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06/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL Prof. Dr. FERNANDO CRUZ BARBIERI S.J. dos Campos

06/04/2017 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL CAD

ENGENHARIA CIVIL 1 – Concreto: Definição DEFINIÇÕES: Concreto é um material de construção proveniente da mistura, em proporção adequada, de: aglomerantes, agregados e água.

ENGENHARIA CIVIL 2 – Concreto: Composição a) AGLOMERANTES: Unem os fragmentos de outros materiais. No concreto, em geral se emprega cimento portland, que reage com a água e endurece com o tempo. b) AGREGADOS: São partículas minerais que aumentam o volume da mistura, reduzindo seu custo. Dependendo das dimensões características φ, dividem-se em dois grupos: • Agregados miúdos: 0,075mm < φ < 4,8mm. Exemplo: areias. • Agregados graúdos: φ ≥ 4,8mm. Exemplo: pedras.

ENGENHARIA CIVIL 2 – Concreto: Composição C) PASTA: Resulta das reações químicas do cimento com a água. Quando há água em excesso, denomina-se nata.

ENGENHARIA CIVIL 2 – Concreto: Composição d) Argamassa: Provém da pela mistura de cimento, água e agregado miúdo, ou seja, pasta com agregado miúdo

ENGENHARIA CIVIL 2 – Concreto: Composição e) Concreto simples: É formado por cimento, água, agregado miúdo e agregado graúdo, ou seja, argamassa e agregado graúdo.

ENGENHARIA CIVIL 2 – Concreto: Composição

ENGENHARIA CIVIL 3 – Concreto: Propriedades Depois de endurecer, o concreto apresenta: boa resistência à compressão; baixa resistência à tração; comportamento frágil, isto é, rompe com pequenas deformações. Na maior parte das aplicações estruturais, para melhorar as características do concreto, ele é usado junto com outros materiais.

ENGENHARIA CIVIL 4 – Concreto: Classificação quanto a resistência à compressão CAR CAD

ENGENHARIA CIVIL 5 – Concreto: CAD: Definição CAD: Concreto de Alto Desempenho CAD é evolução tecnológica de um material consagrado do concreto convencional.

ENGENHARIA CIVIL 6 – Concreto: CAD: Histórico HISTÓRICO: Primeiras experiências no Brasil com CAD: MASP (década de 60)  45 MPa CNEC (1989)  edifício de 18 pavimentos Fc3 = 46,8 MPa Fc7 = 56,9 MPa Fc28 = 84 MPa Fc90 = 120,7 MPa 523 kg/m3 de cimento 12% de sílica ativa A/C = 0,28 Fc = resistência à compressão

ENGENHARIA CIVIL 7 – Concreto: CAD: Característica ANTIGAMENTE  Estruturas concebidas e projetadas para satisfazer condições de segurança e estabilidade perante solicitações de ordem mecânica ATUALMENTE  Propriedades mecânicas, Durabilidade, Desempenho

ENGENHARIA CIVIL 7 – Concreto: CAD: Característica OFERECE: Alta resistência mecânica (compressão); Baixa difusão (íons e gases); Estabilidade dimensional (retração, tensões térmicas, Etc); Alta aderência (aço/matriz e pasta/agregado); Baixa permeabilidade; Resistencia à ataque químicos. EXIGÊNCIAS DAS NOVAS CONCEPÇÕES: Custo (redução do custo final da obra); Durabildiade.

ENGENHARIA CIVIL 7 – Concreto: CAD: Característica Concretos com resistência à compressão em torno de 120 MPa (1200 Kgf/cm2), podem hoje ser obtidos e utilizados em obras comuns, com uma série de vantagens em relação aos concretos normais, dentre as quais a maior durabilidade. Para se obter tais concretos são utilizados os mesmos materiais empregados no concreto convencional, ou seja: cimento Portland comum, brita, areia, água, acrescentando-se porém, aditivo superplastificante e sílica ativa.

ENGENHARIA CIVIL 8 – Concreto: CAD: Dosagem Dosagem:

ENGENHARIA CIVIL 8 – Concreto: CAD: Dosagem

ENGENHARIA CIVIL 9 – Concreto: CAD: A/C RELAÇÃO AGUA E CIMENTO A/C: Funções da pasta Estado fresco – envolver os agregados, preencher os vazios entre agregados e comunicar uma certa mobilidade ou fluidez à mistura Estado endurecido – aglutinar os agregados, conferindo impermeabilidade, resistência mecânica e durabilidade

ENGENHARIA CIVIL 9 – Concreto: CAD: A/C RELAÇÃO AGUA E CIMENTO A/C NO CONCRETO COMUM: Quantidade media de água da mistura em relação à massa de cimento

ENGENHARIA CIVIL 9 – Concreto: CAD: A/C RELAÇÃO AGUA E CIMENTO A/C NO CAD: Quanto menor a relação água/cimento, mais duráveis serão as estruturas e melhor a resistência à compressão . No CAD a relação A/C é menor, cerca de 0,2 a 0,4 devido a adição de plastificantes

ENGENHARIA CIVIL 10 – Concreto: CAD: Sílica Ativa SÍLICA ATIVA: A sílica ativa possui uma superfície especifica enorme e o diâmetro médio de seu grão é 100 (cem) vezes menor que o de cimento. Torna-se imprescindível o uso de um aditivo superplastificante, devido ao baixo fator a/c (ou fator a/c + sílica ativa) e devido à grande superfície especifica da sílica ativa. Consegue através da atuação de adição mineral na microestrutura do concreto através de dois efeitos: atua quimicamente reagindo com o CH transformando-o CSH (silicato cálcico hidratado), o qual é um dos principais componentes do concreto endurecido responsáveis pela sua resistência, e atua também como material inerte preenchendo os poros do concreto e tornando-os descontínuos.

ENGENHARIA CIVIL 10 – Concreto: CAD: Sílica Ativa Sílica Ativa:

ENGENHARIA CIVIL 10 – Concreto: CAD: Sílica Ativa SÍLICA ATIVA: Com o uso da sílica ativa o concreto passa a ter: maior resistência à compressão, porosidade próxima de zero, maior resistência à abrasão e à corrosão química, maior adesão a outras superfícies de concreto e melhor aderência com o aço, SÍLICA ATIVA  DIMINUI A FRAGILIDADE DA INTERFACE PASTA-AGREGADO

ENGENHARIA CIVIL 11 – Concreto: CAD: Superplastificantes SUPERPLASTIFICANTES: Novidade  superplastificantes (apesar da 1ª patente datar de 1938) como fluidificantes e, depois, como redutores de água. Possibilita a mínima quantidade de agua. Ação dispersante  Exemplos: naftaleno sulfonado e melamina sulfonada Permite alta dosagens Quantidade necessária de agua : 20 a 30 MPa ( sem aditivos)  180 l/m3 Redutores de agua  165 l/m3 SUPERPLASTIFICANTE  120 l/m3

ENGENHARIA CIVIL 11 – Concreto: CAD: Superplastificantes Superplastificantes:

ENGENHARIA CIVIL 12 – Concreto: CAD: Vantagens VANTAGENS: Edifícios em concreto- por reduzir tempo de execução, aumentar a área útil, tornar a estrutura mais durável e proporcionar uma economia em torno de 20%. Pontes e viadutos - permite maiores vãos, rapidez de execução e aumento da vida útil, além de economia. Soleiras de vertedouros de usinas Hidrelétricas - devido a sua boa resistência à abrasão. Pisos industriais - indicado por ter alta resistência à abrasão bem como a ataques químicos.

ENGENHARIA CIVIL 12 – Concreto: CAD: Vantagens VANTAGENS: Obras marítimas - por se tratar de um material com permeabilidade próxima de zero é fortemente indicado o seu uso em ambientes agressivos. Recuperação de estruturas - pela sua grande aderência a superfícies de concreto, dispensando a utilização de epóxi para união das superfícies. Peças pré moldadas - seu uso impõe agilidade à produção. Concreto projetado - elimina o problema da reflexão no concreto projetado

ENGENHARIA CIVIL 13 – Concreto: CAD: Obras Obras que utilizaram o CAD:

ENGENHARIA CIVIL 14 – Concreto: CAD: Viabilidade econômica A realidade do concreto mudou. Sempre foi necessário cotejar alternativas técnicas e para isto sempre foi imprescindível apoio em custos para verificação de viabilidade econômica. Para produzir um 1m3 cúbico de concreto tradicional são necessários 250 kg de cimento. No caso do CAD, essa relação é de 500 kg/m3, o que o torna extremamente caro. A analise feita por engenheiros, baseia-se na substituição de parte do cimento por minerais, como a sílica ativa e a escória de alto forno.

ENGENHARIA CIVIL 14 – Concreto: CAD: Viabilidade econômica A sílica ativa é um substituto perfeito, além de suas propriedades cimentícias, o material é comercializado a um preço relativamente baixo por ser um rejeito industrial. A sílica também aumenta a durabilidade do concreto, 100 vezes mais fino que o cimento, o material penetra em espaços minúsculos, evitando a formação de poros e vácuos, isso torna o concreto mais resistente a infiltrações.

ENGENHARIA CIVIL 14 – Concreto: CAD: Viabilidade econômica Estudos realizados no exterior, concluíram pela necessidade de redução da água total nos traços do concreto, como forma de reduzir a fissuração e a deformabilidade consequente e aumentar resistência mecânica. Com o advento dos superplastificantes viabilizou-se a produção de concretos de relação água/cimento menores que 0,4 surgindo o CAD, ou seja, um concreto de elevada resistência que possui uma estrutura densa, com um mínimo de vazios tal que, além de resistências acima de 120 MPa, e não permite a passagem de gases e agentes agressivos que atacam o concreto e as armaduras.

ENGENHARIA CIVIL APS:CAD APS - Atividades Práticas Supervisionadas Elaboração de um trabalho intitulado “Estudo sobre Concreto de Alto Desempenho”, abordando os aspectos técnicos e econômicos sobre este tipo de concreto, com pelo menos 40 páginas, com textos, figuras e fotos. Elaborar o trabalho respeitando a formatação ABNT e este trabalho devera conter: Titulo Objetivo Introdução Teórica (texto) Conclusão Bibliografia OBS.: Equipes de até 5 alunos.

ENGENHARIA CIVIL

ENGENHARIA CIVIL Superplastificantes são polímeros à base de éter policarboxilato modificado. Devido à sua química diferenciada, consegue resultados bem superiores aos superplastificantes à base de naftaleno e melamina.

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