CONCRETO PROTENDIDO

CONCRETO PROTENDIDO 

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1. - CONCEITO DE CONCRETO PROTENDIDO

1.1 - DEFINIÇÃO DE PROTENSÃO

A protensão pode ser definida como o artifício de introduzir, numa estrutura, um estado prévio de tensões, de modo a melhorar sua resistência ou seu comportamento, sobre ação de diversas solicitações.

1.2 - PROTENSÃO APLICADA AO CONCRETO

O artifício de protensão tem importância particular no caso do concreto, pelas seguintes razões:

1. O concreto é um dos materiais de construção mais importantes. Seus ingredientes são disponíveis a baixo custo em todas as regiões habitadas na terra.
2. O concreto tem boa resistência a compressão.
3. O concreto tem pequena resistência a tração, da ordem de 10% de resistência à compressão. Além de pequena, é pouco confiável. De fato, quando não é bem executado sua retração pode provocar fissuras, que eliminam a resistência a tração do concreto, antes mesmo de atuar qualquer solicitação.

Sendo o concreto um material de propriedades tão diferentes a compressão e a tração, o seu comportamento pode ser melhorado aplicando-se uma compressão prévia (isto é, protensão) nas regiões onde as solicitações produzem tensões de tração.

O artifício da protensão, aplicada ao concreto, consiste em introduzir na viga esforços prévios que reduzam ou anulem as tensões de tração no concreto sobre a ação das solicitações em serviço. Nessas condições, minimiza-se a importância da fissuração como condição determinante de dimensionamento da viga.

A protensão do concreto é realizada, na prática, por meio de cabos de aço de alta resistência, tracionados e ancorados no próprio concreto.

Fig.1 - Viga de concreto armado convencional, sujeita a uma solicitação de flexão simples. A parte superior da seção de concreto é comprimida e a inferior é tracionada, admitindo-se fissurada para efeito de análise. Os efeitos de tração são resistidos pelas armaduras de aço.

Fig.2 - Aplicação de um estado prévio de tensões na viga de concreto, mediante cabos de aço esticados e ancorados nas extremidades. P = esforço transmitido ao concreto pela ancoragem do cabo, geralmente denominado esforço de protensão.

Como as tensões de tração são desprezadas por causa da fissuração do concreto, verifica-se que uma parte substancial da área da seção da viga não contribui para inércia da mesma. Com a protensão aplicam-se tensões prévias de compressão que pela manipulação das tensões internas, pode-se obter a contribuição da área total da seção da viga para a inércia da mesma.

Sendo os cabos de aço tracionados e ancorados, pode-se empregar neles aços com alta resistência , trabalhando com tensões elevadas, assim temos:

• concreto com elevada resistência a compressão,
• aços com elevada resistência a tração,

O estado prévio de tensões, introduzido pela protensão na viga de concreto, melhora o comportamento da mesma, não só para solicitações de flexão, como também para solicitações de cisalhamento.

1.3 - ARMADURAS DE VIGAS PROTENDIDAS

As armaduras de vigas protendidas são de dois tipos:

- armaduras protendidas;

- armaduras não protendidas.

As armaduras protendidas são constituídas pelos cabos de aço, pré esticados e ancorados nas extremidades. Os diversos tipos de armaduras protendidas serão analisados mais adiante.

As armaduras não protendidas são constituídas pelos vergalhões usuais de concreto armado, utilizados nas seguintes posições:

1. Armaduras longitudinais, geralmente denominadas suplementares; destinam-se a melhorar o comportamento da viga e controlar a fissuração da mesma, para cargas elevadas.
2. Armaduras da alma, geralmente constituídas por estribos, e denominadas armaduras transversais; destinam-se a resistir aos esforços de cisalhamento.
3. Armaduras locais, nos pontos de ancoragem dos cabos de protensão, denominadas armaduras de fretagem;destinam-se a evitar ruptura local do concreto nos pontos sujeitos a tensões muito elevadas.
4. Armaduras regionais, denominadas armaduras de introdução de tensões; destinam-se a garantir o espalhamento de tensões, aplicadas localmente, para a seção total da viga.

1.4 - COMPORTAMENTO DE VIGAS PROTENDIDAS SOB AÇÃO DAS SOLICITAÇÕES

Sob ação de cargas, uma viga protendida sofre flexão, alterando-se as tensões de compressão aplicadas previamente. Quando a carga é retirada, a viga volta à sua posição original e as tensões prévias são restabelecidas.

Se as tensões de tração provocadas pelas cargas forem inferiores às tensões prévias de compressão, a seção continuará comprimida, não sofrendo fissuração.

Sob ação de cargas mais elevadas, as tensões de tração ultrapassam as tensões prévias, de modo que o concreto fica tracionado e fissura. Retirando-se a carga, a protensão provoca o fechamento das fissuras.

1.5 - SENTIDO ECONÔMICO DO CONCRETO PROTENDIDO

As resistências de concreto, utilizadas em concreto protendido, são duas a três vezes maiores que as utilizadas em concreto armado. Os aços utilizados nos cabos de protensão têm resistência três a cinco vezes superiores às dos aços usuais de concreto armado.

O sentido econômico do concreto protendido consiste no fato de que os aumentos percentuais de preços são muito inferiores aos acréscimos de resistência utilizáveis, tanto para o concreto como para o aço de protensão.

1.6 - VANTAGENS TÉCNICAS DO CONCRETO PROTENDIDO

1. Reduz as tensões de tração provocadas pela flexão e pelos esforços cortantes.
2. Reduz a incidência de fissuras.
3. Reduz as quantidades necessárias de concreto e aço, devido ao emprego eficiente de materiais de maior resistência .
4. Permite vencer vãos maiores que o concreto armado convencional; para o mesmo vão, permite reduzir a altura necessária da viga.
5. Facilita o emprego generalizado de pré-moldagem, uma vez que a protensão elimina a fissuração durante o transporte das peças.
6. Durante a operação da protensão, o concreto e o aço são submetidos a tensões em geral superiores às que poderão ocorrer na viga sujeita às cargas de serviço. A operação de protensão constitui, neste caso, uma espécie de prova de carga da viga.

1. - SISTEMAS DE APLICAÇÃO DA PROTENSÃO

2.1 - INTRODUÇÃO

A protensão do concreto é feita por meio de cabos de aço, que são esticados e ancorados nas extremidades.

Os cabos de aço, também denominados armaduras de protensão, podem ser pré-tracionados ou pós-tracionados.

As vigas com armaduras pré-tracionadas são executadas seguindo os esquemas da Fig.3. A armadura protendida fica aderente ao concreto, em toda a extensão da viga.

Nas vigas com armaduras pós-tracionadas, os cabos são esticados após a cura do concreto. A armadura protendida é ancorada nas extremidades, podendo ficar aderente ao concreto, ao longo da viga, por meio de uma injeção de nata de cimento.

Os sistemas com armaduras pré-tracionadas são mais adequados para instalações fixas (fábricas). Os sistemas com armaduras pós-tracionadas são mais utilizados quando a protensão é realizada na obra.

Fig. 3 – a) as armaduras de aço (1) são esticadas entre dois encontros (2), ficando ancoradas provisoriamente nos mesmos; b) o concreto (3) é colocado dentro das fôrmas, envolvendo as armaduras; c) após o concreto haver atingido resistência suficiente, soltam-se as ancoragens dos mesmos (2), transferindo-se a força para a viga, por aderência (4) entre o aço e o concreto.

2.2 - SISTEMAS COM ARMADURAS PRÉ-TRACIONADAS

Os sistemas com armaduras pré-tracionadas são geralmente utilizados em fábricas, onde a concretagem se faz em instalações fixas, denominados leitos de protensão. Os leitos são alongados, permitindo a produção simultânea de diversas peças.

A Fig.4 mostra a seqüência construtiva de vigas com armaduras pré-tracionadas, em um leito alongado com capacidade para três vigas. A ancoragem das armaduras no concreto faz-se por aderência, num comprimento de ancoragem lbp (Fig.5). Quando a tensão na armadura é reduzida, ela tende a voltar ao seu diâmetro sem carga (o); o aumento do diâmetro mobiliza atrito no concreto, o que auxilia a ancoragem.

Fig.4 – As armaduras (1) são colocadas atravessando os montantes (2), e fixando-se em placas de ancoragem (3), por meio de dispositivos mecânicos (4), geralmente constituídos por cunhas. A placa de ancoragem da esquerda é fixa, a da direita é móvel. Com auxílio de macacos de longo curso, esticam-se as armaduras, empurrando-se a placa de ancoragem móvel, até se alcançar o esforço de protensão desejado; a placa de ancoragem móvel é então fixada por meio de calços(5) mantendo as armaduras esticadas. O concreto (6) é compactado dentro das fôrmas, envolvendo as armaduras protendidas, que ficam aderentes. Após a cura do concreto, os macacos são recolocados em carga na placa de ancoragem móvel, retirando-se lentamente a tensão nas armaduras. A seguir, as armaduras são cortadas, junto às faces de viga. Como o encurtamento das armaduras é impedido pela aderência das mesmas com o concreto, resulta que as vigas ficam protendidas. No desenho da figura, são fabricadas simultaneamente três vigas de concreto protendido (6).

lbp

Fig.5 – Esquema de um fio pré-tracionado ancorado no concreto (lbp = comprimento de ancoragem por aderência; Ø0diâmetro da armadura sem carga; Ø1 = diâmetro da armadura protendida).

O comprimento da ancoragem (lbp) varia com a qualidade do concreto, a superfície da armadura, a tensão de protensão etc. Os comprimentos obtidos experimentalmente variam de 100 Ø a 140 Ø para fios entalhados, 45 Ø a 90 Ø para cordoalhas de sete fios.

O esquema de protensão da Fig. 4 com armaduras retilíneas, pode ser modificado de modo que as armaduras tenham uma trajetória poligonal no interior de cada viga (Fig.6).

As vigas com armadura poligonal são mais eficientes, pois a excentricidade da armadura é maior no meio do vão, onde atuam maiores momentos fletores.

Fig.6 – Esquema de execução de vigas com armaduras pré-tracionadas poligonais em leito alongado, permitindo a execução simultânea de várias vigas, em série. 1 – armaduras pré-tracionadas; 2 – placa de ancoragem; 3 – concreto de viga; 4 – pontos de apoio das armaduras poligonais; 5 – pontos de rebaixamento das amaduras poligonais.

2.3 - SISTEMAS COM ARMADURAS PÓS-TRACIONADAS

Nos sistemas com armaduras pós-tracionadas, as armaduras de protensão são esticadas após o endurecimento de concreto, ficando ancoradas na face do mesmo.

Estes sistemas podem apresentar uma grande variedade, dependendo dos tipos de cabos, percursos dos mesmos na viga, tipos e posicionamentos das ancoragens etc.

2.4 - CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS DE ARMADURAS PÓS-TRACIONADAS

Quanto à posição relativa entre os cabos e a peça de concreto, podem ser distinguidas duas categorias: cabos internose cabos externos à viga.

Os cabos internos podem apresentar uma trajetória qualquer, sendo geralmente projetados com uma seqüência trechos retilíneos e curvilíneos.

Os cabos externos são geralmente retilíneos ou poligonais; neste último caso, os desvios do cabo são feitos em selas de apoio, colocados lateralmente à viga.

Quanto à ligação entre as armaduras protendidas e o concreto, existem duas categorias de cabos: cabos aderentes e cabos não-aderentes.

Nos cabos internos aderentes, utilizam-se bainhas metálicas, que podem ser lisas ou onduladas.

Os cabos internos com bainhas de papel ou de plástico (lisos) são considerados não-aderentes.

Os cabos externos, sem ligação direta com a viga ao longo do cabo, são evidentemente do tipo não-aderente; esse tipo de cabo é muito utilizado em projeto de reforço de obras.

3 - MATERIAIS UTILIZADOS EM CONCRETO PROTENDIDO

1. Os principais materiais utilizados em concreto protendido são:
2. concreto
3. armaduras não-protendidas
4. armaduras protendidas

3.1 - CONCRETO
As principais propriedades mecânicas do concreto acham-se relacionadas com sua resistência à compressão simples(fck). Essa resistência é usualmente determinada em ensaios de ruptura de corpos de prova padronizados.
A resistência à tração simples do concreto (fct) pode ser determinada em ensaios de tração simples de corpos de prova prismáticos em cujas extremidades são coladas peças metálicas onde se prendem as garras da máquina de ensaio.

3.2 - ARMADURAS NÃO-PROTENDIDAS

As armaduras não protendidas são realmente formadas pelos vergalhões usualmente empregados em concreto armado. Em estruturas protendidas, essas armaduras recebem as designações de convencionais ou suplementares

Os aços empregados como armadura suplementar são designados pelas letras CA (concreto armado) seguidos do valor característico do limite de escoamento em kgf/mm².

As armaduras não protendidas podem também ser constituídas por aços de alta resistência (designação CP), aplicados sem protensão. Esse emprego é, entretanto, pouco corrente, devido ao maior custo dos aços tipo CP.

3.3 - ARMADURAS PROTENDIDAS

Os aços utilizados como armaduras de protensão podem ser divididos em três categorias:

-Fios trefilados de aço carbono, com diâmetros variando entre 3mm e 8mm, fornecidos em rolos ou bobinas com grande comprimento de fio.

-Cordoalhas, constituídas por fios trefilados, enrolados em forma de hélice, como uma corda; são também fornecidas em bobinas, com grande comprimento.

-Barras de aço baixa liga, laminadas a quente, fornecidas em peças retilíneas de comprimento limitado.

As principais propriedades mecânicas dos aços de protensão são as seguintes:

-Limite de elasticidade, maior tensão. O limite de elasticidade é definido, convencionalmente, como a tensão que produz uma deformação unitária de 0,01%.

- Limite de escoamento convencional à tração, igual à tensão para a qual o aço apresenta uma deformação unitária residual de 0,2%, após descarga.

- Módulo de elasticidade, inclinação da parte elástica do diagrama.

- Resistência à ruptura por tração, igual ao esforço de ruptura da barra dividido pela área de seção inicial (área da seção com carga zero).

- Alongamento unitária de ruptura.

Os aços de protensão são geralmente designados pelas letras CP (Concreto Protendido), seguidas da resistência característica à ruptura por tração, em kgf/mm².

As armaduras protendidas, ancoradas com tensões elevadas apresentam, com o passar do tempo, uma perda de tensão devida à relaxação normal (RN).

Nos fios e cordoalhas pode-se fazer um tratamento termo-mecânico que reduz a perda por relaxação, sendo o aço denominado de relaxação baixa (RB). O tratamento consiste em aquecimento a 400° C e tracionamento até a deformação unitária de 1%.

Os aços de protensão devem sempre ser instalados com tensões elevadas, a fim de que as inevitáveis perdas de protensão representem um percentual moderado da tensão aplicada (em geral 20% a 30%). Nessas condições, os esforços de protensão efetivos, atuando sobre o concreto, representarão cerca de 70% a 80% do esforço inicial instalado.

As tensões nas armaduras protendidas são entretanto limitadas a certos valores máximos, a fim de se reduzir o risco de ruptura dos cabos, e também de evitar perdas exageradas por relaxação do aço.

4 - EQUIPAMENTOS DE PROTENSÃO

4.1 - EQUIPAMENTOS PARA ARMADURAS PRÉ-TRACIONADAS

Nas peças de concreto protendido com armaduras pré-tracionadas, a ancoragem se faz por aderência com o concreto. As armaduras são tracionadas, por meio de macacos ou talhas; o concreto é compactado envolvendo as armaduras protendidas; após a cura do concreto, soltam-se as amarras que prendem as armaduras, transferindo-se os esforços para o concreto, por aderência.

4.2 - EQUIPAMENTOS PARA ARMADURAS PÓS-TRACIONADAS

Tipos mais usuais de armaduras pós tracionadas

No estágio atual de industrialização dos processos de protensão, as armaduras mais usuais são formadas por cordoalhas ou por barras.

As armaduras pós-tracionadas são geralmente colocadas no interior do concreto, ficando isoladas do mesmo por meio de bainhas; as bainhas permitem o alongamentos das armaduras, na ocasião da protensão, que é realizada após a cura do concreto. Uma vez esticados e ancorados os cabos, as bainhas são geralmente injetadas com nata de cimento, a qual desempenha duas funções essenciais:

1. Estabelecer um grau de aderência mais ou menos eficaz, entre as armaduras protendidas e o concreto;
2. Oferecer protensão mecânica e química para as armaduras, impedindo a corrosão das mesmas.

4.3 - BAINHAS PARA ARMADURAS PÓS-TRACIONADAS

As bainhas são geralmente fabricadas com chapas metálicas, podendo ser lisas ou onduladas. As bainhas onduladas são de uso mais corrente, permitindo realizar com facilidade as curvas indicadas no projeto. As bainhas devem atender as seguintes condições:

1. Terem resistência e estanqueidade suficientes para impedir entrada de nata de cimento em seu interior, durante a concretagem.
2. Permitem os alongamentos dos cabos, durante a protensão com atrito reduzido.
3. Terem área suficiente para permitir boa acomodação dos cabos e passagem da nata de injeção.

4.4 - CABOS DE FIOS TREFILADOS

Os primeiros cabos utilizados para protensão foram feitos com fios trefilados. O engenheiro francês Eugene Freyssinet inventou as famosas ancoragens com cunha central, que constituíram o produto básico da indústria de protensão durante muitos anos.

4.5 - CABOS E CORDOALHAS

As cordoalhas de uso mais corrente são as de 7 fios, com diâmetro nominal 1/2” ou 5/8”. Os cabos são constituídos por cordoalhas, colocadas lado a lado, no interior das bainhas. Nas ancoragens, cada cordoalha é presa individualmente por meio de cunhas encaixadas em furos cônicos.

A protensão é feita por meio de macacos furados, que se apóiam na placa de ancoragem ou na placa de apoio.

As ancoragens que permitem o esticamento dos cabos denominam-se ancoragens vivas ou ativas. Quando os cabos são protendidos nas duas extremidades, utiliza-se em ambas ancoragens ativas. Muitas vezes a protensão é efetuada apenas em uma extremidade do cabo, o que permite o emprego de apenas um macaco. As ancoragens dos lados não protendidos denomina-se ancoragens mortas ou passivas, que podem ser constituídas por ancoragens ativas com cunhas pré-cravadas, por laços ou alças nas cordoalhas, ou por aderência e atrito entre as cordoalhas e o concreto.

4.6 - ARMADURAS DE PROTENSÃO EM BARRAS

As barras de protensão são utilizadas individualmente, cada cabo formado por uma barra dentro de uma bainha.

As operações de protensão e injeção dos cabos de barras são análogas as dos cabos de cordoalhas. As barras são fabricadas em comprimentos limitados a cerca de 12 m, para fins de transportes, de modo que, em cabos longos, é necessário emendar as barras, com auxílio de luvas rosqueadas.

4.7 - INJEÇÃO DOS CABOS PÓS-TRACIONADOS

Os cabos protendidos no interior de bainhas são injetados com uma nata de cimento, que protege as armaduras e estabelece um grau de aderência entre os cabos e o concreto.

A nata de injeção deve ser homogênea, com consistência de tinta espessa. Em geral, obtém-se uma nata adequada misturando-se cimento e água, na proporção de 1:0,4 em peso, acrescentando-se um aditivo plastificante e expansor.

5 - TRAÇADO GEOMÉTRICO DAS ARMADURAS DE PROTENSÃO

5.1 - PEÇAS PROTENDIDAS COM ARMADURAS PRÉ-TRACIONADAS

Nas peças protendidas com armaduras pré-tracionadas, o traçado geométrico das armaduras é, em geral, muito simples, em decorrência do próprio processo construtivo. As armaduras são retilíneas ou poligonais.

5.2 - PEÇAS PROTENDIDAS COM ARMADURAS PÓS-TRACIONADAS

Nas peças protendidas com armaduras pós-tracionadas, colocadas no interior de bainhas flexíveis, os cabos podem assumir uma forma qualquer, evitando-se entretanto um grande número de curvas, para limitar as perdas por atrito.

Fig. 7 – Tipos de cabos de protensão utilizados em vigas simplesmente apoiadas:

1. cabo retilíneo, ancorado nas faces extremas da viga.
2. Cabo curvo, ou parte retilíneo e parte curvilíneo, ancorado nas faces extremas da viga.
3. Nicho de ancoragem ativa, na face extrema da viga.
4. Cabo curvo, ou parte retilíneo e parte curvilíneo, ancorado na parte superior da viga.
5. Nicho de ancoragem ativa, na face superior da viga.

6 - APLICAÇÕES PRÁTICAS DO CONCRETO PROTENDIDO

6.1 - CONCRETO PROTENDIDO COM ARMADURAS PRÉ-TRACIONADAS

As peças protendidas com armaduras pré-tracionadas são geralmente fabricadas em usinas, havendo grande interesse em padronizar os tipos construtivos, para economia de formas.

Geralmente, as peças são fabricadas sem blocos de ancoragem, o que constitui uma simplificação muito conveniente para as formas metálicas, permitindo a produção de elementos com comprimentos variáveis sem modificar as formas laterais.

Painel Premo Struder Painel Duplo T

Telhas Premo Viga I

Fig. 8 - Exemplo de seção de peças com armaduras pré-tracionadas.

6.2 - CONCRETO PROTENDIDO COM ARMADURAS PÓS-TRACIONADAS

O concreto protendido é usado com maior freqüência na construção de vigas para edifícios, pontes etc.

O número de aplicações do concreto protendido é tão grande, que não se pode mencionar todas elas num trabalho elementar. Como estruturas protendidas de grande porte, podem ser citadas as plataformas marítimas de exploração de gás ou petróleo, os invólucros de proteção de centrais atômicas, as torres de concreto e as pontes estaiadas. A introdução de tirantes de ancoragem protendidos, em rochas e solos, causou profundas alterações nos projetos de engenharia de solos.

7 - TIPOS DE PERDA DE PROTENSÃO

7.1 - INTRODUÇÃO

Perdas de protensão são todas as perdas verificadas nos esforços aplicados aos cabos de protensão.

As perdas de protensão podem ser classificadas em dois grupos:

1. Perdas imediatas, que se verificam durante a operação de esticamento e ancoragem dos cabos, a saber:

- perdas por atrito, produzidas por atrito do cabo com peças adjacentes, durante a protensão;

- perdas nas ancoragens, provocadas por movimentos nas cunhas de ancoragem, quando o esforço é transferido de macaco para aplaca de apoio;

- perdas por encurtamento elástico de concreto;

1. Perdas retardadas, que se processam ao longo de vários anos, a saber:

- perdas por retração e fluência do concreto, produzidas por encurtamento retardado do concreto, decorrentes do comportamento viscoso deste complexo material;

- perdas por relaxação do aço, produzidas por queda de tensão nos aços de alta resistência, quando ancorados na extremidade, sob tensão elevada.

8 - EXECUÇÃO E CONTROLE DA PROTENSÃO

8.1 - PROGRAMA DE PROTENSÃO

O programa de protensão é um relatório emitido pelo projetista, contendo as informações essenciais para o controle das operações de protensão dos cabos.

O programa de protensão deve fornecer, no mínimo, os seguintes dados:

- aço de protensão a ser empregado;

- cabo de protensão adotado;

- esforço máximo de protensão, por cabo;

- resistência necessária do concreto, na época da protensão;

- coeficientes admitidos para perdas por atrito ao longo do cabo;

- alongamento previsto para o cabo, sob ação do esforço máximo;

- esforço de cravação das cunhas, quando for o caso;

- penetração prevista para as cunhas, ao se transferir o esforço do macaco para a ancoragem, quando for o caso;

- seqüência de protensão dos cabos, vinculada às etapas de construção da obra.

CONCLUSÃO

A aplicação do concreto protendido, principalmente em peças pré-fabricadas apresenta várias vantagens como podemos observar. Mas como foi visto antes, é preciso de um intenso controle de todo o sistema para que nada de errado venha a acontecer.

Um dos pontos que me chamou a atenção mas que não é muito falado nos livros são os problemas apresentados na hora da execução da protensão referentes a segurança do local.

A protensão é um trabalho que apresenta um alto risco de acidentes se não for executado com os devidos cuidados. As cordoalhas são protendidas quase na sua tensão máxima e se houver algum descuido ou as condições de segurança forem precárias podem acontecer graves acidentes.

BIBLIOGRAFIA:

PFEIL, Walter – Concreto Protendido, Introdução, Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., volume 1, 1985.

Meu nome é Fabrício, moro em Vespasiano - MG

Sou técnico em Edificações e Estudante do 7º Período de Engenharia de Produção Civil do CEFET-MG;

Trabalho a 4 anos como Inspetor de Qualidade numa empresa de Pré-Fabricados de Concreto.

Fonte:

http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAhVgAA/apostila-concreto-protendido

CONCRETO PERMEÁVEL

Concreto permeável
Alternativa para aumentar a permeabilidade de pavimentos submetidos a cargas reduzidas, sistema demanda cuidados de especificação, instalação e manutenção

          O concreto permeável ou poroso é a última etapa de um sistema de drenagem. Tecnologia ainda incipiente no Brasil, o material vem sendo adotado por construtores para atender ao que as legislações municipais pedem em relação à infiltração e permeabilidade na pavimentação de terrenos. Isso porque o concreto permeável permite que a água das chuvas passe através dele e seja armazenada nas camadas inferiores, base e sub-base, até ser conduzida ao lençol freático por meio do subleito ou então levada ao sistema de drenagem da cidade. Sem perder espaço de pavimentação, tem-se uma área pronta para absorver precipitações, evitando enchentes e realimentando o aquífero subterrâneo.

         A principal diferença entre o concreto convencional e o poroso é o índice de vazios deste último. Enquanto o concreto convencional é compacto e tem propriedades que o fazem enrijecer ao longo do tempo, tornando-o mais resistente, a característica do permeável é outra. Ele é feito a partir de material granular quase todo do mesmo tamanho, com a mesma granulometria. "O uso do mesmo tamanho de agregado cria vazios, porque eles não conseguem ser preenchidos", explica Afonso Virgiliis, engenheiro da secretaria de infraestrutura urbana e obras de São Paulo que tem mestrado em pavimentos permeáveis pela Universidade de São Paulo (USP). Um pouco de areia grossa, nada de fina, também permite que haja um bom volume de vazios.

         A quantidade de pedra, areia, cimento e água vai variar de acordo com a resistência que se busca ter no concreto. Quanto maior a resistência que se procura, menor será a permeabilidade. Para se ter mais permeabilidade, é preciso um maior volume de vazios e, portanto, haverá menos resistência. Por isso, há limitações na aplicação do sistema de drenagem com concreto permeável. Ele é mais indicado para locais de menor solicitação de carga, onde a resistência é menos exigida, como ciclovias, quadras poliesportivas e estacionamentos - a restrição de carga é para tráfego leve.

As peças prémoldadas são aplicadas sobre base e sub-base com pedras de no máximo 3/8" de diâmetro e uma camada de 10 cm a 15 cm de britas

Por outro lado, é preciso tomar cuidado com o local onde o projeto será instalado, como adverte Mariana Marchioni, coordenadora do projeto Pavimento Permeável na Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP). Deve-se verificar se não é uma área com risco de contaminação, já que a água infiltra para o solo, e nem uma região onde costuma ocorrer enchentes.

• Vantagens do concreto permeável

● Proteção do sistema de drenagem;
● Pode ser usado como via para pedestres, estacionamento, ciclovia, piso de quadras poliesportivas;
● Ajuda a diminuir enxurradas e enchentes;
● Possibilita a reutilização da água da chuva;
● Realimenta o aquífero subterrâneo;
● Atua como filtro, impedindo que impurezas e metais pesados atinjam o lençol freático;
● Permite melhor aproveitamento de terrenos;
● Pode ser usado como zona de transição em barragens, junto aos maciços rochosos.

• Como funciona 

         A função permeabilizante do concreto permeável não funciona se ele não estiver associado à base e sub-base granular. A água da chuva desce pelo concreto poroso e precisa ser armazenada na estrutura granular, que deve ser de pedras ou britas com grande volume de vazios. Depois que a chuva para, a água que ficou armazenada nos vazios pode seguir dois caminhos: ou vai para o subsolo, quando o subleito é propício para promover esse caminho até o aquífero, ou pode ir para um sistema de drenagem. Aí ela segue para os bueiros e bocas de lobo da cidade ou fica em piscinas de armazenagem ou reservatórios, a partir de onde pode ser reutilizada em espaços sanitários ou jardins.

         As normas americanas dizem que, quando o solo é propício, em 72 horas a água armazenada é absorvida e lançada no aquífero. Se o subsolo é compacto e impermeável (argiloso, por exemplo), no entanto, a água que fica na base e na sub-base não consegue ir rapidamente para o lençol freático e fica acumulada no reservatório granular. Nesse caso, as camadas de pedra da estrutura podem encher e transbordar pela superfície, voltando para cima do concreto poroso.

          Por isso, a recomendação é fazer o cálculo para a espessura do projeto baseado em duas premissas: a própria resistência do concreto e a quantidade de chuva, e o cálculo hidrológico, com referência a uma chuva de exceção que aconteça em um intervalo de 10, 25, 50 ou 100 anos. Em São Paulo a normatização para microdrenagem tem como base períodos de retorno de dez anos. Nesse cenário, a construção de um sistema de drenagem fica dentro da margem de segurança.

           A base e a sub-base são executadas em um dégradé de gradação, com as pedras de no máximo 3/8" de diâmetro. Primeiro as pedras maiores, depois as pedras menores, por último pedrisco. Faz-se uma camada de 10 cm a 15 cm de britas, por onde passa o rolo compactador vibratório, e mais outra camada. Grandes profundidades não são necessárias à instalação da estrutura. "O pavimento ganha na área, armazena água como um piscinão. Rasinho, mas um piscinão", explica Virgiliis, que experimentou o sistema de drenagem com blocos intertravados de concreto poroso em um projeto de estacionamento construído na USP (veja boxe "Quem já usou"). O concreto tem que ser aplicado com cuidado, não podendo ser jogado nem alisado, e deve ficar rugoso. Também não pode ser desempenado, para não fechar as possibilidades de a água entrar.



Concreto poroso, moldado in loco ou em peças pré-moldadas, é indicado para locais de carga reduzida e tráfego leve. Nas fotos, estacionamento na sede do Environmental Protection Agency (EPA), em New Jersey, nos Estados Unidos

• Índices de referência

A execução do sistema de drenagem abaixo do concreto permeável envolve uma camada única com pedras maiores e menores em dégradé, ou brita graduada. Não precisa ser uma estrutura muito profunda, já que a capacidade de guardar água se ganha na área do reservatório, que é extensa. Veja os principais índices de desempenho do sistema:

● Índice de vazios: na ordem de 20%, no máximo 25% (o concreto convencional possui 4% de vazios);
● Ângulo máximo da rampa: 18%, conforme estudo conduzido pela Universidade São Judas. A partir daí, há escorregamento de massa na hora da aplicação e pouca capacidade de absorção porque a água escorre. Se o método utilizado for o concreto permeável em blocos pré-moldados, o ângulo possível é de 20% a 25%;
● Permeabilidade: mais de 70% da chuva consegue ser escoada;
● Resistência do bloco intertravado de concreto poroso: de 25 MPa a 30 MPa;
● Custo: R$ 155/m² (pavimento para calçada que tenha uma camada com pedras maiores e menores)

Fonte: Intercity

• Pisos drenantes e colmatação 

         Os pavimentos permeáveis foram bastante estudados na década de 1970 nos Estados Unidos como uma forma de evitar aquaplanagem, reduzir ruído, ofuscamento do farol dos carros e efeito de spray - mas acabaram abandonados. Depois ressurgiram junto aos problemas de hidráulica, na esteira da recarga dos aquíferos e como solução complementar de drenagem, não para transportes.

         No final dos anos 1990 e início dos 2000, o concreto permeável reapareceu como uma tecnologia para ajudar na drenagem das cidades, retendo a água na fonte, impedindo-a de correr para córregos e reduzindo enchentes. Os países onde essa solução está mais disseminada são EUA, França e Japão, entre outros. "Todo esse negócio é muito recente, demora muito para que as coisas cheguem. É novo até nos Estados Unidos", ressalva Arcindo Vaquero y Mayor, presidente da Associação Brasileira das Empresas de Serviços de Concretagem (Abesc).

          Independentemente do revestimento, pavimentos permeáveis são aqueles que permitem a infiltração de água. O concreto permeável ou poroso, especificamente, pode ser produzido de duas formas: moldado in loco ou em peças pré-moldadas. Virgiliis aconselha cuidado na hora da aplicação em ambos os métodos. Se for a massa jogada em cima da base granular, a regularização pode ser feita com régua. Se forem blocos, eles não devem ser colocados em disposição aleatória, a fim de terem resistência a deformações e não possuírem irregularidades longitudinais.

           O sistema pode durar até dez anos com a parte estrutural íntegra, mas é preciso tomar cuidado com a colmatação, o entupimento das camadas superiores por sujeira. Estudos indicam que nos primeiros dois anos, a tendência é o concreto poroso perder 50% da capacidade de permeabilização, e continuar perdendo o resto gradativamente até fechar sete anos, quando os vazios estariam entupidos na superfície. No caso de concreto permeável moldado in loco, a manutenção é feita com a retirada de 3 cm ou 4 cm da camada mais externa, que é substituída por uma nova. Se o sistema for de blocos, as opções são trocar os blocos por novos ou arrancá-los cuidadosamente e trocá-los de lado. A face externa vira para a estrutura interna e é como se fosse criada uma retrolavagem.

           Devido à granulometria, as peças de concreto permeável, que são o método mais fácil de ser visto em uso no Brasil, são mais caras do que as convencionais. O sistema inteiro de pavimentação chega a custar 35% a mais. Mariana, da ABCP, alerta, porém, que o custo de cada projeto deve ser pensado levando em conta que o concreto permeável tem a função de pavimento e também drenagem. Além disso, em boa parte das vezes ele é utilizado para adequar o projeto à legislação, respeitando a permeabilização exigida pelos órgãos públicos.

No detalhe ilustrativo, solução de pavimentação de concreto poroso com drenagem da água infiltrada por tubulação

• Especificação

Quem quiser especificar o sistema de drenagem com concreto permeável deve fazer primeiro um orçamento-base, indicando quantos metros quadrados de pavimento drenante terá a obra, quantos centímetros terá cada camada, quanto de material cada metro quadrado terá e qual será a composição. Virgiliis explica que a prefeitura paulistana está trabalhando em uma norma, a ITS 003/2012, que ajudará os técnicos a fazerem os cálculos da parte hidráulica, de tráfego e das camadas em relação ao concreto permeável. Será a primeira normativa do tipo no País, prevista para sair no Diário Oficial nos próximos meses. "Ainda não tem especificação. O pessoal trabalha empiricamente, até para fazer licitação é difícil. Agora, quando sair a norma, talvez melhore", comenta o engenheiro, que também é professor no Centro Tecnológico de Hidráulica da USP e na Universidade São Judas. Por enquanto, a presença do concreto permeável no Brasil é tímida, com iniciativas isoladas em estacionamentos de shoppings centers e condomínios.

• Quem já usou

Em 2009, uma pesquisa na USP levou à construção de um estacionamento de 1.600 m² dividido em dois: de um lado foi feito um sistema de drenagem com asfalto permeável, camada porosa de atrito (CPA), e do outro foram usados blocos intertravados de concreto poroso. Os blocos permeáveis absorviam a maior parte da água, mas o rejunte usado para unir as peças também tinha propriedades drenantes. O projeto foi patrocinado pela Prefeitura de São Paulo, a Secretaria de Infraestrutura Urbana e Obras, em conjunto com o Centro Tecnológico de Hidráulica da USP, e foi tema da dissertação de mestrado de Afonso Virgiliis. "Está lá até hoje. Os dados continuam sendo coletados; e o concreto poroso está dando alguns probleminhas de colmatação", explica o engenheiro. Para o experimento da USP, localizada em uma região onde chove bastante, os pesquisadores identificaram um valor máximo de altura de chuva equivalente a 62 mm. As camadas de base e sub-base foram feitas com 35 cm, como margem de segurança.




fonte:http://infraestruturaurbana.pini.com.br/solucoes-tecnicas/13

Por Caroline MazzonettoEdição 13 - Abril/2011

PAREDES DE CONCRETO PARTE I

Paredes de Concreto, parte I

Com a tecnologia de Paredes de Concreto os construtores e os arquitetos têm à disposição um método construtivo ágil, e indicado para obras de todos os portes.

Rapidez de execução, diminuição de custos, redução de acidentes de trabalho, aumento de qualidade e produtividade, com alto índice de valor agregado, são algumas das vantagens que as paredes de concreto oferecem.

Importantes construtoras investem cada vez mais nas paredes de concreto, porque entre tantas vantagens o sistema permite eliminar problemas sérios de patologias da alvenaria e fachadas, além de reduzir o prazo de conclusão de obra. É um sistema que oferece versatilidade, flexibilidade arquitetônica, permite ampliações, baixa manutenção e facilidade de implantação em lugares distantes e com pouca infra-estrutura.

A repetição seriada das paredes de concreto proporciona um elevado ganho na produtividade da obra e muita economia, que se traduz na redução dos gastos com fôrmas, na velocidade de montagem dos fechamentos, no controle de qualidade, enfim uma obra racionalizada.
São vantagens possíveis com a utilização do concreto dosado em central, que além de assegurar qualidade, supre a necessidade de fornecimento, que nesses casos fica entre 50 à 100m³ de concreto por dia.

• Experiências conhecidas

As experiências mais recentes e inspiradoras do sistema Paredes de Concreto vêm de países parecidos com o Brasil, como Colômbia e México, além de outras nações da América Central. No Brasil, algumas construtoras já utilizaram esse sistema construtivo em seus empreendimentos. Algumas esperiências relevantes:
Edifícios de até 20 pavimentos da Inpar e Sergus em sistema Outinord
Conjuntos residenciais do Sistema Gethal
Conjuntos residenciais no México e América Central
Edifícios de até 25 pavimentos na Colômbia

• Evita desperdícios

Menor consumo e maior controle

Por oferecer controle total das etapas, sem desperdícios, o sistema de paredes de concreto é muito mais limpo que o convencional. Resulta num canteiro de obras organizado, com uma excelente planicidade das superfícies interna e externa das paredes que permitem receber diretamente a pintura. Isto significa a eliminação de várias etapas, redução no prazo da obra e conseqüentemente nos custos indiretos.

• Grande Versatilidade

As paredes de concreto atendem projetos de qualquer tamanho, com formas irregulares, regulares e construções junto as divisas.
· Edifícios residenciais;
· Indústrias e galpões;
· Painéis com tratamentos decorativos;
· Obras de arte
· Superfícies que necessitam de relevos, logotipos, efeitos tridimensionais e texturas.

Uso do CDC

Para o sucesso de todos os empreendimentos que se utilizam do sistema de paredes de concreto, é fundamental o papel do Concreto Dosado em Central. Isto porque é necessário contar com a qualidade e uniformidade das características do concreto utilizado na fabricação de paredes, pilares e muros. Além disso, tendo em vista as grandes dimensões das peças, somente uma concreteira teria condições de fornecer o volume de concreto necessário com a agilidade que os construtores necessitam. Somente o Concreto Dosado em Central oferece uniformidade e controle tecnológico correto, principalmente pela segurança que oferece para o içamento dos painéis. Contrate sempre os serviços de uma associada ABESC.

São inúmeros os exemplos de obras de grande porte executadas em curto espaço de tempo, com custo reduzido e alta qualidade. No sistema de paredes de concreto montam-se as fôrmas metálicas no próprio canteiro de obras, já com os gabaritos das esquadrias e a armação de tela soldada. Após a concretagem, as paredes são transportadas por gruas até o local definitivo.
Quando comparadas em termos de custos a outras tecnologias, as paredes de concreto oferecem uma melhor relação custo/benefício. Como são pré-moldadas in loco, não incidem tributos sobre sua fabricação e transporte, tornando-se mais competitiva do que os pré-fabricados de concreto convencionais.

• Fôrmas

Metálicas, metálicas + madeira, plásticas

A utilização de fôrmas adequadas potencializa os ganhos do sistema Parede de Concreto. Além das características de manuseio, durabilidade e economia (veja o quadro 10 dicas - daComunidade da Construção), avalie também a melhor opção entre os tipos indicados abaixo:
fôrmas metálicas (quadros e chapas em alumínio ou aço)
fôrmas metálicas + compensado (quadros em alumínio ou aço e chapas de madeira compensada ou material sintético)
fôrmas plásticas (quadros e chapas de plástico reciclável contraventadas pos estruturas metálicas)

• 

Armação

Telas soldadas e nada mais

A armação adotada no sistema Parede de Concreto é a tela soldada posicionada no eixo vertical da parede. Bordas, vãos de portas e janelas recebem reforços de telas ou barras de armadura convencional. Em edifícios mais altos, as paredes recebem duas camadas de telas soldadas, posicionadas na vertical, e reforços verticais nas extremidades das paredes.

• Recursos Humanos

Operários multifuncionais em uma linha de montagem

Uma das principais características da Parede de Concreto é a racionalização dos serviços. A produtividade da mão-de-obra é potencializada pelo treinamento direcionado ao sistema. Os operários são multifuncionais e atuam como montadores especializados, executando todas as tarefas necessárias: armação, instalações elétricas e hidráulicas, montagem das fôrmas, concretagem e desforma.

• Vantagens

Excelentes resultados de isolamento térmico e acústico;
Redução no prazo de entrega da obra;
Eliminação das patologias da alvenaria;
Custos baixos sem cortar itens de qualidade;
Alta resistência a agressões e vandalismo;
Melhoria nas condições de segurança da obra;
Eliminação do processo de assentamento de blocos (alvenaria);
Otimização de mão-de-obra;
Processo totalmente controlado e planilhado (sem surpresas em custos);
Ausência de desperdícios;
Equipe de trabalho reduzida;
Rapidez do processo;
Podem ser executadas em todo território nacional.

• Indicações de Uso

Fechamentos externos e internos para qualquer edificação como:
casas térreas,
casas assobradadas,
edifícios com pavimento térreo + 5 pavimentos-tipo,
edifícios com pavimentos térreo + 8 pavimentos-tipo - limite para ter apenas esforços de compressão,
edifícios de até 30 pavimentos
edifícios com mais de 30 pavimentos - considerados casos especiais e específicos

• fonte de pesquisa e material,

http://www.abesc.org.br/tecnologias

ulbra canoas.

RASTREABILIDADE

RASTREABILIDADE DOS MATERIAIS NA HORA DE CONSTRUIR!

Materiais controlados são todos os materiais utilizados na execução de uma obra e que têm impacto no resultado final. Estes materiais possuem especificações e devem ser inspecionados no ato do recebimento. Exemplo de materiais controlados: cimento, blocos, areia, concreto, entre outros.

Agora, sabendo que a rastreabilidade é a capacidade de se localizar o histórico e a aplicação de itens por meio de registros gerados, vamos entender a relação entre eles.

Quando uma obra termina é fácil verificar visualmente o acabamento – se está conforme ou não. Ou seja, conseguimos claramente identificar se existem falhas na pintura, no reboco ou colocação de esquadrias, por exemplo.

Mas e quando trata-se da estrutura da obra? Como podemos garantir que a estrutura esteja conforme ou não?

Nesse caso temos 2 alternativas:

A primeira delas é realizar um ensaio destrutivo de forma a identificar a capacidade estrutural da empresa, o que não se trata de uma alternativa muito positiva uma vez que você não gostará de destruir o que acabou de construir.

A segunda alternativa é garantir que todos os materiais utilizados, bem como todos os serviços executados são controlados a fim de garantir a integridade de todo o processo. É o que chamamos de rastreabilidade.

Vamos tomar como exemplo o concreto, que normalmente é o grande vilão das obras de construção civil. Nesse caso, como podemos garantir a rastreabilidade do concreto?

Em primeiro lugar, é necessário informar ao fornecedor do concreto (material controlado) qual é a resistência exigida pelo projeto. Essa resistência é chamada de FCK (Resistência Característica do Concreto à Compressão) e é determinada pelo engenheiro calculista responsável da obra.

Ao receber esse concreto na obra, o responsável deve coletar uma amostra e enviar para análise. Essa amostra deve ser identificada e esse código deve ser indicado no Mapa de Concretagem, ou seja, você deve identificar onde cada concreto recebido foi utilizado.

A analise da amostra do concreto deve ser realizada com 7, 14 e 28 dias após a entrega da amostra. Ao final do teste, a construtora deve verificar o FCK encontrado no ensaio realizado pelo laboratório e comparar com o valor solicitado pelo engenheiro calculista da obra.

Estando o FCK da amostra igual ao indicado no projeto, esse laudo deve ser armazenado de acordo com o procedimento controle de registros do seu sistema de gestão e o processo finalizado.

Porém, caso o FCK esteja menor que o exigido, a empresa deve verificar no Mapa de Concretagem qual foi o local da obra em que esse concreto foi aplicado, abrir uma não conformidade e aplicar o reforço necessário para que a estrutura da obra não fique prejudicada e coloque em risco a segurança dos funcionários, bem como daqueles que utilizarão a obra após a sua finalização.

Esse é o exemplo mais conhecido de rastreabilidade em construção civil, mas ressaltamos que todos os materiais controlados devem ter uma sistemática para recebimento e inspeção de todos esses itens a fim de garantir a qualidade e a integridade do material utilizado. Essa sistemática normalmente é realizada em instruções de trabalho que indicam a forma correta para cada material.

Uma sugestão para essa atividade é definir quais são os itens que serão avaliados na inspeção do material, como por exemplo: quantidade, dimensional, ensaio, nota fiscal, entre outros e indique para cada tipo de material qual é o critério de aprovação e então treinar os responsáveis pelo recebimento para o atendimento desse requisito.

A rastreabilidade do concreto lançado é uma das mais importantes na hora de construir, porém não é a unica, devemos saber o local de cada material empregado no obra e suas características colendo seus dados para possíveis defeitos e outras exigências. Insira no seu check list diário, a rastreabilidade pois tem papel importantíssimo na hora de construir

fonte:

http://certificacaoiso.com.br/a-rastreabilidade-no-pbqp-h/

manual do concreto