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Sistemas Estruturais
 

Concreto
O concreto é um material resultante da mistura íntima e proporcionada de um aglomerante (cimento), agregados miúdos, agregados graúdos e água. É considerado o material mais importante na construção civil e possui várias aplicações além da estrutural, tais como: revestimento, pavimentos, paredes, canalizações, fundações, etc. É necessário o conhecimento dos materiais que compõem o concreto, além do aperfeiçoamento dos métodos de cálculo, para que se possa aproveitar melhor as características do produto.

PROPRIEDADES DO CONCRETO
Do conhecimento das propriedades do concreto, depende a correta utilização deste material para cada tipo de obra. Assim é que determinadas propriedades são imprescindíveis para certos tipos de obras, porém são dispensáveis para outras. Por exemplo: a impermeabilidade do concreto é qualidade essencial para obras hidráulicas, porém não é tão importante nas estruturas de edifícios.

* Massa específica: É uma propriedade importante nos cálculos do peso próprio da estrutura, varia de acordo com o processo de execução (adensamento, tipo de agregados e quantidade de vazios).
- concreto armado: 2,4 t/m³
- concreto leve: 1,9 t/m³
- concreto pesado: 3,5 a 5,5 t/m³

* Resistência mecânica: É a principal propriedade dos concretos, é influenciada por diversos fatores:
- relação água/cimento: a maioria dos defeitos na resistência mecânica do concreto são causados pelo excesso de água colocado a fim de facilitar o amassamento. A influência desta relação é representada pela quantidade de água não necessária à hidratação do cimento e que irá evaporar, deixando vazios no interior, os quais serão diretamente responsáveis pela queda da resistência.
- idade: quanto maior a idade do concreto, maior sua resistência mecânica.

* Durabilidade: A durabilidade do concreto é relacionada com o fator água/cimento. Há tabelas determinadas por pesquisadores que limitam esta relação em concretos, dependendo das dimensões da peça e do tipo de exposição. É também importante obter uma trabalhabilidade adequada, operações perfeitas de amassamento, adensamento e cura.

* Permeabilidade e absorção: Essas propriedades são afetadas por diversos fatores:
- materiais constituintes : água (quantidade e pureza), cimento (quantidade, finura e composição), agregados (quantidade, tipos, graduação, impurezas e umidade) e aditivos (quimicamente ativos ou inertes);
- métodos de preparação: mistura, lançamento, adensamento e acabamento;
- tratamento: idade, cura e condições de ensaio.

* Deformação:
O concreto se deforma sob ação de vários fatores, tais como: hidratação do cimento, solicitação mecânica, variações hidrométricas e térmicas. As solicitações mecânicas são responsáveis por dois tipos de deformação: imediata (aparece logo após a aplicação do carregamento) e lenta (aparece ao longo do tempo com a manutenção do carregamento).

A variação de volumes devida às variações hidronométricas e à retração é função da quantidade de cimento e da relação água/cimento, aparecendo então as fissuras. Várias causas contribuem para o fissuramento da estrutura: resistência do concreto, relação entre as resistências do concreto e do aço, variações dimensionais devidas à retração e espessura do comprimento da armadura.

Com exceção das estruturas destinadas à contenção de água, é admissível o aparecimento de fissuras . Elas geralmente aparecem nas zonas de tração onde são diferentes as deformações do aço e do concreto.

- Estruturas expostas à intempéries (pontes): primeiramente se dá uma contração (retração) e depois, expansões e contrações, que dependem das condições de exposição da estrutura e do grau de umidade da atmosfera.
- Estruturas protegidas: há retração inicial e pequena, ou nenhuma, deformação devida às condições atmosféricas.
- Estruturas submersas: o concreto expande quando a estrutura entra em serviço, havendo uma soma algébrica de efeitos. Porém, quando a estrutura é esvaziada para limpeza ou manutenção ela se comporta como estrutura exposta.
- Estruturas expostas às intempéries durante a construção, verifica-se a retração inicial, enquanto o cimento reage.

Outro tipo de deslocamento que pode ocorrer é devido às fundações. Quando a capacidade portante do solo não é uniforme, os recalques diferenciais podem aparecer, causando fissuramento.

* Propriedade acústica:
O coeficiente de redução de ruído tem um valor típico de 0,27 para concretos normais, e de 0,45 para concretos leves. Esses valores podem variar com a textura, porosidade e pintura da superfície.

PEÇAS PRÉ-FABRICADAS DE CONCRETO:
A pré-fabricação de elementos de concreto (simples, armado e protendido), muito usada na atualidade, traz inúmeras vantagens como, por exemplo, não só na sua composição com baixo teor de cimento, como também na mão de obra, devido à automatização e na diminuição dos resíduos dos materiais, na previsão da quantidade de material e na maior rapidez e melhor qualidade da produção. O local de fabricação das peças pode ser uma indústria, especialmente montada para este fim, ou pode ser o próprio canteiro de obras, sendo que, neste último caso, o processo não será tão perfeito como o primeiro, porém haverá uma economia de transporte das peças.

* Qualidade: devido à automatização do processo de fabricação e ao controle mantido durante sua execução, as peças terão qualidade superior à que teriam se fossem fabricadas "in loco", nas condições sempre menos favoráveis dos canteiros de obra.

* Facilidade na execução e limpeza da obra: a construção se restringe a uma montagem de peças de dimensões e formas padronizadas.

* Preço: devido a automatização e à padronização, o custo será menor, incidindo também, indiretamente, na maior velocidade de construção, pois as peças são fabricadas em canteiros, organizados racionalmente para este fim, com alto grau de mecanização, o que resulta em economia da mão-de-obra.

* Exemplos de peças pré fabricadas:
- concreto simples: tubos, blocos, painéis, blocos para pavimentação, etc.
- concreto armado: vigas, lajes, pilares, pórticos, escadas, placas, tubos, postes, blocos para fundações, estacas, esquadrias, etc.
- concreto protendido: vigas, pilares, lajes, tubos de grandes dimensões, pórticos, peças especiais, etc.
- concreto celular: painéis para parede e forros, lajes, blocos para vedações, etc.

BLOCOS DE CONCRETO
Os blocos de concreto são formados por cimento, areia e pedriscos misturados e colocados em formas onde serão prensados e vibrados em máquinas especiais. Em casos de blocos bem feitos e acabados, o futuro revestimento pode ser em leve chapisco e massa fina. Eles exigem menos mão-de-obra e precisam de menor tempo para assentamento.
Os blocos de concreto celular ou pumex são blocos de concreto extremamente leves, resultantes do tratamento que confere aparência de espuma endurecida. Por isso o peso por metro cúbico fica em torno de 550kg contra 1400kg do tijolo comum.