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Propriedades do concreto endurecido Massa específica Concreto simples
2300 Kg/m³
Concreto armado
2500 Kg/m³
Concreto leve
300 a 1800 Kg/m³
Concreto pesado 2300 a 5000 Kg/m³
Propriedades do concreto endurecido Resistência a esforços mecânicos Sua resistência à compressão é da ordem de 10 vezes maior do que a de tração A tração na flexão é igual a duas vezes a tração simples
Relação água/cimento É o principal fator que afeta a resistência mecânica. Curva de Abrams Resistência à compressão, MPa
55,0
45,0
35,0
25,0
15,0
5,0 0,40
0,50
0,60
0,70
Relação água/cimento, l/kg
0,80
0,90
Idade fc28 (kgf/cm 2) 180 180 - 250 250 - 350 350 - 450 450
fc28 / fc7 1,50 1,40 1,35 1,30 1,25
fc7/ fc3 1,65 1,55 1,45 1,40 1,35
fc28 / fc3 2,50 2,25 2,00 1,80 1,70
Tipo de cimento composição química % da resistência em 365 Tipo de cimento para as idades de: 3 7 28 90 Portland comum 38 58 81 90 Alta resistência inicial 50 65 83 93 Moderada resistência aos sulfatos 35 51 77 93 baixo calor de hidratação 16 28 58 92
dias, 365 100 100 100 100
Fatores que influem na resistência do concreto Forma e graduação dos agregados Diâmetro máximo Granulometria Forma do grão
Dimensões dos corpos de prova Europa - corpo de prova cúbico América - corpo de prova cilíndrico
Dimensões dos corpos de prova Corpos de prova cilíndricos: ⌧relação h/d = 2 ⌧d = dimensão básica • • • •
d d d d
= = = =
10 15 25 45
cm cm cm cm
Dimensões dos corpos de prova Europa - corpo de prova cúbico América - corpo de prova cilíndrico Tabela de CEB - Comite Euro Internacional do concreto Coeficiente de correção ao Tipo de corpo Dimensões corpo de prova cilíndrico 15 x 30 de prova cm Limites de variação Valor Médio 15 x 30 1,00 Cilindrico 10 x 20 0,94 a 1,00 0,97 25 x 50 1,00 a 1,10 1,05 10 0,70 a 0,90 0,80 15 0,70 a 0,90 0,80 Cubo 20 0,75 a 0,90 0,83 30 0,80 a 1,00 0,90 15 x15 x 45 0,90 a 1,20 1,05 Prisma 20 x 20 x 60 0,90 a 1,20 1,05
Resistência à compressão Corpos de prova cilíndricos (10 x 20 ou 15 x 30 cm) Moldagem e cura ⌧NBR 5738 (MB - 2)
Ensaio ⌧NBR 5739 (MB - 3)
Determinações de ensaio NBR 5738 / 84 (MB - 2) A dimensão básica do molde (100, 150, 250 e 450 mm) é menor igual a 3 vezes a dimensão máxima característica do agregado. (d < 3D) Velocidade de aplicação da carga no ensaio (MB-3) 3,0 Kgf/cm² < v < 8,0 Kgf/cm² Duração da carga. Estado das superfícies de contato do corpo de prova com os pratos da máquina de ensaio. Teor de umidade dos corpos de prova. Influência do atrito nas superfícies de contato.
Resistência à tração na flexão Resistência à tração na flexão módulo de ruptura à flexão NBR 5738 ⌧aresta = d ⌧comprimento mínimo = c ⌧c = 3d + 50 mm
Resistência a tração por compressão diametral de corpos de prova cilíndricos Método Brasileiro NBR 7222
2
p σ = ftk = x π DxL CEB
ftk = 0 , 59 3 fck 2 ftk = 8 ,0 + 0 ,06 fck
NB - 1 (NBR 6118) ftk =
fck
para fck < 180 kgf/cm²
10
ftk = 0 , 06 fck + 7 , 0 kgf / cm ² para fck > 180 kgf/cm²
Permeabilidade e absorção
Permeabilidade e absorção O concreto é necessariamente poroso: Utilização de água em excesso Retração química = retração autógenea Ar aprisionado durante a produção
Permeabilidade e absorção Porosidade: Relaciona-se com a totalidade de vazios γab = Massa específica absoluta do concreto
γap = Massa específica aparente do concreto γ ab γ ap
Ms Vab Vab + v v = = = 1+ Ms Vab Vab Vap
v p= x100% Vab
γ ab p=( − 1) x100 γ ap γ ab − γ ap p= x100 γ ap
Absorção Relaciona-se com os vazios que tem comunicação com o exterior. É o processo físico pelo qual o concreto retém água nos poros e condutos capilares.
M H 2O , Abs. = M h − M s Mh − Ms A= x100 Ms
Permeabilidade Relaciona-se com a interconexão dos vazios através de canais e com a continuidade destes canais entre 2 superfícies opostas. É importante para Concretos em ambientes agressivos: ⌧água, ar, solos.
Concreto armado e aparente Estruturas hidráulicas
Fatores que afetam a porosidade a absorção e a permeabilidade Materiais constituintes água - quantidade, pureza cimento - composição, finura agregados miúdos e graúdos ⌧quantidade, tipo, diâmetro máximo, graduação, impurezas
Adições: - quimicamente ativas e quimicamente inertes
Métodos de preparação Mistura, lançamento, adensamento e acabamento.
Condições posteriores Idade, cura, condições dos ensaios.
Deformações Variações de volume a) Variação do volume absoluto dos elementos ativos que se hidratam. b) Variação do volume de poros internos, com ar ou água c) Variação do volume de material sólido inerte, inclusive o cimento hidratado.
b e c dependem de: Variações termo higrométricas Solicitações mecânicas
Deformações As deformações causadoras das mudanças de volume são grupadas em: Causadas pelas variações das condições ambientes: ⌧Retração ⌧Variações de umidade ⌧Variações de temperatura
Causadas pela ação de cargas externas ⌧Deformação imediata ⌧Deformação lenta
Deformações As deformações causam Fissuras ⌧Caminho aberto para agentes agressivos ⌧Diminuição da seção resistente
Esforços adicionais ⌧Em estruturas hiperestáticas
Deformações Deformações que ocorrem numa estrutura mediante a variação do teor de água. Retração - contração inicial que se verifica pela reação cimento e água. Mudanças de volume por variações de umidade devida a absorção e perda de água (expansões e contrações, respectivamente).
As deformações variam com: Consumo de cimento. Relação água/cimento. Tipo e graduação dos agregados. condições de exposição da estrutura.
Deformações causadas pelas variações de temperatura Causam contrações ou expansões pela redução ou elevação da temperatura Dependem dos coeficientes de contração ou dilatação linear, que indicam a variação da umidade de comprimento para a variação de 1ºC.
Fatores que afetam o coeficiente de dilatação térmica do concreto (α α) Tipo de agregado ⌧pedregulho, quartizito: ⌧granito, rochas ígneas: ⌧calcário:
α= 4 a 5 x 10-6/ºC α= 3 a 4 x 10-6/ºC α= 2 a 3 x 10-6/ºC
Manufatura do concreto Proporção cimento/agregados ⌧O coeficiente do cimento é maior que o do agregado
NB 1/78 item 8.2.7 ⌧α= 1 x 10-5/ºC
Deformações causadas por movimentos das fundações Variando se, desigualmente, a capacidade portante do subsolo, os recalques diferenciais que podem aparecer causam fissuração.
Módulo de elasticidade Material perfeitamente elástico e “Hookeano”
E = tgθ σ σ1 θ ε1
ε
σ = Exε
Módulo de elasticidade No concreto a equação de Bach explica melhor o seu comportamento m
σ = Exε
1,10 ≤ m ≤ 1,16
NB 1/78 - Projeto e execução de obras de concreto armado Módulo de deformação longitudinal à compressão
Ecj = 6600 f cj ( MPa)
f cj = f ck + 3,5MPa Coeficiente de Poisson ν = 0,2
Deformações causadas pela ação de cargas ε El Ei t0
Deformação imediata (Ei) Deformação lenta (El)
Tempo
Deformação lenta εer - Deformação elástica retardada
σ
εT - Deformação total ε1 - Fluência εe - Deformação elástica inicial
ε
ε1
εer εt
εe