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1 S.J. dos Campos Prof. Dr. FERNANDO CRUZ BARBIERI UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL.

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1 1 S.J. dos Campos Prof. Dr. FERNANDO CRUZ BARBIERI UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL

2 2 CAD UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL

3 3 DEFINIÇÕES: Concreto é um material de construção proveniente da mistura, em proporção adequada, de: aglomerantes, aglomerantes, agregados e agregados e água. água. 1 – Concreto: Definição UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL

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

5 5 C) PASTA: Resulta das reações químicas do cimento com a água. Quando há água em excesso, denomina-se nata. Resulta das reações químicas do cimento com a água. Quando há água em excesso, denomina-se nata. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 2 – Concreto: Composição

6 6 d) ARGAMASSA: Provém da pela mistura de cimento, água e agregado miúdo, ou seja, pasta com agregado miúdo Provém da pela mistura de cimento, água e agregado miúdo, ou seja, pasta com agregado miúdo UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 2 – Concreto: Composição

7 7 E) CONCRETO SIMPLES: É formado por cimento, água, agregado miúdo e agregado graúdo, ou seja, argamassa e agregado graúdo. É formado por cimento, água, agregado miúdo e agregado graúdo, ou seja, argamassa e agregado graúdo. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 2 – Concreto: Composição

8 8 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 2 – Concreto: Composição

9 9 Depois de endurecer, o concreto apresenta: boa resistência à compressão; boa resistência à compressão; baixa resistência à tração; baixa resistência à tração; comportamento frágil, isto é, rompe com pequenas deformações. 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. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 3 – Concreto: Propriedades

10 10 4 – Concreto: Classificação quanto a resistência à compressão UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL CARCAR CADCAD

11 11 CAD: Concreto de Alto Desempenho CAD é evolução tecnológica de um material consagrado do concreto convencional. CAD é evolução tecnológica de um material consagrado do concreto convencional. 5 – Concreto: CAD: Definição UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL

12 12 HISTÓRICO: Primeiras experiências no Brasil com CAD: MASP (década de 60)  45 MPa MASP (década de 60)  45 MPa CNEC (1989)  edifício de 18 pavimentos CNEC (1989)  edifício de 18 pavimentos Fc 3 = 46,8 MPa Fc 7 = 56,9 MPa Fc 28 = 84 MPa Fc 90 = 120,7 MPa 523 kg/m 3 de cimento 523 kg/m 3 de cimento 12% de sílica ativa A/C = 0,28 6 – Concreto: CAD: Histórico UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL Fc = resistência à compressão

13 13 ANTIGAMENTE  Estruturas concebidas e projetadas para satisfazer condições de segurança e estabilidade perante solicitações de ordem mecânica ATUALMENTE  Propriedades mecânicas, Durabilidade, Desempenho 7 – Concreto: CAD: Característica UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL

14 14 OFERECE: Alta resistência mecânica (compressão); Alta resistência mecânica (compressão); Baixa difusão (íons e gases); Baixa difusão (íons e gases); Estabilidade dimensional (retração, tensões térmicas, Etc); Estabilidade dimensional (retração, tensões térmicas, Etc); Alta aderência (aço/matriz e pasta/agregado); Alta aderência (aço/matriz e pasta/agregado); Baixa permeabilidade; Baixa permeabilidade; Resistencia à ataque químicos. Resistencia à ataque químicos. EXIGÊNCIAS DAS NOVAS CONCEPÇÕES: Custo (redução do custo final da obra); Custo (redução do custo final da obra); Durabildiade. Durabildiade. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 7 – Concreto: CAD: Característica

15 15 Concretos com resistência à compressão em torno de 120 MPa (1200 Kgf/cm 2 ), 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. Concretos com resistência à compressão em torno de 120 MPa (1200 Kgf/cm 2 ), 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: 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. UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 7 – Concreto: CAD: Característica

16 16 DOSAGEM: 8 – Concreto: CAD: Dosagem UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL

17 17 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 8 – Concreto: CAD: Dosagem

18 18 RELAÇÃO AGUA E CIMENTO A/C: Funções da pasta Estado fresco – envolver os agregados, envolver os agregados, preencher os vazios entre agregados e preencher os vazios entre agregados e comunicar uma certa mobilidade ou fluidez à mistura comunicar uma certa mobilidade ou fluidez à mistura Estado endurecido – aglutinar os agregados, aglutinar os agregados, conferindo impermeabilidade, conferindo impermeabilidade, resistência mecânica e durabilidade resistência mecânica e durabilidade 9 – Concreto: CAD: A/C UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL

19 19 RELAÇÃO AGUA E CIMENTO A/C NO CONCRETO COMUM: Quantidade media de água da mistura em relação à massa de cimento UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 9 – Concreto: CAD: A/C

20 20 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. 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 No CAD a relação A/C é menor, cerca de 0,2 a 0,4 devido a adição de plastificantes UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 9 – Concreto: CAD: A/C

21 21 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. 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. 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: 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. 10 – Concreto: CAD: Sílica Ativa UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL

22 22 SÍLICA ATIVA: UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 10 – Concreto: CAD: Sílica Ativa

23 23 SÍLICA ATIVA: Com o uso da sílica ativa o concreto passa a ter: maior resistência à compressão, maior resistência à compressão, porosidade próxima de zero, porosidade próxima de zero, maior resistência à abrasão e à corrosão química, maior resistência à abrasão e à corrosão química, maior adesão a outras superfícies de concreto e maior adesão a outras superfícies de concreto e melhor aderência com o aço, melhor aderência com o aço, SÍLICA ATIVA  DIMINUI A FRAGILIDADE DA INTERFACE PASTA- AGREGADO UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 10 – Concreto: CAD: Sílica Ativa

24 24 SUPERPLASTIFICANTES: Novidade  superplastificantes (apesar da 1ª patente datar de 1938) como fluidificantes e, depois, como redutores de água. Novidade  superplastificantes (apesar da 1ª patente datar de 1938) como fluidificantes e, depois, como redutores de água. Possibilita a mínima quantidade de agua. Possibilita a mínima quantidade de agua. Ação dispersante  Exemplos: naftaleno sulfonado e melamina sulfonada Ação dispersante  Exemplos: naftaleno sulfonado e melamina sulfonada Permite alta dosagens Permite alta dosagens Quantidade necessária de agua : 20 a 30 MPa ( sem aditivos)  180 l/m 3 Redutores de agua  165 l/m 3 SUPERPLASTIFICANTE  120 l/m 3 11 – Concreto: CAD: Superplastificantes UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL

25 25 SUPERPLASTIFICANTES: UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 11 – Concreto: CAD: Superplastificantes

26 26 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%. 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. 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. 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. Pisos industriais - indicado por ter alta resistência à abrasão bem como a ataques químicos. 12 – Concreto: CAD: Vantagens UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL

27 27 VANTAGENS: Obras marítimas - por se tratar de um material com permeabilidade próxima de zero é fortemente indicado o seu uso em ambientes agressivos. 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. 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. Peças pré moldadas - seu uso impõe agilidade à produção. Concreto projetado - elimina o problema da reflexão no concreto projetado Concreto projetado - elimina o problema da reflexão no concreto projetado UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 12 – Concreto: CAD: Vantagens

28 28 OBRAS QUE UTILIZARAM O CAD: 13 – Concreto: CAD: Obras UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL

29 29 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 13 – Concreto: CAD: Obras OBRAS QUE UTILIZARAM O CAD:

30 30 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL OBRAS QUE UTILIZARAM O CAD: 13 – Concreto: CAD: Obras

31 31 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 13 – Concreto: CAD: Obras OBRAS QUE UTILIZARAM O CAD:

32 32 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL OBRAS QUE UTILIZARAM O CAD: 13 – Concreto: CAD: Obras

33 33 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL OBRAS QUE UTILIZARAM O CAD: 13 – Concreto: CAD: Obras

34 34 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL OBRAS QUE UTILIZARAM O CAD: 13 – Concreto: CAD: Obras

35 35 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL A realidade do concreto mudou. 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. Sempre foi necessário cotejar alternativas técnicas e para isto sempre foi imprescindível apoio em custos para verificação de viabilidade econômica. Para produzir um 1m 3 cúbico de concreto tradicional são necessários 250 kg de cimento. Para produzir um 1m 3 cúbico de concreto tradicional são necessários 250 kg de cimento. No caso do CAD, essa relação é de 500 kg/m 3, o que o torna extremamente caro. No caso do CAD, essa relação é de 500 kg/m 3, 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. 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. 14 – Concreto: CAD: Viabilidade econômica

36 36 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 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 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. 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. 14 – Concreto: CAD: Viabilidade econômica

37 37 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 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. 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. 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. 14 – Concreto: CAD: Viabilidade econômica

38 38 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL 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. 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: Elaborar o trabalho respeitando a formatação ABNT e este trabalho devera conter:TituloObjetivo Introdução Teórica (texto) ConclusãoBibliografia OBS.: Equipes de até 5 alunos. APS:CAD

39 39 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP ENGENHARIA CIVIL

40 40 UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP 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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