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Pressão do concreto fresco sobre fôrmas Engº Fernando Rodrigues dos Santos Engº Leandro Dias.

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1 Pressão do concreto fresco sobre fôrmas Engº Fernando Rodrigues dos Santos Engº Leandro Dias

2 PRESSÃO (P)=DENSIDADE (ρ) *ACELERAÇÃO GRAVIDADE (g)*ALTURA (h) NOTA: A direção da pressão é sempre perpendicular à superfície da fôrma. 1. PRESSÃO, CONCEITO GERAL 2. PRESSÃO HIDROSTÁTICA

3 Exemplo1: Pressão da água a uma profundidade de 2m Exemplo2: Pressão do concreto a uma profundidade de 2m

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5 A uma temperatura constante, substâncias como por exemplo a água, mantém seu estado líquido. Nesses casos a pressão hidrostática em um ponto, dependerá de sua densidade e da profundidade que esse ponto se encontre. 3. PRESSÃO DO CONCRETO No caso do concreto, tratamos de uma mescla de cimento, areia e água, apesar de manter a temperatura constante, com o tempo, se solidifica (endurece, cura,....) Porém, o concreto, no princípio, se comporta como um líquido, mas com o passar das horas vai se solidificando e a pressão não aumentará, mantendo-se constante. A altura em que a pressão varia se chama: Altura Hidrostática. PRESSÃOVARIÁVEL PRESSÃOCONSTANTE

6 Peso específico do Concreto - = 25 kN/m² (pode variar dependendo do tipo de concreto) 4. FATORES QUE INFLUENCIAM A PRESSÃO DO CONCRETO Temperatura do concreto – a temperatura do concreto influi no tempo de início de pega do concreto e com isso a altura hidrostática. Quanto menor a temperatura, mais tempo demora o concreto para endurecer e quanto maior a temperatura mais rápido é o tempo de endurecimento Temperatura baixa Tempo de endurecimento do concreto maior Altura hidrostática grande Temperatura alta Tempo de endurecimento do concreto menor Altura hidrostática pequena NOTA: A temperatura ambiente não tem nada a ver com a temperatura do concreto, deve-se medir a temperatura do concreto na hora do lançamento.

7 Velocidade de subida do concreto – (quanto maior a velocidade, maior a altura hidrostática) 4. FATORES QUE INFLUENCIAM A PRESSÃO DO CONCRETO Altura total de concretagem – Algumas normas consideram a altura total de concretagem como fator que influencia a pressão, e outras não consideram como fator de variação. Consistência do concreto (slump) – Quanto mais fluido for o concreto, maior a pressão do concreto Slump (cm) Consistência, segundo DIN Classe de segundo DIN 0 < < 2 SECAK1 3 < < 5 PLASTICAK2 6 < < 9 BRANDAK3 10 < < 15 FLUIDAK4

8 Vibração do concreto 4. FATORES QUE INFLUENCIAM A PRESSÃO DO CONCRETO a. Vibração com agulha curta: b. Vibração com agulha longa: Se a vibração for mais profunda que a altura hidrostática: c. Vibração externa (na fôrma): Nesse caso a altura hidrostática, deverá ser a altura total de concretagem, devido ao efeito da vibração estar incidindo em toda a altura do concreto

9 a.DIN – Pressão do Concreto Fresco sobre Fôrmas verticais 5. PRINCIPAIS NORMAS SOBRE O ASSUNTO NO MUNDO Principais limitações: somente para Fôrmas verticais com ± 5º de inclinação e velocidade de subida máxima 7m/h b. CIRIA - Report 108 – Pressão do Concreto Fresco sobre Fôrmas verticais Principais limitações: somente para Fôrmas verticais com ± 5º de inclinação e velocidade de subida máxima 10m/h c. ACI 347 – Pressão do Concreto Fresco sobre Fôrmas verticais Principal limitação: somente para Fôrmas verticais com ± 5º de inclinação d. Instrução Técnica Eduardo Toroja – Pressões do concreto fresco Principal limitação: Não é uma Norma e sim uma Instrução Técnica, porém é um dos únicos trabalhos no mundo que fala em pressões em superfícies inclinadas.

10 a.DIN – Pressão do Concreto Fresco sobre Fôrmas verticais

11 b. CIRIA - Report 108 – Pressão do Concreto Fresco sobre Fôrmas verticais

12 c. ACI 347 – Pressão do Concreto Fresco sobre Fôrmas verticais PRESSÃO MÁXIMA SOBRE AS FORMAS EM PAREDES( kg/m 2 ) Velocidade Temperatura ( o C ) ( m/h ) , , , , , , , , , , TABELA PRÁTICA DA PRESSÃO DO CONCRETO SOBRE AS FORMAS

13 d. Instrução Técnica Eduardo Toroja – Pressões do concreto fresco A determinação da pressão do concreto através desse método se dá através de diferentes fórmulas: :Consistencia concreto (mm) :Angulo de atrito interno :Densidade concreto (23kN/m2) :Tempo endurecimiento (horas) :Temperatura lançamento do concreto (ºC) :Inclinación da fôrma em relação à vertical(º) :Altura hidrostática (m) :Velocidade de concretagem (m/h) :Coeficiente empuxo ativo

14 d. Instrução Técnica Eduardo Toroja – Pressões do concreto fresco Inclinação da fôrma em relação à vertical (ε) ε =90º Ka= 1 0< ε <90º 0,82< Ka< 1 ε =0º Ka=0, ,3º Ka>0

15 Podemos concluir que a grande vantagem desta Instrução Técnica é poder determinar a pressão do concreto em fôrmas em qualquer inclinação: d. Instrução Técnica Eduardo Toroja – Pressões do concreto fresco

16 6. EXEMPLO DE CÁLCULO DA PRESSÃO DO CONCRETO FLUÍDO Dados: Compr. da Parede = 20m Espessura da Parede = 0,5m Altura da Parede = 6 m Concreto convencional (sem retardadores ou aditivos) Consistência do concreto - Slump = 10 cm Temperatura do concreto = 25º C Concretagem com Bomba – 1 caminhão (7m³) a cada 20 minutos

17 a) Determinação da Velocidade de Concretagem: temos: sendo: logo:

18 e: então:

19 b) Determinação da Pressão conforme a Norma Alemã DIN 18218: Logo: P máx. (pressão máxima) = K4, Temos que: Considerar uma temperatura normal = 15ºC Verificar o coeficiente de consistência do concreto de acordo com a tabela, então para um Slump = 10cm encontramos K4 (fluído)

20 b) Determinação da Pressão conforme a Norma Alemã DIN 18218:

21 P máx. 25ºC = 52,7 x 0,7 P máx. 25ºC = 36,9 kN/m² Onde: P máx. = 17 x Vc + 17 P máx. = 17 x 2, P máx. = 52,7 kN/m² Como a temperatura na hora da concretagem é de 25ºC, então a DIN permite que para cada 1ºC maior que 15ºC haja uma redução na pressão de 3% ou seja para 25ºC teremos uma redução de 30%, b) Determinação da Pressão conforme a Norma Alemã DIN 18218:

22 Definimos então: Altura com Pressão Hidrostática Altura com Pressão Constante b) Determinação da Pressão conforme a Norma Alemã DIN 18218: Pmáx. 25ºC = 36,9 kN/m²

23 c) Determinação da Pressão conforme a Norma Inglesa CIRIA – Report º Passo: - Determinação dos coeficientes. Coeficiente de Fôrma C1 = 1,0 (paredes) Coeficiente de Aditivos C2 = 0,30 (concretos normais) Coeficiente de Temperatura será:

24 2º Passo: - Determinar a Pressão Máxima do Concreto. c) Determinação da Pressão conforme a Norma Inglesa CIRIA – Report 108.

25 Definimos então: Altura com Pressão Hidrostática Altura com Pressão Constante Pmáx. 25ºC = 48,5 kN/m² c) Determinação da Pressão conforme a Norma Inglesa CIRIA – Report 108.

26 d) Determinação da Pressão Máxima de acordo com a Norma Americana ACI – 347 1º Passo: - Verifica-se em qual dos três casos a velocidade de concretagem (Vc) está, Se ; V b < 2,13 m/h P 1 = V b 9 t Ou ; V b > 3,05 m/h P 1 = h Ou ; 2,13 m/h < V b < 3,05 m/h P 1 = V b 9 t t + 160

27 Adota-se o menor valor entre P 1, P 2 = 97,65 kN/m² ou P 3 = h, P 3 = P 3 = kgf/m² P 3 = 144 kN/m² De acordo com a Norma Americana a Pressão Máxima é P 1 = 46,6 kN/m² Logo: V b = 2,10 m/h é < 2,13 m/h Então: P 1 = ,10 P 1 = 4664,4 kgf/m² P 1 = 46,6 kN/m² d) Determinação da Pressão Máxima de acordo com a Norma Americana ACI – 347

28 Definimos então: Altura com Pressão Hidrostática Altura com Pressão Constante Pmáx. 25ºC = 46,6 kN/m² d) Determinação da Pressão Máxima de acordo com a Norma Americana ACI – 347

29 Coeficiente de empuxo ativo: :Angulo de atrito interno :Inclinação da fôrma com respeito à vertical (º) :Consistencia do concreto (mm) Angulo de atrito interno (φ): Tempo de endurecimento: e) Determinação da Pressão Máxima de acordo com Instrução Técnica IET

30 Altura hidrostática (h s ) Pressão Máxima (P máx ) e) Determinação da Pressão Máxima de acordo com Instrução Técnica IET

31 7. Resumo dos resultados Exemplo 1DIN18218CIRIAACI – 347IET Altura concretagem= 6,0m Slump = 10 cm Temperatura concreto = 25ºC Velocidade de subida = 2,1m/h 36,9 kN/m²48,5 kN/m²46,6 kN/m²42,0 kN/m² Variação sobre a DIN 100%131%126%113%

32 Problemas em fôrma mal executada

33 Existem grandes diferenças entre as Normas existentes decorrente de poucos estudos sobre o tema. 7. CONCLUSÕES A grande variação dos resultados de cada norma é devido a princípios e considerações diferentes, porém com reconhecimento mundial de validade. Algumas normas são mais criteriosas e outras permissivas em temas diversos, como temperatura, consistência do concreto, altura de concretagem... Para a execução de uma fôrma tecnicamente segura e econômica, é importante saber qual a pressão que essa fôrma deverá ser calculada e projetada, permitindo assim a utilização da melhor solução de engenharia possível, ou seja a mais econômica dentro dos limites de segurança estabelecidos.

34 Agradecimentos e contatos Fernando Rodrigues dos Santos Leandro Dias


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