Propriedades e Composição do Concreto na Construção

Introdução

O concreto é o material mais usado na construção de estruturas de edificações e grandes obras viárias, como pontes, viadutos, passarelas, etc. É um material composto, constituído de cimento, água, agregado miúdo (areia) e agregado graúdo (pedra ou brita). O concreto também pode conter adições e aditivos químicos, com a finalidade de melhorar ou modificar suas propriedades básicas.

Composição do Concreto

• Concreto armado: concreto simples + material de boa resistência à tração (aço, bambu, etc.).
• Concreto simples: argamassa + agregados graúdos.
• Argamassa: pasta + agregados miúdos + aditivos.
• Pasta: aglomerante (cimento) + água.

Características Positivas

• Custo: deve ser avaliado o custo global, englobando mão de obra, materiais e equipamentos.
• Resistência ao fogo: deve resistir a elevadas temperaturas e manter-se intacto. Sem proteção adicional, resiste naturalmente de 1 a 3 horas de fogo.
• Adaptabilidade: permite variadas formas em seu estado fresco.
• Resistência a choques e vibrações: a massa e a rigidez minimizam estes itens, provocados por vento e uso. Problemas menores e controlados.
• Conservação: com qualidade, são resistentes a intempéries, agentes agressivos e ações atuantes. Mais importante: resistência do concreto e posição das armaduras com cobrimento mínimo.
• Impermeabilidade.

Características Negativas

• Baixa resistência à tração: apenas 10% do que resiste à compressão, gerando fissuras. Por isso, usa-se o aço.
• Formas e escoramentos: aumenta a necessidade de mão de obra e materiais.
• Baixa resistência por unidade de volume: elevado peso próprio.
• Alteração de volume: flechas, retração e fluência.

Resistência à Compressão

O fck é o valor mínimo acima de 95% dos resultados obtidos por ensaio (curva de Gauss). O concreto estrutural deve ser > 20 MPa.

Resistência à Tração

Ensaios de Tração Direta (até a ruptura), Compressão Diametral (cilindro comprimido horizontalmente) e Tração na Flexão (carga aplicada nos terços do corpo de prova, apresentando maior resistência).

Resistência de Cálculo

Obtida através de coeficientes de segurança que minoram os valores: Normais (1,4), Especiais (1,2) e Excepcionais (1,2).

Módulo de Elasticidade (Ângulo)

Fórmula: Eci = αe . 5600 . √fck

Valores de αe (Alfa): 1,2 (basalto e diabásio), 1,0 (granitos e gnaises), 0,9 (calcários) e 0,7 (arenitos).

Deformação do Concreto

• Retração: perda de água por evaporação. Deve-se aumentar o tempo de cura e utilizar juntas. A deformação específica de encurtamento do concreto no início do regime plástico (Ec2) é de 2,0‰ e a deformação específica de encurtamento na ruptura (Ecu) é de 3,5‰ = 0,85 . fcd (Efeito Rusch - resistência do concreto para carga de longa duração a 85%). Se Ecu > 3,5‰, o concreto rompe.
• Umidade: efeito desprezível.
• Temperatura: varia pela sua dimensão usando a fórmula ΔLc = αc . ΔT . L, sendo αc o coeficiente de dilatação térmica do concreto = 1,0x10⁻⁵/ºC. Pode-se minimizar com juntas de dilatação e inércia dos pilares na direção da deformação imposta.
• Direta: após a aplicação de cargas externas, linearmente ΔLc = εc . L.
• Lenta (Fluência): ocorre ao longo do tempo. ΔLc = εc . L, sendo εc = φ . L.