concreto introdução
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Parte 2: Estudo das Propriedades do Concreto
Fresco
Curso: Introdução à Ciência dos Materiais Aplicados à Engenharia
Civil
Campus de Ilha SolteiraCampus de Ilha Solteira
Profa Dra. Mônica Pinto Barbosa
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CONCRETO
1. Aglomerado resultante da mistura de cimento, água, agregados miúdos e graúdos, e, eventualmente aditivos e/ou adições.
2. Material composto que consiste essencialmente de um meio contínuo aglomerante, dentro do qual estão mergulhados partículas ou fragmentos de agregados.
Definição:
O meio aglomerante é formado por uma mistura de cimento hidráulico e água.
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ESQUEMATICAMENTE
- argamassa + agregado graúdo concreto
- cimento + água pasta
- pasta + agregado miúdo argamassa
- concreto + armadura concreto armado
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Histórico:• Império Romano - Cimento pozolânico ( de origem
vulcânica): Cimento vem do termo latino coementum, que designava na velha Roma uma espécie de pedra natural de rochedos.
• 1817 - Invenção do Cimento Portland por Luis Vicat.• 1824 - Aspdin - França - Na ilha de Portland, consegue calcinar uma
parte de argila e três partes de pedra calcárea, moída até obter um pó fino - Cimento Portland.
• 1848 - Invenção do Concreto Armado por Lambot. Constrói um barco com argamassa de cimento reforçada com ferro.
• 1861 - Monier - França - Vaso de flores de concreto com armadura de arame
• 1898 - Intervenção do arq. Auguste Perret (o concreto armado na arquitetura moderna).
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"Ninguém pensaria em usar madeira em uma barragem, aço em pavimentação ou asfalto em estruturas de edifícios, mas o concreto é usado para cada uma dessas e em muitas outras utilizações em lugar de outros materiais de construção. Ele é usado para suportar, para vedar, para revestir e para preencher. Mais pessoas precisam conhecer melhor o concreto que outros materiais especializados." (J. Kelly)
•1902 - Mörsch - Alemanha - Teoria científica sobre o dimensionamento de peças de concreto armado. Os conceitos desenvolvidos por Mörsch são válidos ainda hoje;
•ANOS 60: SURGE O CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA (CAR) – CHIGAGO;
•ANOS 80 – CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO – com o aparecimento de novos tipos de aditivos superplastificantes;
•ANOS 90: CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL - JAPÃO
Atualmente é o material artificial mais consumido pelo homem no mundo.
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Classificação:•Em relação ao uso de armadura:Simples - sem barras de açoArmado - com barras de açoProtendido - com cabos de aços tracionados.
•Em relação à massa específica:Leve - massa < 1800 kg/m3Normal - + 2400 kg/m3Pesado - massa > 3200 kg/m3
•Em relação à resistência:Baixa resistência - < 20 MPaModerada - 20 a 40 MPaAlta resistência - > 40 MPa.
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TIPOS DE CONCRETO
CONCRETO CONVENCIONAL
CONCRETO DE ALTA RESISTÊNCIA (CAR)
CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO (CAD)
CONCRETO COM ADIÇÃO DE FIBRAS
CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL (CAA)
CONCRETO BOMBEÁVEL
CONCRETO PROJETADO
CONCRETO ROLADO OU CONCRETO COMPACTADO COM ROLO
CONCRETO COLORIDO,etc
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A ESTRUTURA DO CONCRETO
CONCRETO = PASTA + AGREGADOS + (zona de transição)
FASE PASTA•No concreto fresco, envolve os agregados, enchendo os vazios, dando possibilidade de manuseio.•No concreto endurecido, aglutina os agregados, dando ao conjunto: resistência, certa impermeabilidade estabilidade dimensional e durabilidade.
FASE AGREGADO•Predominantemente responsável pela massa específica, módulo de elasticidade, e estabilidade dimensional do concreto;•Pode influir na resistência e durabilidade do concreto;•O agregado também funciona como redutor de custos.
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O Concreto deve atender a:
1. Condições Técnicas:
TRABALHABILIDADE - Consistência
RESISTÊNCIA - Compressão, tração, flexão, desgaste.
DURABILIDADE - Impermeabilidade, constância de volume.
2. Condições econômicas:
Menor consumo de cimento.
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TraçoExpressão da composição do concreto.
Em massa, referente à unidade de massa de cimento.
1 : a : p : x
cimento:areia:pedra:água
Relações importantes:
1. Relação água/cimento
· Resistência e Durabilidade
2. Relação água/materiais secos
· Trabalhabilidade/consistência
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Relação água/cimento (a/c)
•Responsável pela Resistência e durabilidade do concreto.
Concretos fabricados com traços diferentes, porém com materiais de mesma procedência, relações água/cimento (a/c) e granulometrias iguais têm resistências iguais.
Relação água/materiais secos (A%)
•Responsável pela trabalhabilidade.
“A percentagem de água/materiais secos é praticamente independente do traço para uma dada trabalhabilidade, considerando o emprego dos mesmos materiais e a mesma distribuição granulométrica.”
Lei de
Lyse
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LEI DE LYSE
Onde: a= areia
p =pedra
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CONCRETO FRESCOConhecer o comportamento do concreto no estado plástico é muito importante. Para se obter concretos endurecidos de boa qualidade, é necessário que ele seja tratado cuidadosamente na fase plástica, uma vez que as deficiências geradas nesta fase resultarão em prejuízos para o resto da vida da peça fabricada, comprometendo a sua durabilidade.
A principal propriedade do concreto fresco :
Trabalhabilidade
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Definição de TrabalhabilidadeA palavra trabalhabilidade é um termo que se refere às propriedades do concreto no estado fresco, isto é, às
propriedades do concreto antes que se inicie apega e seu endurecimento.
A trabalhabilidade deve satisfazer certos critérios:
• A trabalhabilidade é só uma propriedade do concreto;• A trabalhabilidade será expressa quantitativamente em termos de uma ou mais constantes físicas;•Todas as constantes físicas devem ser expressas em termos de unidades fundamentais de massa, comprimento e tempo ou de unidades derivadas delas, tais como tensão de cisalhamento e taxa de cisalhamento;•As constantes devem ser tais que os valores de todas elas sejamnumericamente os mesmos para dois ou mais materiais.
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Principais Definições de Trabalhabilidade.
American Concrete Institute (ACI): propriedade do concreto ou argamassa noestado fresco que determina a facilidade e a homogeneidade com as quais o material pode ser misturado, lançado, adensado e acabado;
British Standards Institution → propriedade do concreto, argamassa ou semelhante no estado fresco que determina a facilidade com a qual o material pode ser manipulado e completamente adensado;
Association of Concrete Engineers (Japão) → propriedade do concreto ou argamassa no estado fresco que determina a facilidade com a qual o material pode ser misturado, lançado e adensado devido à sua consistência, a homogeneidade com a qual o concreto pode ser feito e o grau com qual o material pode resistir à separação de materiais.
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American Society for Testing and Materials (ASTM): atrabalhabilidade pode ser definida como “a propriedade que determina o esforço necessário para manipular uma quantidade de concreto fresco com uma perda mínima de homogeneidade”,
MEHTA & MONTEIRO : A trabalhabilidade é uma propriedade composta de pelo menos dois componentes principais: fluidez, que descreve a facilidade de mobilidade do concreto fresco; e a coesão, que descreve a resistência à exsudação ou à segregação
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Importância da Trabalhabilidade na Tecnologia dos Concretos
Qualidade do Concreto Fresco
Determinada por sua homogeneidade e pela facilidade com a qual esse material pode ser misturado, transportado, adensado e acabado.
Propriedades da Trabalhabilidade associadas à qualidade do material.
São elas: Capacidade de escoamento, capacidade de moldagem, coesão e compactabilidade.
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CAPACIDADE DE ESCOAMENTO: está relacionada com a consistência, uma vez que essa determina a facilidade com que um concreto escoa;
COESÃO: é uma medida da compactabilidade e da capacidade de acabamento, é geralmente avaliada pela facilidade de alisamento e pelo julgamento visual da resistência à segregação
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Fatores que Influenciam a Trabalhabilidade
• o tempo de manipulação das misturas;• as propriedades e as características dos cimentos e dos agregados;• a presença de qualquer adição mineral em substituição ao cimento;• a presença de qualquer adição química;• as proporções relativas dos materiais constituintes da mistura.
OBS: Os fatores não são independentes um dos outros em seus efeitos.
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Do ponto de vista reológico:
A trabalhabilidade dependente essencialmente dos fatores relacionados ao esqueleto dos agregados e da quantidade e fluidez da pasta usada quando da mistura de concreto.
Tempo de manipulação das misturas
O concreto fresco pode ser manipulado, lançado e adensado durante o período de indução da hidratação do cimento. Depois de completado esse
período, os parâmetros relacionados com a resistência mecânica e durabilidade começam a ser evidenciados.
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No entanto, a trabalhabilidade diminui com o tempo logo nos primeiros minutos após a mistura.
Mudanças nas propriedades reológicas com o tempo podem ocorrer devido:
• a fatores físicos (coagulação e reestruturação da microestrutura);
• a fatores químicos (hidratação do cimento e redução da quantidade de água livre).
Parâmetros-chave influenciando asmudanças com o tempo:
• a temperatura, • a composição da mistura, • a interação entre o aglomerante e o SP utilizado.
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CONCLUINDO: o tempo no qual o ensaio é desenvolvido torna-se muito importante em relação ao tempo no qual a mistura foi executada e o tempo no qual ela será utilizada.
PERDA DA TRABALHABILIDADE COM O TEMPO
Está relacionada à perda de abatimento, pode ser muito importante na prática, principalmente se a distância
entre a usina de concreto e a obra for considerável ou, ainda, se algum atraso imprevisto ocorrer. No caso de
regiões onde a temperatura ambiente é alta, o problema da perda da trabalhabilidade é particularmente agudo