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Associação Educativa Evangélica UniEvangélica Curso de Engenharia Civil Professora Moema Castro, MSc. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL I Anápolis, 2017/1. CONCRETO CONCRETO DE CIMENTO DE CIMENTO PORTLAND PORTLAND Bibliografia recomendada Capitulo 5 NEVILLE, A. M. Tecnologia do concreto; tradução: Ruy Alberto Cremmonini. – 2. ed. – Porto Alegre: Bookman, 2013. Capitulo 27 ISAIA, G. Materiais de construção civil e princípio de ciência e engenharia de materiais. Volumes 1. e 2. ed. São Paulo, SP: IBRACON, 2010. PROPRIEDADES DO CONCRETO FRESCO TRABALHABILIDADE CONSISTÊNCIA FATORE QUE AFETAM A TRABALHABILIDADE SEGREGAÇÃO EXSUDAÇÃO Sumário TRABALHABILIDADE E CONSISTÊNCIA Trabalhabilidade e Consistência Trabalhabilidade É a quantidade de trabalho interno útil necessário à obtenção do adensamento. Consistência 4 É a resistência da forma de uma substância ou a facilidade com que ela flui. No concreto é algumas vezes tomada como a medida do grau de umidade. Notas de aula Profª. MSc. Moema Castro

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Associação Educativa EvangélicaUniEvangélica

Curso de Engenharia CivilProfessora Moema Castro, MSc.

M A T E R I A I S D E C O N S T R U Ç Ã O C I V I L I

A n á p o l i s , 2 0 1 7 / 1 .

CONCRETO CONCRETO DE CIMENTO DE CIMENTO PORTLANDPORTLAND

Bibliografia recomendada

� Capitulo 5�NEVILLE, A. M. Tecnologia do concreto;

tradução: Ruy Alberto Cremmonini. – 2. ed. –Porto Alegre: Bookman, 2013.Porto Alegre: Bookman, 2013.

� Capitulo 27�ISAIA, G. Materiais de construção civil e

princípio de ciência e engenharia demateriais. Volumes 1. e 2. ed. São Paulo, SP:IBRACON, 2010.

PROPRIEDADES DO CONCRETO FRESCO

� TRABALHABILIDADE

� CONSISTÊNCIA

� FATORE QUE AFETAM A TRABALHABILIDADE

� SEGREGAÇÃO

� EXSUDAÇÃO

Sumário

TRABALHABILIDADE E CONSISTÊNCIA

� Trabalhabilidade e Consistência

� Trabalhabilidade

� É a quantidade de trabalho interno útil

necessário à obtenção do adensamento.

� Consistência

4

� É a resistência da forma de uma

substância ou a facilidade com que ela

flui. No concreto é algumas vezes tomada

como a medida do grau de umidade.

Notas de aula Profª. MSc. Moema Castro

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TRABALHABILIDADE E CONSISTÊNCIA

� Resistência à compressão do concreto� É afetada significativamente e negativamente

pela presença de vazios.

� Quanto maior a massa específica, maior aresistência à compressão.

� Por exemplo, 5% de vazios podem diminuir emcerca de 30% a resistência à compressão.

� Vazios no concreto

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� São bolhas de ar aprisionado ou espaçosdeixados após a saída da água excedente.

� Volume de vazios

� Ar aprisionado – a presença de bolhas de ar éregida pela granulometria das partículas finas namistura e pelo fato das bolhas serem maisfacilmente expelidas de misturas úmidas que secas.

� Água excedente – o volume depende somente darelação água/cimento da mistura.

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FATORES QUE AFETAM A

TRABALHABILIDADE

� Quantidade de água� A simples adição de água aumenta a

lubrificação entre as partículas.

� Tipo e granulometria do agregado� Partículas mais finas requerem mais

água para molhagem de suas grandessuperfícies específicas;

� A forma irregular e textura rugosa de

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Quantidade de água

Tipo e granulometria dosagregados

Relação agregado/cimento

Presença de aditivos

Finura do cimento

Tempo e temperatura

� A forma irregular e textura rugosa deum agregado anguloso demandam maiságua que um agregado arredondado.

� A porosidade ou absorção doagregado é também importante, já queparte da água de amassamento seráremovida daquela necessária à lubrificaçãodas partículas.

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FATORES QUE AFETAM A

TRABALHABILIDADE

� Relação agregado/cimento� A trabalhabilidade é governada pelas

proporções volumétricas de partículas dediferentes dimensões.

� Para uma relação água/cimento constante, atrabalhabilidade aumenta conforme a relaçãoagregado/cimento diminui devido àquantidade de água em relação à superfícietotal de sólidos ser aumentada.

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Quantidade de água

Tipo e granulometria dosagregados

Relação agregado/cimento

Presença de aditivos

Finura do cimento

Tempo e temperatura

total de sólidos ser aumentada.

� Exemplos:

� Uma relação elevada entre o volume deagregados graúdos em relação a agregadosmiúdos pode resultar em segregação e menortrabalhabilidade, obtendo-se uma misturaáspera e de difícil acabamento.

� Muito material fino resulta em maiortrabalhabilidade, mas uma mistura com excessode areia produz concretos menos duráveis.

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FATORES QUE AFETAM A

TRABALHABILIDADE

� Presença de aditivos� A incorporação de ar reduz a necessidade

de água para uma determinadatrabalhabilidade.

� Finura do cimento� Quanto mais fino o cimento, maior a

demanda de água.

� Tempo e temperatura

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Quantidade de água

Tipo e granulometria dosagregados

Relação agregado/cimento

Presença de aditivos

Finura do cimento

Tempo e temperatura

� Tempo e temperatura� O concreto fresco enrijece com o tempo,

mas isso não pode ser confundido com apega do cimento. Trata-se simplesmentede:� Absorção de parte da água pelos agregados;

� Perda por evaporação;

� Reações químicas iniciais.

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FATORES QUE AFETAM A

TRABALHABILIDADE

� Tempo e temperatura� O enrijecimento do concreto é medido

de maneira eficiente pela perda datrabalhabilidade com o tempo,conhecida como perda deabatimento que varia com:� a riqueza da mistura;

� o tipo do cimento;

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Quantidade de água

Tipo e granulometria dosagregados

Relação agregado/cimento

Presença de aditivos

Finura do cimento

Tempo e temperatura

� o tipo do cimento;

� a temperatura do concreto;

� a trabalhabilidade inicial.

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A temperatura mais elevada reduz a trabalhabilidade e

aumenta a perda de abatimento.

SEGREGAÇÃO

� Segregação pode ser definida com aseparação dos constituintes de umamistura heterogênea de modo que suadistribuição não seja mais uniforme.

� No concreto é a diferença entre asdimensões das partículas (e em algumasvezes a diferença entre a massa específicados constituintes da mistura), mas suaamplitude pode ser controlada pela escolha

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amplitude pode ser controlada pela escolhade granulometrias adequadas e cuidado nomanuseio.

� Forma de segregação:� Separação das partículas maiores das

partículas mais finas.

� Separação da pasta (cimento e água) damistura – ocorre principalmente em misturacom excesso de água.

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SEGREGAÇÃO

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Notas de aula Profª. MSc. Moema Castro

Exemplos de peças com concreto segregado

EXSUDAÇÃO

� É uma forma de segregação na qual parteda água da mistura tende a migrar para asuperfície do concreto recém-lançado.

� Apesar de dependente da quantidade deágua da mistura, a tendência à exsudaçãodepende muito das propriedades docimento.

� A exsudação é menor em cimentos mais finos

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A exsudação é menor em cimentos mais finose é afetada por alguns fatores químicos:

� Ocorre menor exsudação quando ocimento tem alto teor de álcalis, maior teorde C3A ou é adicionado cloreto de cálcio.

� Misturas ricas são menos propensas àexsudação que misturas pobres.

� Obtém-se a redução de exsudação pela adiçãode pozolanas ou pó de alumínio.

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EXSUDAÇÃO

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Notas de aula Profª. MSc. Moema Castro

Peças com concreto exsudado

EXSUDAÇÃO

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Notas de aula Profª. MSc. Moema Castro

Exsudação em concreto autoadensável

ABATIMENTO DE TRONCO DE

CONE

� Abatimento de tronco de cone� O ensaio e a aparelhagem consistem

em:� Dentro de um fôrma tronco-cônica de

diâmetro 100 a 200mm e altura de300mm, é colocada uma massa deconcreto em três camadas iguais,adensadas, cada uma com 25 golpes,

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adensadas, cada uma com 25 golpes,com uma barra de 16mm e 600mm decomprimento.

� Retira-se, devagar, o molde levantando-overticalmente e determina-se a diferençaentre a altura do molde e a da massa deconcreto após assentada.

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ABATIMENTO DE TRONCO DE

CONE

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Notas de aula Profª. MSc. Moema Castro

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ABATIMENTO DE TRONCO DE

CONE

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Notas de aula Profª. MSc. Moema Castro

Ensaio de abatimento de tronco de coneou em inglês “Slump Test”

ABATIMENTO DE TRONCO DE

CONE

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Notas de aula Profª. MSc. Moema Castro

Ensaio de abatimento de tronco de conepara concreto autoadensávelou em inglês “Slump Flow”

PROPRIEDADES DO CONCRETO

ENDURECIDEO

� RESISTÊNCIA MECÂNICA

� MASSA ESPECÍFICA

� POROSIDADE

� ABSORÇÃO

� DEFORMAÇÕES

Sumário

PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO

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� Resistência Mecânica� A resistência mecânica é, na grande

maioria das aplicações, a propriedadeque mais interessa no concreto.

� O concreto é um material que resistebem aos esforços mecânicos decompressão e mal aos de tração.� Sua resistência à tração é da ordem da

décima parte da resistência a

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décima parte da resistência acompressão.

� Nos ensaios de flexão obtêm-se tensõesde ruptura da ordem do dobro dastensões por tração.

� O concreto resiste mal ao cisalhamentoem virtude das tensões de tração que severificam em planos inclinados emrelação ao plano de cisalhamento.

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PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO

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� Resistência Mecânica

� Fatores de influência:

� Resistência da pasta

� Relação água/cimento da pasta(concreto)

� Resistência do Cimento Portland

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� Resistência do Cimento Portland

� Idade

� Teor de ar incorporado

�Resistência do agregado

�Compacidade do concreto

PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO

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� Resistência Mecânica

� fck - “Resistência característica

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� fck - “Resistência característicacompressão de projeto”

� Valor de referência que o projetista adotacomo base de cálculo, sendo associada aum nível de confiança de 95%.

PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO

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� Resistência Mecânica

Notas de aula Profª. MSc. Moema Castro

PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO

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� Resistência Mecânica

Notas de aula Profª. MSc. Moema Castro

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PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO

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� Massa Específica:

� Normalmente se utiliza a massa deunidade de volume, incluindo os vazios.Varia de 2.300 e 2.500kg/m³.

�Com a utilização de agregados leves épossível reduzir esse valor (da ordemde 1.800kg/m³).

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de 1.800kg/m³).

�Em alguns casos, especialmente paraparedes de salas de reatoresatômicos, usam-se concretospesados, em que o agregado graúdo ébarita ou magnetita, hematita, etc.(aproximadamente 3.700kg/m³).

PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO

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� Permeabilidade e Absorção� O concreto é um material que, por sua

própria constituição, é necessariamenteporoso, pois não é possível preencher atotalidade dos vazios do agregado com umapasta de cimento.

� Permeabilidade é a propriedade queidentifica a possibilidade de passagem deágua através do material.

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� A permeabilidade torna-se a principalpropriedade para os concretos que,expostos ao ar, sofrem ataques de águasagressivas ou a ação destrutiva dos agentesatmosféricos. Da mesma forma, assumeimportância essa propriedade nosconcretos de estruturas hidráulicas.

� Absorção é o processo físico pelo qual aágua penetra nos poros e condutoscapilares do concreto.

PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO

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� Deformações

� As deformações causadoras de mudança devolume podem ser agrupadas em:

� causadas pela variações ambientais, taiscomo: retração, variação de umidade evariação de temperatura.

� causadas pela ação de cargas externas que

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� causadas pela ação de cargas externas queoriginam: deformação imediata edeformação lenta (fluência).

� Tanto a retração quanto a fluência estãorelacionadas com o teor de pasta doconcreto, isso devido ao fato de que essesfenômenos ocorrem na pasta sendo oagregado um elemento que restringe essasdeformações.

PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO

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� Deformações por Retração

� A retração do concreto é uma redução do

volume do concreto ao longo do tempo,

sem a ação de forças externas.

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� Essa redução é devida à perda de água da

pasta de cimento e a alterações físico-

químicas internas.

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PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO

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� Deformações por Retração� No concreto fresco, a perda de água ocorre

por:

� exsudação, evaporação, percolação por juntas

dos moldes, absorção de água pelos

agregados, absorção de água pelas fôrmas ou

por alguma superfície em contato com a peça

concretada.

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concretada.

� Ela dá origem à chamada retração plástica.

� Essa perda de água pode ser controlada em

parte por um correto estudo de dosagem

experimental e em parte por

procedimentos adequados de concretagem,

adensamento e cura.

PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO

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� Deformações por Retração� No concreto endurecido, a perda de água

ocorre quando este é exposto em ambiente

com umidade relativa inferior a 100%.

� Ocorre então a chamada retração por

secagem ou retração hidráulica.

� A perda de água capilar ou livre é

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considerada a principal causa da retração

por secagem.

� A água de gel só é perdida em ambientes com

umidade relativa menor ou igual a 11%.

� A água de hidratação, que reagiu

quimicamente, só é perdida em ambientes

com temperaturas acima de 100°C.

PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO

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� Deformações por Retração� Mecanismos de retração do concreto

endurecido:

� Retração hidráulica ou de secagem

� Devido à evaporação da água livre ou capilarque gera tensões capilares importantes nosporos remanescentes do concreto (pasta) queainda possuem água.

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� Retração por hidratação do cimento ouretração química ou retração autógena

� O volume total dos produtos hidratados éinferior à soma dos volumes de cimento anidroe água.

� Retração por carbonatação

� Decorrente da reação do CO2 com compostoshidratados do cimento.

PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO

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� Deformações por Fluência� Deformação lenta:

� O aumento da deformação ou contração doconcreto, no tempo, e sob carga de longaduração (acima de 15 minutos), sem variaçãotérmica nem de UR.

� Deformação instantânea:

� O concreto sofre uma deformação inicial

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� O concreto sofre uma deformação inicialdevida à deformação “elástica” por ação daaplicação da carga (chamada de deformaçãoinstantânea < 15 minutos), uma deformaçãodevida à retração hidráulica e uma contraçãodiferida no tempo devida às cargas de longaduração.

� Esses fenômenos são interativos e unsinterferem nos outros.