastesuperficial
contínuotendemaserarredondadas,pelaperda
devérticesearestas,comoéocasodasareiase
seixosroladosformadosnosleitosdosrios,e
tambémnosdepósitoseólicosemzonas
marítimas,tendogeralmenteumaformabem
arredondada.Agregadosderochasbritadas
possuemvérticesearestabemdefinidosesão
chamadosangulosos.
Angulosos:quandoapresentamarestasvivase
pontas(britas);
Arredondados: quando não apresentam arestas vivas
(seixos)
•Quantoàformadasfaces:
Conchoidal:quandotemumaou
maisfacescôncavas;
Defeituoso:quandoapresentam
trechosconvexos.
A forma dos grãos tem efeito importante
no que se refere à compacidade, à
trabalhabilidade e ao ângulo de atrito
interno. A influência da forma é mais
acentuada nos agregados miúdos.
Substâncias:
• Torrões de Argila: São denominadas todas as partículas de agregado
desagregáveis sob pressão dos dedos (torrões friáveis). A presença de areias ou
argila, sob a forma de torrões é bastante nociva, para a resistência de concreto e
argamassas e o seu teor é limitado a 1,5 % .
• Material Pulverulento: as areias contém uma pequena percentagem de material
fino, constituído de silte e argila, e portanto passando na peneira de 0,075 mm.
Os finos, de um modo geral, quando presentes em grandes quantidades, aumentam a
exigência de água para uma mesma consistência. Os finos de certas argilas, propiciam
maiores alterações de volume nos concretos, intensificando sua retração e reduzindo sua
resistência.
A argila da areia pode ser eliminada por lavagem, porém poderá arrastar os grãos mais
finos da areia, reduzindo a trabalhabilidade
• 3% para concreto submetido a desgaste superficial
• 5% outros concretos
Impurezas Orgânicas: a matéria orgânica é a impureza mais frequente nas
areias. São detritos de origem vegetal na maior parte. São partículas
minúsculas, mas em grande quantidade chegam a escurecer a argila
BIBLIOGRAFIA.
•BAUER,L.ªF.“MateriasdeConstrução”volumes1e2,2000
EditoraLivrosTécnicoseCiêntíficos,SãoPaulo–SP.
•PETRUCCI,E.G.R.“MateriaisdeConstrução”,1998,Editora
globo,RiodeJaneiro–RJ.PETRUCCI,E.G.R.“Concretode
CimentoPortland1998,EditoraGlobo,RiodeJaneiro–RJ.
•RIBEIRO,C.C,PINTO,J.D,“MATERIAIS DE
CONSTRUÇÃO” ,EDCENGAGELEARNING,SÃOPAULO
,2009.
Propriedades do Concreto nos Estados Fresco e
Endurecido
PROPRIEDADES DO CONCRETO
O concreto deve ser analisado nestas duas condições: fresco e
endurecido.
•O concreto fresco é assim considerado até o momento em
que tem início a pega do aglomerante →período inicial de
solidificação da pasta (↑viscosidade↑ da T pasta).
•O concreto endurecido é o material que se obtém pela
mistura dos componentes, após o fim da pega do aglomerante →pasta
se solidifica completamente (resistência-anos).
Propriedades do concreto fresco
–TRABALHABILIDADE
–TEMPO DE TRABALHABILIDADE
–TEMPO DE PEGA
–COESÃO
TRABALHABILIDADE
Características e condições que o concreto possui para
ser adequadamente misturado, transportado, lançado e
adensado de uma maneira fácil e sem perda de
homogeneidade, para se obter um concreto com um
mínimo de vazios.
FATORES QUE AFETAM A TRABALHABILIDADE
FATORES INTERNOS
–Consistência: relação água/materiais secos;
–Traço: proporção cimento/agregados
–Granulometria: proporção agregado miúdo/agregado
graúdo;
–Forma dos grãos: forma angulosa ou arredondada;
–Aditivos plastificantes
Seixo, arredondado
e liso
Rocha britada,
alongada
Agregado leve,
anguloso e
rochoso
Rocha britada,
equidimensional
Rocha britada
chata
Agregado leve,
arredondado e
liso
FATORES QUE AFETAM A TRABALHABILIDADE
FATORES EXTERNOS
–Tipo de mistura: manual ou mecânica;
–Tipo de transporte: caçambas, bombas , calhas;
–Tipo de lançamento: pequenas ou grandes alturas: pás,
calhas;
–Tipo de adensamento: manual, vibratório, etc;
–Dimensões da peça a executar e armadura.
CONSISTÊNCIA
É a relativa mobilidade ou facilidade de o concreto
ou argamassa escoar.
•Em se tratando de trabalhabilidade está implícita a
necessidade de que uma mistura seja estável, não
segregue.
•Segregação: é a separação dos constituintes da mistura,
impedindo a obtenção de um concreto com características
uniformes razoáveis
Consistência é o maior ou menor grau de fluidez da
mistura fresca. O principal fator que influi na consistência é,
sem dúvida, o teor água/materiais secos (A %).
Teor de água/materiais secos é a relação entre o peso da
água e o peso dos materiais secos multiplicada por 100.
A% = Pag x 100
Pc + Pm
onde: Pag = peso da água
Pc = peso do cimento
Pm = peso do agregado miúdo + agregado graúdo
Em função de sua consistência, o concreto é classificado em:
•seco ou úmido -quando a relação água/materiais secos é baixa,
entre 6 e 8%;
•plástico -quando a relação água/materiais secos é maior que
8 e menor que 11%;
•fluido -quando a relação água/materiais secos é alta, entre 11 e
14%.
Um concreto de consistência plástica pode oferecer, segundo o
grau de sua mobilidade, maior ou menor facilidade para ser moldado e
deslizar entre os ferros da armadura, sem que ocorra separação de
seus componentes. São os mais usados nas obras em geral .
CONSISTÊNCIA
•Existem duas formas de segregação:
1º) Os grãos maiores tendem a se separarem dos demais,
quer depositando-se no fundo das fôrmas, quer quando se
deslocam mais rapidamente, no caso de concretos
transportados por calhas. Este tipo de segregação ocorre
muito em concretos pobres e secos.
2º) Separação total da pasta.
Este tipo de segregação ocorre em concretos com muita
água
A segregação pode ocorrer também como resultado de
vibração exagerada, devido a erros no lançamento ou
transporte do concreto;
•A segregação pode causar:
a) Enfraquecimento da aderência pasta-agregado;
b) Aumento da permeabilidade;
c) Diminuição de resistência mecânica.
Agregados com grande quantidade de partículas chatas e
alongadas produzem concreto com péssima
trabalhabilidade.
•Areias com módulo de finura em torno de 2,75 resultam em
concretos trabalháveis.
•Areias com deficiência de material fino, produzem
concretos áridos, difíceis de trabalhar.
A quantidade de finos deve ser a menor possível para
evitar consumo excessivo de água e a consequente
retração acentuada do concreto.
Mas a quantidade de finos deve ser tal que proporcione o
argamassamento suficiente para se obter o acabamento
superficial, o preenchimento interno entre os grãos e
também a coesão necessária.
ENSAIO DE ABATIMENTO –SLUMP TEST
A natureza da obra, o espaçamento entre as paredes das
fôrmas e a distribuição da armadura no seu interior impõem que
A consistência do concreto seja adequada .
Fixada a resistência, mediante o estabelecimento de
determinado valo r para a relação água/cimento , resta assegurar
à mistura uma consistência compatível com a natureza da
obra.
O processo de determinação de consistência mais utilizado
no Brasil, devido à simplicidade e facilidade com que é executado
na obra, é o ensaio de abatimento conhecido como Slump Test.
ENSAIO DE ABATIMENTO –SLUMP TEST
O equipamento para medição consta de um tronco de cone -Cone
de Abrams -com as medidas apresentadas na Figura
ENSAIO DE ABATIMENTO –SLUMP TEST
Na elaboração do ensaio, o cone deve ser molhado
internamente e colocado sobre uma chapa metálica, também
molhada. Uma vez assentado firmemente sobre a chapa, enche-se
o cone com concreto em três camadas de igual altura. Cada uma
dessas camadas é “socada” com 25 golpes, com uma barra de ferro
de 5/8”(16 mm).
Terminada a operação, retira-se o cone verticalmente e mede-
se o abatimento da amostra conforme ilustrado na Figura
ENSAIO DE ABATIMENTO –SLUMP TEST
ENSAIO DE ABATIMENTO –SLUMP TEST
Segundo a NBR 6118, a consistência do concreto deve estar de
acordo com as dimensões da peça a ser concretada, com a
distribuição da armadura no seu interior e com os processos
de lançamento e adensamento utiliza dos. As Tabelas 2.1 e 2.2
fornecem indicações úteis sobre os resultados do Slump Test.
CLASSIFICAÇÃO DO CONCRETO FRESCO
QUANTO AO ABATIMENTO
Tabela 2.1. Abatimento recomendado para diferentes tipos de obras
CLASSIFICAÇÃO DO CONCRETO FRESCO
QUANTO AO ABATIMENTO
Tabela 2.2. Índices de consistência do concreto em função de
diferentes tipos de obras e condições de adensa mento.
Propriedades do Concreto Endurecido
A massa específica do concreto endurecido depende do
adensamento e dos agregados utilizados na mistura.
•Concreto não adensado: 2100 kg/m³
•Concreto comprimido: 2200 kg/m³
•Concreto socado: 2250 kg/m³
•Concreto vibrado: 2300 a 2400 kg/m³
FATORES QUE
INFLUENCIAM NA
RESIST. MECÂNICA
a) Fator água/cimento
b) Tipo e teor de cimento (finura, composição química);
c) Água: deve estar sem impurezas;
d) Agregados: aderência à pasta de cimento (rugosidade,
tamanho dos grãos)
e) Cura: A função da cura é manter o concreto
saturado, ou o mais próximo possível da saturação, até
que o espaço ocupado pela água da pasta do cimento
tenha sido preenchido, no volume desejado, pelos
produtos da hidratação do cimento.
f) Grau de hidratação.
Quanto à RM do concreto endurecido, ou seja, a sua
capacidade de resistir às diversas condições de
carregamento a que possa estar sujeito quando em serviço,
destaca-se a resistência à compressão, à tração, à flexão e ao
cisalhamento .
O processo de endurecimento dos concreto s à base de
cimento Portland é muito longo, podendo levar mais de dois
anos. Com a idade o concreto endurecido vai aumentando a
resistência a esforços mecânicos.
Aos 28 dias de idade já adquiriu cerca de 75 a 90% de
sua resistência total. É na RM apresentada pelo concreto
endurecido 28 dias após a sua execução que se baseia o cálculo
dos elementos de concreto.
•Resistência à compressão
Chamamos de:
fc = a resistência à compressão do concreto;
ft = a resistência à tração simples no concreto;
ft’ = a resistência à tração na flexão do concreto.
A resistência à tração na flexão equivale,
aproximadamente, à quinta parte da resistência à compressão
do concreto; a resistência à tração simples é igual à décima parte
da resistência à compressão do concreto, assim expressa :
5%
Tração
Simples
Tração na
flexão
Chamamos de fck a resistência característica do concreto à
compressão , que é a resistência adotada para fins de cálculo.
Para a resistência à tração, a NBR 6118 permite a adoção, na falta
de determinação experimental, dos seguintes valores:
Sendo:
fck = a resistência característica à compressão;
ftk = a resistência característica à tração pura. (Tração simples)
temos que:
Para efeito de dosagem, a resistência adotada é chamada de fc28
(resistência de dosagem),que corresponde a resistência média do
concreto, ou seja, aquela que ocorre com probabilidade de 50%, a
qual é superior ao fck e assegura a resistência à compressão
determinada no projeto, no nível de probabilidade de 5%.
Vários são os fatores que influem na RM do concreto, dentre os
quais destacamos:
•fator água/cimento;
•idade;
•forma e granulometria dos agregados ;
•tipo de cimento;
•condições de cura.
O fator água/cimento (x) é a relação entre o peso de água (Pag) e
o peso de cimento (Pc) empregado no traço de um cimento.
A resistência de um concreto depende fundamentalmente do
fator água/cimento, isto é, quanto menor for este fator, maior será
a resistência do concreto. Mas, deve-se ter um mínimo de água
necessária para reagir com todo o cimento e dar trabalhabilidade ao
concreto.
Pode-se pois considerar a resistência do concreto como sendo
função principalmente da resistência da pasta de cimento
endurecida, do agregado e da ligação pasta/agregado.
Quando se trata de resistência à compressão, a resistência da
pasta é o principal fator. Por outro lado, é conhecida a influência da
porosidade da pasta sobre a resistência do concreto.
Como porosidade depende do fator água/cimento, assim como do
tipo de cimento. Pode-se dizer que para um mesmo tipo de cimento a
resistência da pasta depende unicamente do fator água/cimento.
Este também é um dos principais fatores determinantes da
resistência da ligação pasta/agregado.
Quem primeiro reconheceu essa relação de dependência foi
Abrams, em trabalho publicado em 1919. Baseando-se em
pesquisas
de laboratório, Abrams demonstrou que a resistência do concreto
dependia das propriedades da pasta endurecida, a qual, por sua vez,
era função do fator água/cimento.
A chamada Lei de Abrams é assim expressa :
onde:
R= resistência do concreto;
A e B = constantes empíricas;
x= fator água/cimento
Atualmente, a expressão resulta da ajustagem de dados
experimentais e tem larga aplicação na tecnologia do concreto,
apesar de a influência das propriedades dos agregados não haver
sido considerada na sua formulação .
A Lei de Abrams pode ser utilizada para avaliar a resistência à
compressão do concreto em função do fator água/cimento ,ou, o
que é mais comum no Brasil, para escolher o fator água/cimento
apropriado à obtenção da desejada resistência à compressão.
A influência da idade na resistência mecânica do concreto está
diretamente associada à resistência da pasta, que por sua vez é
determinada pelo tipo de cimento.
A resistência do agregado deve ser igual ou superior à
resistência do concreto que se pretende fabricar. Com relação à
ligação pasta/agregado, esta depende, basicamente, da forma, da
textura superficial e da natureza química dos agregados
A forma e a textura, podem alterar significativamente a área
específica dos agregados, influindo diretamente na ligação
pasta/agregado
Partículas que tendem à forma cúbica apresentam maior área
específica do que as que se aproximam da forma arredondada. De
igual modo, quando a textura superficial é rugosa, a resistência
mecânica do concreto aumenta consideravelmente, sobretudo nos
esforços de tração na flexão.
O mesmo efeito é obtido quando se reduz a dimensão máxima
característica do agregado graúdo.
Com relação à reatividade potencial, alguns agregados naturais
contendo sílica hidratada e certas rochas carbonatadas,
desenvolvem reações químicas de interação com os álcalis do
cimento Portland.
Em conseqüência, é possível produzir deteriorações por aumento
de volume em estruturas submetidas a condições de umidade
permanente.
Outro fator da maior relevância na resistência final do concreto a
esforços mecânicos é a cura -procedimento utilizado para
favorecer a hidratação do cimento →consiste no controle da T e
no movimento da água de dentro para fora e de fora para dentro
do concreto -visto que as condições de umidade e T,
principalmente nas primeiras idades, têm importância muito
grande para as propriedades do concreto endurecido.
Figura 1-topo de pilar de vertedouro de barragem afetado por
RAA
Figura 2-Detalhe de reação álcali-agregado: a seta indica
a borda de reação circundando o agregado graúdo
Quadro fissuratório provocado pela RAA, em bloco de sapata de um
edifício residencial: recuperação destas estruturas é cara e complexa.
Facilidade com que um fluido pode escoar
através de um corpo sólido.
Tanto a pasta de cimento como os agregados
têm alguma porosidade e, o próprio concreto
contém vazios decorrentes da dificuldade de
adensamento
que variam de 1% a 10% da mistura.
PERMEABILIDADE
A permeabilidade do concreto é menor quanto menor for
a relação água/cimento.
Quanto maior o grau de hidratação da pasta, com o
passar do tempo, menor o espaço disponível para o gel e,
consequentemente, menor a permeabilidade. Para que isso
ocorra, é fundamental a cura do concreto.
Se o agregado de um concreto tem baixa permeabilidade
a área onde o fluxo de água pode ocorrer é reduzida e, sua
presença prolonga o trajeto do fluxo, forçando -o a
circunscrever as partículas do agregado, contribuindo para
a redução da permeabilidade.
Por se tratar de um material alcalino, o concreto é atacado em
meios ácidos.
A própria atmosfera dos centros urbanos pode constituir
um meio agressivo, uma vez que a concentração de
poluente provoca chuvas ácidas ou em dias de muita
umidade, uma névoa com altos níveis de acidez
DURABILIDADE
As ações mecânicas, físicas e químicas atuando de forma
isolada ou combinada por meio do intemperismo natural
ou resultante de resíduos industriais, contribuem para a
redução da vida útil do concreto.
A redução da permeabilidade do concreto é uma medida
importantíssima do ponto de vista do aumento da
durabilidade do concreto.
O emprego de cimentos resistentes a sulfatos e com baixos
teores de C3A, também aumentam a vida útil do concreto.
RETRAÇÃO
A retração do concreto é a redução do volume em razão
da redução do teor de água.
Quando a retração ocorre no concreto ainda fresco
minutos após o adensamento, ela é chamada de retração
plástica e frequentemente é acompanhada por abertura
de fissuras.
A umidade do ar, a T, a velocidade do vento e o volume
da concretagem são fatores que influenciam neste tipo de
deformação.