Estrutura de Concreto

Concretagem - conceitos

Em uma estrutura de concreto armado, o material concreto possui duas funções básicas:

• Resistir aos esforços de compressão aos quais a estrutura está submetida
• Conferir proteção ao aço

Para que a estrutura de concreto atenda às especificações do projeto, além dos cuidados referentes à armadura, cimbramento e fôrmas, é preciso considerar uma série de fatores do próprio concreto, tais como: as propriedades dos seus materiais constituintes, a dosagem da mistura e a execução da concretagem. Se algum desses itens não for realizado adequadamente, há uma grande probabilidade de ocorrência de problemas na estrutura. Salienta-se que não há a possibilidade de compensar a deficiência em uma das operações com cuidados especiais em outra.

Você já deve ter questionado ao menos uma vez por que o concreto, com o passar do tempo, passa do estado pastoso a um material endurecido. Vejamos então como ocorre o endurecimento do concreto.

O cimento, ao entrar em contato com a água, reage quimicamente, passando por um processo de hidratação. Durante a hidratação, cada grão do cimento desdobra-se em inúmeras partículas, formando um sólido poroso denominado gel de silicato de cálcio hidratado. Como resultado dessa reação, o volume dos sólidos cresce dentro dos limites da pasta, produzindo embricamentos. Para a formação desses embricamentos, parte da água utilizada na mistura é utilizada. Essa “malha” reduz a porosidade do concreto e aumenta a sua resistência mecânica. Seguindo esse raciocínio, teremos uma maior resistência à compressão quanto maior a quantidade de embricamentos, pois obteremos um concreto menos poroso com estrutura mais compacta.

Esse processo é complexo e envolve diversas variáveis e, para avaliar a qualidade do concreto, é importante conhecer as suas propriedades, seja no estado fresco, desde o momento da colocação da água até o adensamento na fôrma; seja no estado endurecido, resistindo às ações solicitadas ao longo da vida útil.

Propriedades no estado fresco

No espaço de tempo que o concreto permanece plástico, as características de maior importância são: consistência, coesão e homogeneidade. A combinação dessas três características é denominada trabalhabilidade.

Trabalhabilidade é a propriedade do concreto associada a três características:
1. Facilidade de redução de vazios e de adensamento do concreto.
2. Facilidade de moldagem, relacionada com o preenchimento da fôrma e dos espaços entre as barras de aço.
3. Resistência à segregação e manutenção da homogeneidade da mistura, durante manuseio e vibração.

A trabalhabilidade é uma propriedade transitória que depende de diversos fatores, dentre os quais se destacam: as características e dosagens dos materiais constituintes e o modo de produção do concreto.

O ensaio de consistência deve iniciar em até 5 minutos da coleta da amostra e a trabalhabilidade deve ser controlada ao longo do intervalo de tempo entre a produção e a aplicação. Nenhum ensaio é capaz de fornecer uma avaliação completa da trabalhabilidade do concreto. O ensaio mais conhecido, que mede a consistência do concreto, é o denominado ensaio de abatimento do tronco de cone, mais conhecido como Slump Test.

O abatimento do concreto é uma das medidas de referência das características do concreto, motivo pelo qual seu valor costuma ser especificado no pedido do concreto. Fig.: Ensaio de abatimento de tronco de cone.

Propriedades no estado endurecido

Basicamente, o concreto endurecido deve apresentar resistência mecânica e durabilidade compatíveis com as condições do projeto e ao ambiente ao qual a estrutura fica exposta. Como obter a resistência desejada? Para obter a resistência especificada no projeto estrutural, vários fatores devem ser considerados:
• Para a dosagem do concreto, é importante ter a especificação da relação água / cimento, as características dos agregados e a especificação do cimento.
• Durante a execução, devem ser tomados cuidados no recebimento, transporte, lançamento, adensamento e cura.

Resistência característica do concreto (fck)

É o valor da resistência abaixo do qual é esperada a probabilidade de 5% de todas as medições possíveis da resistência especificada. Para o concreto, admite-se a distribuição normal de Gauss para as resistências mecânicas. O concreto de uma estrutura deve ser especificado através de sua resistência característica à compressão (fck), estimada pela moldagem e ensaios de corpos de prova cilíndricos aos 28 dias de idade.

Resistência à tração simples

Nas obras, geralmente não são realizados ensaios de resistência à tração do concreto. A sua determinação pode ser útil para procurar prevenir as fissuras no concreto, a partir do conhecimento das condições de carregamento e movimentações térmicas e higroscópicas. No Brasil, sua determinação deve obedecer às prescrições da norma NBR 7222 - Resistência à tração simples de argamassa e concreto por compressão diametral dos corpos-de-prova cilíndricos. Uma outra forma de determinar a resistência à tração é através da realização do ensaio de flexão simples.

Flexão à fadiga

Avalia a resistência do concreto quando submetido a ação de cargas repetidas. A capacidade do concreto em resistir aos esforços de tração por flexão se reduz à medida que aumenta o número de vezes que a carga atua. Dessa forma, a consideração dessa característica no projeto é extremamente importante, principalmente quando a estrutura receberá ações repetidas de cargas.

Atenção
Definir o abatimento do concreto não significa que a obra terá o concreto ideal para a execução da estrutura. É necessário um estudo em laboratório para a definição da dosagem do concreto antes de chegar a uma trabalhabilidade considerada satisfatória, podendo haver, ainda assim, ajustes posteriores no canteiro.

O controle da resistência à compressão do concreto permite avaliar se o que está sendo produzido corresponde ao que foi especificado no dimensionamento da estrutura. Durante a retirada da amostragem para o ensaio de resistência, utilize o concreto situado no terço médio do caminhão, ou seja, não permita que a amostra seja retirada nem no princípio nem no final da descarga da betoneira. O ensaio de resistência à tração por flexão é muito empregado para o controle de qualidade de pavimentos de concreto.

As deformações do concreto

Volume
As variações de volume do concreto podem ser oriundas de diversos fatores:
• Higrométricas - ocorrem devido à variação do teor de água e independe de causas externas.
• Químicas - retrações resultantes das reações químicas provocadas durante o processo de endurecimento do concreto.
• Térmicas - variações volumétricas ocasionadas pelo gradiente de temperatura.
• Mecânicas - ocasionadas pela ação de cargas.

Fluência
É a deformação lenta que cresce com o decorrer do tempo, quando uma carga é mantida. São diversos os fatores que afetam a fluência, dentre os quais se destacam:
• As condições ambientais, que com o aumento da temperatura e baixas umidades relativas, concorrem para seu aumento.
• A resistência da pasta, que, ao aumentar, reduz a fluência.
• A relação entre a tensão sobre o corpo-de-prova e a resistência da pasta que, aumentando, concorre para o aumento da fluência.
• A quantidade de pasta no concreto que, ao aumentar, concorre para o aumento da fluência. Na prática, a deformação instantânea e a retração hidráulica ocorrem simultaneamente na maioria das vezes, de modo que o tratamento de ambos conjuntamente é muito mais conveniente.