Relatorio para falar sobre concreto protendido, Resumos de Materiais e Sistemas de Construção

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FAEX - FACULDADE DE EXTREMA

13812 - JOSMARA ELVIRA DE CARVALHO

13887 - EWERTON SILVA ARAUJO

CONCRETO PROTENDIDO

Extrema – Minas Gerais 2023

Concreto Protendido

Concreto protendido é uma técnica utilizada no qual se aplica ao concreto uma tensão prévia de compressão, antes que o mesmo seja submetido as solicitações de trabalho, utilizando armadura ativa (Constituída por barras, fios isolados ou cordoalhas, destinada a produção de forças de pro-tensão)^1. Segundo a NBR 6118, define-se concreto protendido como aquele no qual parte das armaduras é previamente alongada por equipamentos especiais de protensão, com a finalidade de impedir ou limitar a fissuração e deslocamentos da estrutura em serviço.

1. Histórico

A introdução da protensão no concreto (técnica utilizada para aumentar a resistência do concreto) foi primeiramente proposta por P. H. Jackson de S. Francisco no ano de 1886. Contudo, essa primeira aplicação não foi bem sucedida devido á baixa resistência dos aços de protensão utilizados, pois a baixa força de protensão inicialmente aplicada era reduzida pelas perdas de força de protensão. Assim, qualquer vantagem proporcionada pela protensão era perdida. A partir daí, vários ensaios foram realizados sem êxito, já que as causas da perda de protensão, por permanecerem desconhecidas, não eram levadas em consideração no dimensionamento. Somente no século 20, que a técnica da protensão alcançou êxito, inicialmente com o Francês Eugène Freyssinet, que foi o primeiro a entender a importância das perdas de força de protensão e propor formas de compensação dessas perdas. O Francês Eugène Freyssinet, percebeu a necessidade do uso de aços de altas resistências e grandes alongamentos, que compensariam as perdas por encurtamento devidos especialmente à retração e fluência do concreto. Assim, o mesmo apresentou o primeiro trabalho consistente sobre Concreto Protendido, introduziu em 1940 o primeiro sistema de protensão, com cabo de 12 fios ancorados com cunhas cônicas, Inventou métodos construtivos, equipamentos aços e concretos especiais. Após essa primeira visão do concreto protendido surgiram, rapidamente, novas invenções e contribuições, principalmente por parte de engenheiros alemães. Vários sistemas de protensão foram então desenvolvidos. Em 1948, Gustave Magnel, da Bélgica, escreveu o primeiro livro sobre concreto protendido. A partir de 1949 o concreto protendido passou a ser muito utilizado em pontes e grandes estruturas, o que resultou em uma aceleração em seu desenvolvimento. Desde então, o Concreto Protendido vem se desenvolvendo, estando plenamente estabelecido como um sistema estrutural, aplicado em todo o mundo. (^1) NBR 6118/200 4

4. MATERIAIS

4.1 Concreto Para a construção de estruturas protendidas, exige-se um controle rigoroso e de qualidade do cimento. Onde deve-se realizar ensaios prévios, controle continuo do cimento e dos agregado utilizados durante a elaboração do concreto. Para a elaboração do concreto protendido exige-se a utilização de concretos de alta resistência a compreensão. Essa alta resistência justifica-se por vários fatores, entre eles se destacam:

• a introdução da força de protensão pode causar solicitações prévias muito elevadas, frequentemente mais altas que as correspondentes a uma situação de serviço;
• o emprego de concretos e aços de alta resistência permite a redução das dimensões das peças, diminuindo seu peso próprio;
• concretos de alta resistência possuem, em geral, módulo de deformação mais elevado, o que diminui tanto as deformações imediatas como as que ocorrem ao longo do tempo. Isso reduz os efeitos de perda de protensão oriundos da retração e fluência do concreto. Sua resistência característica a compreensão (fck) é estabelecido a partir da resistência à compressão, medida em corpos de prova cilíndricos de 15 cm de diâmetro e 30 cm de altura, obtida aos 28 dias de idade. De acordo com o código modelo CEB-78 recomenda-se uma resistência de compreensão de fck ≥ 25 MPa para concretos protendidos. Assim, Para que o concreto atenda os requisitos impostos as estruturas de concreto protendido, é necessário: usar os tipos mais adequados de cimentos, utilizar agregados devidamente selecionados quanto à origem mineralógica e à granulometria, determinar proporções adequadas entre cimento, agregado, água e aditivos, utilizar aditivos que não prejudiquem a integridade das armaduras e executar uma cura cuidadosa. 4.1.1 Composição do concreto O concreto é um material constituído por água, areia e brita ou pedra, e pode conter aditivos químicos como: cinza volante, pozolana, sílica ativa entre outros que possuem a finalidade de melhorar ou modificar suas estruturas básicas. O concreto FIGURA 4 PONTES EM PROTENDIDOS (^) FIGURA 5 ALVEOLARES EM PROTENDIDO FIGURA 3 1 CONSTRUÇÃO COM CONCRETO PROTENDIDO

também pode conter outros materiais, como pigmentos coloridos, fibras, agregados especiais, etc. No caso de aditivos, são largamente empregados os plastificantes e os superplastificantes, para reduzir a quantidade de água do concreto e possibilitar a trabalhabilidade necessária. A tecnologia do concreto busca a proporção ideal entre os diversos constituintes, procurando atender simultaneamente as propriedades requeridas (mecânicas, físicas e de durabilidade), e apresentar trabalhabilidade a fim de possibilitar o transporte, lançamento e adensamento do concreto para aplicação.

4.2 Aços de protensão

Os aços utilizados no concreto protendido devem possuir resistência elevada para que as perdas de protensão devidas à retração e fluência do concreto e à relaxação do aço sejam pequenas. Como o módulo de elasticidade do aço possui pequena variação, seu alongamento depende quase que exclusivamente da resistência e da correspondente tensão admissível do aço. Os aços de alta resistência possuem um grande limite de alongamento. Quanto maior o alongamento do aço, menor a quantidade de aço e de força de protensão desperdiçada para compensar as perdas. No concreto armado isto seria prejudicial pois poderiam surgir fissuras excessivas, porém no concreto protendido, como a armadura é previamente alongada, esse grande limite de alongamento se torna benéfico, pois diminui a relaxação do aço tensionado. Outra importante característica do aço utilizado na protensão é que seja resistente à corrosão, já que a corrosão do aço sob tensão é mais perigosa que no aço do concreto armado. Uma grande vantagem dos aços de alta resistência é que eles podem ser fornecidos em grandes comprimentos, na forma de fios ou cordoalhas, evitando-se os problemas relacionados com a emenda da armadura em peças estruturais de grandes vãos (Andrade Lima, 2001).

4.2.1 Tipos de aço para protensão

• Fios para protensão: Fios de Aço lisos ou entalhados, fabricados no

diâmetro de 4 a 9 mm.

• Cordoalhas para protensão: Conjunto de fios enrolados em forma de

hélice, composta de 3 ou 7 fios.

• Fios de aços aliviados ou de relaxação normal (RN): Aço que

recebe tratamento térmico para aliviar as tensões internas de trefilação.

• Fios de Aços estabilizados ou de relaxação baixa (RB): Aços que

recebem tratamento termomecânico para melhorar suas características elásticas e reduzir as perdas de tensão por relaxação.

5. VANTAGENS E DESVANTAGENS DO USO DE CIMENTO

PROTENDIDO

5.1 Vantagens

• Melhor desempenho quando sujeito a carregamento: Quando uma peça protendida se encontra sob ação do carregamento externo ela sofre uma descompressão e pode até mesmo aparecer uma pequena tração. Quando essa carga é retirada a viga volta à sua posição original e as tensões prévias são restabelecidas.
• redução das dimensões da seção transversal: aços de alta resistência associado a concretos de maior resistência permite redução das dimensões da seção transversal com redução substancial do peso próprio - estruturas mais leves que permitem vencer maiores vãos.
• diminuição da flecha : eliminando as seções fissuradas, reduz-se a flecha por eliminar a queda de rigidez a flexão correspondente à seção fissurada.
• Criação de diversos métodos construtivos: O concreto protendido permite a criação de Diversos sistemas, tais como balanço sucessivo, pré moldados etc.

5.2 DESVANTAGENS

• Menor rigidez: Devido à esbeltez das peças de concreto protendido, estas possuem menor rigidez que as de concreto armado.
• Preço do aço de protensão: este tipo de aço é mais caro que o aço comum e só se mostra vantajosa devido a relação entre preço e resistência utilizável.
• Corrosão das armaduras : As armaduras de pequeno diâmetro são mais sensíveis à corrosão, uma vez que a perda de uma certa espessura superficial representa uma porcentagem maior de perda de seção. Os aços utilizados para protensão sofrem o mesmo tipo de corrosão eletrolítica que armaduras de concreto armado. Os fios ou barras sujeitos a tensões de trações elevadas, como é o caso da armadura de protensão, podem também apresentar uma forma mais perigosa de corrosão, denominada corrosão Sob tensão, requerendo medidas de proteção mais rigorosas que as armaduras convencionais não protendidas.

BIOGRAFIA

Schmidt de Andrade Lima, Janaina. Concreto Protendido Tese (Projeto de Graduação) - Universidade do estado do Rio de Janeiro, Faculdade de engenharia, Rio de Janeiro. Sousa Verissimo, G.; LENS, kleos. Concreto protendido : Fundamentos básicos. Viçosa: Novembro, 1998. Leone Schimid, Maria Regina. Orientações Básicas Para a Execução de Obras em Concreto Protendido, Artigo, Rudloff Sistema de Protensão Ltda, Revista Concreto. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7482 : NBR 7482 Fios de aço para estrutura de concreto protendido – Especificações. Rio de Janeiro,

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118 : NBR 6118 Projeto de estruturas de concreto - Procedimento. Rio de Janeiro, 2004. Sérgio Bastos, Paulo. Fundamentos do Concreto Protendido , Apostila, Universidade Estadual Paulista, Bauru, 2021. Cholfe, Luiz.; Bonilha, Luciana. Concreto protendido: Teoria e Prática , Livro, São Paulo: 2018. Santos, Keith.; Oliveira, Jonatha; Verçosa, Sávio. Tipos de Aço para concreto protendido , Simpósio, Guarujá, São Paulo. Arames, Belgo. Concreto Protendido: Quais as vantagens e desvantagens. Blog , 13 de julho de 2020. Disponível em: < https://blog.belgo.com.br/engenharia/construcao-civil/concreto-protendido- vantagens-e-desvantagens/>. Acesso em: 12 de março de 202 3 Oque você precisa saber sobre concreto protendido. BLOG, 13 de julho de 20 19. Disponível em: < https://blog.apl.eng.br/o-que-voce-precisa-saber-sobre-concreto- protendido-confira//>. Acesso em: 12 de março de 2023