4.4 - Recomendações para Escolha do Concreto
Co
Conforme nforme jj
áá
citado anteriormente, a escolha ncitado anteriormente, a escolha nãã
o deve o deve baseabasear-r-se exclusivamentse exclusivamente na sua resiste na sua resistêê
n-n- cia meccia mec
ââ
nica, mas tambnica, mas tambéé
m deve-se atentar a outros pontm deve-se atentar a outros pontos importos import antes, como a tantes, como a trabarabalhabilidalhabilidade:de: - que ir- que ir
áá
depender dos mdepender dos méé
todos de mistura, lantodos de mistura, lançç
amento, adensamento e, principalmente, deamento, adensamento e, principalmente, de acabamento do concreto - e a durabilidade, que seracabamento do concreto - e a durabilidade, que ser
áá
fortemente influenciada pela retrafortemente influenciada pela retraçãçã
oo hidrhidr
áá
ulica, exsudaulica, exsudaçãçã
o e resisto e resistêê
ncia ao desgaste.ncia ao desgaste. a - Consumo de Cimentoa - Consumo de Cimento O cimento n
O cimento n
ãã
ooéé
ssóó
importante como agente gerador de resistimportante como agente gerador de resistêê
ncia mecncia mecââ
nica no concreto, masnica no concreto, mas tambtamb
éé
m tem uma funm tem uma funçãçã
o primordial na trabalhabilidade; suas parto primordial na trabalhabilidade; suas partíí
culas ultrafinas atuam comoculas ultrafinas atuam como verdadeiros rolaverdadeiros rolamentmentos, reduzindo o atrito entos, reduzindo o atrito ent re as outras maiores, como as da are as outras maiores, como as da areiareia (Rodrigues,(Rodrigues, Nos
Nos
úú
ltimos anos temos observado um aumento significativo das patologias associadasltimos anos temos observado um aumento significativo das patologias associadasàà
retraretra
çãçã
o plo pláá
stica do concreto, que podem estar ligadas a relastica do concreto, que podem estar ligadas a relaçõçõ
esesáá
gua/cimento mais baixas egua/cimento mais baixas e ao emprego de cimentos de finura mais elevada, alao emprego de cimentos de finura mais elevada, al
éé
m do emprego de outros materiais cimen-m do emprego de outros materiais cimen- ttíí
cios adicionados a ele, como a esccios adicionados a ele, como a escóó
ria de alto forno, pozolanas, filer calcria de alto forno, pozolanas, filer calcáá
rio, geralmenterio, geralmente extremamente finos;extremamente finos;
éé
sabido que essas adisabido que essas adiçõçõ
es incrementam a retraes incrementam a retraçãçã
o do concretoo do concreto (Kejin et(Kejin et al, 2001 e Neville, 1997)al, 2001 e Neville, 1997).. Esse aumento na retra
Esse aumento na retra
çãçã
o o plpláá
stica geralmente eststica geralmente estáá
associado a trassociado a trêê
s fatores: baixas taxas des fatores: baixas taxas de exsudaexsuda
çãçã
o, elevada retrao, elevada retraçãçã
o auto autóó
gena e elevadas pressgena e elevadas pressõõ
es capilares provenientes das altas finu-es capilares provenientes das altas finu- ras dos materiais cimentras dos materiais ciment
íí
cios.cios. HH
áá
algum tempo, imaginava-se que as fissuras de retraalgum tempo, imaginava-se que as fissuras de retraçãçã
o o plpláá
sticas eram inofensivas, poissticas eram inofensivas, pois apresentavam pequena profundidade napresentavam pequena profundidade n
ãã
o progredindo com o pao progredindo com o pavimento em vimento em utilizautilizaçãçã
o. Isso como. Isso com certcerteza eza era verdadeiro quando as tensera verdadeiro quando as tens
õõ
es de retraes de retraçãçã
o hidro hidráá
ulica eram baixas e as tensulica eram baixas e as tensõõ
es de uti-es de uti- lizaliza
çãçã
o -aquelas oriundas dos carregamentos - eram pequenas.o -aquelas oriundas dos carregamentos - eram pequenas. Hoje em dia, alHoje em dia, al
éé
m das expressivas retram das expressivas retraçõçõ
es dos concretos modernos, os pisos ses dos concretos modernos, os pisos sãã
o na sua tota-o na sua tota- lidade empregados com reforlidade empregados com refor
çç
os, com telas soldadas ou fibras de aos, com telas soldadas ou fibras de açç
o, que levaram a umao, que levaram a uma reduredu
çãçã
o na espessura o na espessura com o com o incremento incremento das tensdas tensõõ
es atuantes, ales atuantes, aléé
m do que, a necessidade nam do que, a necessidade na reduredu
çãçã
o de custos to de custos têê
m imposto espessuras mais arrojadas.m imposto espessuras mais arrojadas. Como conseqComo conseq
üêüê
ncia, observa-se hoje um grande nncia, observa-se hoje um grande núú
mero de fmero de f issuraissuras, cujo aspecto ss, cujo aspecto sóó
pode serpode ser explicado pela evoluexplicado pela evolu
çãçã
o das antes inofensivas fissuras plo das antes inofensivas fissuras pláá
sticas.sticas. O emprego de fO emprego de fibraibras sints sint
éé
ticas como auxiliares no combate ou reduticas como auxiliares no combate ou reduçãçã
o das fissuras de retrao das fissuras de retraçãçã
oo plpl
áá
stica tem sido largamente difundido por diversos pesquisadoresstica tem sido largamente difundido por diversos pesquisadores (Rodrigues e Matardo,(Rodrigues e Matardo, 2001)2001), embora o mecanismo como isso ocorre n, embora o mecanismo como isso ocorre n
ãã
o seja bem conhecido, havendo seja bem conhecido, havendo vertento vertentes quees que advogam que os complexos mecanismos da pressadvogam que os complexos mecanismos da press
ãã
o dos poros capilares desempenham impor-o dos poros capilares desempenham impor- tante papel na redutante papel na redu
çãçã
o da retrao da retraçãçã
o e conseqo e conseqüü
entemente das fissuras, enquanto outros prefe-entemente das fissuras, enquanto outros prefe- rem atribuirrem atribuir
àà
s fibras a redus fibras a reduçãçã
o dos efeito dos efeitos danoos danosos da retrasos da retraçãçã
oo (Pad(Padron et ron et al, 1990)al, 1990); provavel-; provavel- mente e pelos resultados de pesquisas experimentais ambas teorias smente e pelos resultados de pesquisas experimentais ambas teorias s
ãã
o vo váá
lidas, sendo que alidas, sendo que a questquest
ãã
o da reduo da reduçãçã
o da porosidade capilar iro da porosidade capilar iráá
afetar basicamente a retraafetar basicamente a retraçãçã
o por exsudao por exsudaçãçã
o,o, enquaenquanto que a fnto que a fibraibra, como m, como m ateriaaterial de refl de reforor
çç
o deve atuar nos esto deve atuar nos estáá
gios subsequentes, enquan-gios subsequentes, enquan- to o mto o m
óó
dulo de elasticidade da fibra pldulo de elasticidade da fibra pláá
stica for superior ao da pasta de cimento.stica for superior ao da pasta de cimento.50 50
Teor dos Finos Teor dos Finos
280 280 300 300 320 320 350 350 Dimens
Dimens
ãã
o Mo Máá
ximaximaAgregado Agregado 32 32 15 15 19 19 12,5 12,5
Figura 4.3 - Teores de cimento Figura 4.3 - Teores de cimento Figura 4.2 - Teor m
Figura 4.2 - Teor m
í í
nimo de finosnimo de finos b - Dimensb - Dimens
ãã
o Mo Máá
xima Caracterxima Caracterí í
sticastica QuaQuanto mnto maioaior for r for a dimensa dimens
ãã
o mo máá
xima caracterxima caracteríí
stica do agregado, menor serstica do agregado, menor seráá
o consumo de cimen-o consumo de cimen- to, mas, por outro lado, como jto, mas, por outro lado, como j
áá
mencionado, o mmencionado, o móó
dulo de ruptura tende a diminuir com o incre-dulo de ruptura tende a diminuir com o incre- mentmento, e o o, e o acacabaabamentomento
éé
facilitfacilit ado ado pela pela redureduçãçã
o da dimenso da dimensãã
o mo máá
xima. Esses fatores induzem quexima. Esses fatores induzem que a dimensa dimens
ãã
o mo máá
xima nxima nãã
o deve ser o deve ser superior a superior a 32 mm, devendo ser preferencia32 mm, devendo ser preferencialmente lmente 25 mm ou 1925 mm ou 19 mm, nmm, n
ãã
o podendo ser maior do que 1/3 da espessura da placa. O agregado grao podendo ser maior do que 1/3 da espessura da placa. O agregado graúú
do deve serdo deve ser preferencialmente composto por duas faixas granulompreferencialmente composto por duas faixas granulom
éé
tricas comerciais, como 50% de brita 1 etricas comerciais, como 50% de brita 1 e 50%50% de brita 2, ou 70% de brita 2, ou 70% de brita 0 e 30% de brita 0 e 30% de brita 1, de modo a reduzde brita 1, de modo a reduzir o volume de vazios do air o volume de vazios do agre-gre- gado composto, permitindo a diminui
gado composto, permitindo a diminui
çãçã
o do teor de argamassao do teor de argamassa (Rodrigues, 1990).(Rodrigues, 1990). cc - - Abatimento (SluAbatimento (Slump)mp) O
O surgimsurgimentento dos o dos pisos de apisos de alto desemlto desempenho, carapenho, caractecterizarizados por dos por elevadoselevados
íí
ndices de planicidade endices de planicidade e nivelamento, fornivelamento, for
çç
a o emprego de concretos mais pla o emprego de concretos mais pláá
sticos, situados entre 70 mm e 100 mm. Issosticos, situados entre 70 mm e 100 mm. Isso ocorre pela necessidade de se retrabalhar o concreto durante o perocorre pela necessidade de se retrabalhar o concreto durante o per
íí
odo de dormodo de dormêê
ncia, que ante-ncia, que ante- cede a pega. O emprego de aditivos, nesses casos, deve ser feita com cautela, tomando-se como cede a pega. O emprego de aditivos, nesses casos, deve ser feita com cautela, tomando-se como referrefer
êê
ncia a curva de perda de trabalhabilidade do concreto, para garantir o retrabalho necessncia a curva de perda de trabalhabilidade do concreto, para garantir o retrabalho necessáá
rio.rio. d - Resistd - Resist
êê
nciancia A resistA resist
êê
ncianciaàà
tratraçãçã
o na flexo na flexãã
necessnecessáá
riariaéé
obviamente um critobviamente um critéé
rio de projeto, imposto pelo cal-rio de projeto, imposto pelo cal- culista.culista.
ÉÉ
interessante observar que a sua influinteressante observar que a sua influêê
ncia na espessura da placa pode nncia na espessura da placa pode nãã
o ser to ser tãã
o grandeo grande como se imagina. Por exemplo, um incremento em torno de 70% na resistcomo se imagina. Por exemplo, um incremento em torno de 70% na resist
êê
ncianciaàà
compresscompressãã
o, pas-o, pas- sando de 21 Msando de 21 M Pa paPa para 36 Mra 36 M PaPa, leva, leva
àà
redureduçãçã
o de apenas 12% na espessura da placao de apenas 12% na espessura da placa (Ringo, 1992).(Ringo, 1992). O fato de seO fato de se usar resistusar resist
êê
ncias mais elevadas reside na questncias mais elevadas reside na questãã
o da durabilidade superficial. Caso este-o da durabilidade superficial. Caso este- jaja previsto um aprevisto um acacababamento que a mento que a gagaranranta, os ta, os vavalores elores empregampregados pados para ra a a resistresist
êê
ncia podem ser infe-ncia podem ser infe- riores mais baixo. Para condiriores mais baixo. Para condi
çõçõ
es de uso sem revestimentoes de uso sem revestimentoéé
comum no Brasil a especificacomum no Brasil a especificaçãçã
o doo doDimens
Dimensãão Mo Mááxima doxima do Agregad Agregado (mmo (mm)) 37,5 37,5 25 25 19 19 12,5 12,5 9,5 9,5 M Mí í nimonimo 280 280 310 310 320 320 350 350 360 360 M Mááximoximo 330 330 360 360 375 375 405 405 415 415 Con
Consumo de Cisumo de Cimento kg/mento kg/ mm22 1990)
1990), , alal
éé
m de aumentar a coesm de aumentar a coesãã
o da mistura fresca, reduzindo a exsudao da mistura fresca, reduzindo a exsudaçãçã
o. Essa funo. Essa funçãçã
o o nnãã
ooéé
cumprida apenas pelo cimento, mas tambcumprida apenas pelo cimento, mas tamb
éé
m pelo ar naturalmente ou artificialmente incorporadom pelo ar naturalmente ou artificialmente incorporado durante a mistura, e tambdurante a mistura, e tamb
éé
m por outras partm por outras partíí
culas, supostamente inertes, inferiores a 0,15 mmculas, supostamente inertes, inferiores a 0,15 mm (Neville, 1982)(Neville, 1982), ou mesmo pozolanas ou esc, ou mesmo pozolanas ou esc
óó
ria bria báá
sica de alto forno. Recomenda-sesica de alto forno. Recomenda-se (PCA, 1983)(PCA, 1983) como teor mcomo teor m
íí
nimo de finos os valores danimo de finos os valores da Figura 4.2.Figura 4.2. PaPara conra condidiçõçõ
es especes especíí
ficas, sficas, sãã
o sugeridos teo-o sugeridos teo- res de cimento naObservamos no Brasil, a partir da d
Observamos no Brasil, a partir da d
éé
cada de 1990 um expressivo aumento nas exigcada de 1990 um expressivo aumento nas exigêê
ncias dencias de qualidade dos pisos industriais, inclusive relativos a projeto.qualidade dos pisos industriais, inclusive relativos a projeto. Cos
Costumtumavaava-se dimensiona-se dimensionar os r os pavipavimentmentos industriais com os industriais com basbase some somente ente nos critnos crit
éé
rios da PCA.rios da PCA. A grande popularidade desse mA grande popularidade desse m
éé
todo deve-setodo deve-seàà êê
nfase que a ABCP deu a ele, que se populari-nfase que a ABCP deu a ele, que se populari- zou com os trabalhos divulgados em simpzou com os trabalhos divulgados em simp
óó
siossios (Pitta & (Pitta & CarvCarvalho, 1986)alho, 1986) e cursos promovidose cursos promovidos por aquela entidade.por aquela entidade. A partir de 1995 come
A partir de 1995 come
çç
am a surgir novas tendam a surgir novas tendêê
ncias de dimensionamento, agora vindas dancias de dimensionamento, agora vindas da EuropaEuropa (The Concrete Society, 1994)(The Concrete Society, 1994) , com o ressurgimento dos trabalhos de, com o ressurgimento dos trabalhos de LL
öö
sberg esberg e MayerhofMayerhof, em contraponto aos preceitos dos americanos, em contraponto aos preceitos dos americanos Westergard (Westergard, 1927)Westergard (Westergard, 1927),, Pickett, Ray (Pickett e Ray, 1950)
Pickett, Ray (Pickett e Ray, 1950) ee Packard (Packard, 1976)Packard (Packard, 1976), este com contribui, este com contribui
çõçõ
es maises mais afeitas ao pavimento industrial.afeitas ao pavimento industrial.
Os fatores que diferem as duas escolas - a europ
Os fatores que diferem as duas escolas - a europ
éé
ia e a norte-americana - residem fundamental-ia e a norte-americana - residem fundamental- mente no fato da primeira focar pavimentos reformente no fato da primeira focar pavimentos refor
çç
ados, cujos mados, cujos méé
todos consideram o comporta-todos consideram o comporta- mento plmento pl
áá
stico dos materiais na ruptura, como os que empregam telas soldadas, fibras de altostico dos materiais na ruptura, como os que empregam telas soldadas, fibras de alto mm
óó
dulo ou protensdulo ou protensãã
o, enquanto a americana trabalha essencialmente com concreto simples.o, enquanto a americana trabalha essencialmente com concreto simples. A diferenA diferen
çç
a entre as estruturas dos dois pavimentosa entre as estruturas dos dois pavimentoséé
acentuada: os critacentuada: os critéé
rios americanos pro-rios americanos pro- duzem placas de elevada rigidez e de pequenas dimensduzem placas de elevada rigidez e de pequenas dimens
õõ
es jes jáá
os procedimentos europeus, con-os procedimentos europeus, con- duzem a pavimentos esbeltos e placas de grandes dimensduzem a pavimentos esbeltos e placas de grandes dimens
õõ
es, sendo deles a concepes, sendo deles a concepçãçã
o do pavi-o do pavi- mento tipo Jointless, que emprega placas com mais de 500 mmento tipo Jointless, que emprega placas com mais de 500 m 22..
Nota-se que nos
Nota-se que nos
úú
ltimltimos dez aos dez anos o Brasil vem trilnos o Brasil vem trilhando o cahando o caminho inequminho inequíí
voco da escola europvoco da escola européé
iaia e o grande avane o grande avan
çç
o das to das téé
cnicas de dimensionamento dos pavimentos estruturalmente armadoscnicas de dimensionamento dos pavimentos estruturalmente armados (Rodrigues, 1996 e Rodrigues & Pitta, 1998)(Rodrigues, 1996 e Rodrigues & Pitta, 1998) contribucontribu
íí
ram para selar essa tendram para selar essa tendêê
ncia.ncia. InIn
í í
cio da pavimentacio da pavimentaçãçã
o ro rí í
gidagida O trabalho desenvolvido porO trabalho desenvolvido por Westergard (Westergard, 1926)Westergard (Westergard, 1926) teve uma contribuiteve uma contribui
çãçã
o imo imensa paensa parara a criaa cria
çãçã
o das bases teo das bases teóó
ricas do dimensionamento de placas apoiadas em meio elricas do dimensionamento de placas apoiadas em meio eláá
stico, emborastico, embora o conceito de fundao conceito de funda
çãçã
o em lo em líí
quido denso seja anterior a esse perquido denso seja anterior a esse períí
odo.odo. WestergardWestergard
éé
citado em praticamente todos os trabalhos atuais e suas equacitado em praticamente todos os trabalhos atuais e suas equaçõçõ
es bes báá
sicas ssicas sãã
oo aindaainda muitmuito uto utilizailizadas. Edas. Elas fornecem las fornecem a tensa tens
ãã
o gerada na placa quandoo gerada na placa quandoéé
aplicada uma carga P emaplicada uma carga P em umauma
áá
rea de contato circular com raio a, para carregamentos posicionados no interior da placa -rea de contato circular com raio a, para carregamentos posicionados no interior da placa - comumente designada como carga central - na borda e no canto; nestes dois casos, considera- comumente designada como carga central - na borda e no canto; nestes dois casos, considera-DIMENSIONAMENTO
DIMENSIONAMENTO
0
055
5.1
5.1 IIntroduçãontrodução
52 52se bordas livres, isto
se bordas livres, isto
éé
, sem barras de transfer, sem barras de transferêê
ncia.ncia. AlAl
éé
m das tensm das tensõõ
es,es, WestergardWestergard desenvolveu modelos para a previsdesenvolveu modelos para a previsãã
o de recalques - ou defor-o de recalques - ou defor- mama
çõçõ
es - para as mesmas condies - para as mesmas condiçõçõ
es de carregamentos; as seis equaes de carregamentos; as seis equaçõçõ
es considerando o coefi-es considerando o coefi- ciente deciente de PoissonPoisson do concreto igual a 0,15, sdo concreto igual a 0,15, s
ãã
o:o: Carga no Interior da PlacaCarga no Interior da Placa
Para todas as express
Para todas as express
õõ
es,es,σσee∆∆ssãã
o a tenso a tensãã
o atuante e a deformao atuante e a deformaçãçã
o;o; PP, k , k , , ee a a ssãã
o a carga, o coe-o a carga, o coe- ficiente de recalque, o raio de rigidez e o raio de aplicaficiente de recalque, o raio de rigidez e o raio de aplica
çãçã
o de carga respectivamente.o de carga respectivamente. Embora desenvolvidas a quase 80 anos, quando a comparamos com osEmbora desenvolvidas a quase 80 anos, quando a comparamos com os MEF - Métodos de MEF - Métodos de Elementos Finitos
Elementos Finitos - mostram excelente ader- mostram excelente ader
êê
ncia, como demonstrou Ionnidesncia, como demonstrou Ionnides (Wuang, 1993)(Wuang, 1993),, pesquisador americano que estudou com profundidade essas expresspesquisador americano que estudou com profundidade essas express
õõ
es, para as placas trabalhan-es, para as placas trabalhan- do no regime eldo no regime el
áá
stico do concreto.stico do concreto. As limitaAs limita
çõçõ
es das equaes das equaçõçõ
es dees de WestergardWestergard referem-sereferem-seàà
auaussêê
ncia da anncia da anáá
lise imediata das tenslise imediata das tensõõ
eses na fundana funda
çãçã
o e, mais importante, a influo e, mais importante, a influêê
ncia de uma carga nas tensncia de uma carga nas tensõõ
es em um ponto que nes em um ponto que nãã
o sejao seja sendosendo
b = a quando a b = a quando a
≥≥1,724h 1,724h
b =
b =
1,61,6a a
2 2+ + h h
2 2- - 0,675h, qua0,675h, quando a ndo a < 1,724h < 1,724h
Carga de Canto Carga de Canto Carga de Borda (
Carga de Borda (
ÁÁ
rea Circular)rea Circular)σ
σi i = = 0,3160,316P P 44lloogg + 1+ 1,,006699
h h 2 2 b b l l ∆ ∆b b = = 0,4310,431P P 1 1 - - 0,80,822 k k 2 2 a a
[ [
l l]]
l l l l σ σx x = = 33P P 1-1- h h 2 2 1,722 1,722a a 0,720,72[[
]]
[[
]]
l l ∆ ∆c c = =P P
1,205 1,205 - - 0,690,69 k k 2 2[[
]]
l l 1,722 1,722a a l l σ σb b ==[[
4log 4log + + 0,60,666 66 - - 0,00,03434]]
- 0,673 - 0,673 2 2 x x 0,803 0,803P P h h 2 2( ( ))
l l /a /a a a / /(
( ))
l l Deflex Deflexãã
o:o: Deflex Deflexãã
o:o:
a a l l
∆ ∆i i = = P P 1 1 ++ 8 8k k 2 2 11 22ππ 22{{
[[
[[
}}
l l Deflex Deflexãã
o:o:
l l a a l l
n nEsta defici
Esta defici
êê
ncia foi suprida pelo desenvolvimento das cartas de influncia foi suprida pelo desenvolvimento das cartas de influêê
ncia porncia por PicketPicket ee RaRayy nana ddéé
cada de 1950cada de 1950 (Picket & Ray, 1950)(Picket & Ray, 1950), que s, que sãã
o sistemo sistemas gras gráá
ficos que permitem a determinaficos que permitem a determinaçãçã
oo do momento fletor gerado por um carregamento comdo momento fletor gerado por um carregamento com
áá
rea de contato definida, para carrega-rea de contato definida, para carrega- mentos centralmentos central (carta N(carta N
ºº
6)6) ou de bordaou de borda (carta N(carta Nºº
2)2), que s, que sãã
o amplamente empregadas noso amplamente empregadas nos pavpavimentimentos rodovios rodovi
áá
riosrios (Rodrigues, Pitta, 1999)(Rodrigues, Pitta, 1999) .. Estudos ComplementaresEstudos Complementares
Embora as cartas sejam relativamente f
Embora as cartas sejam relativamente f
áá
ceis de serem empregadas, as equaceis de serem empregadas, as equaçõçõ
es anterioreses anteriores foram desenvolvidas para o dimensionamento de pavimentos rodoviforam desenvolvidas para o dimensionamento de pavimentos rodovi
áá
rios e portanto com peque-rios e portanto com peque- nas tensnas tens
õõ
es de contato e acabam apresentando distores de contato e acabam apresentando distorçõçõ
es para as cargas correntes nos pisoses para as cargas correntes nos pisos industriais.industriais. As express
As express
õõ
es relativases relativasàà
s tenss tensõõ
es atuantes de Westergardes atuantes de Westergard fornecem o mfornecem o máá
ximo esforximo esforçç
o o nono centro de aplicacentro de aplica
çãçã
o da carga, no da carga, nãã
o levando em considerao levando em consideraçãçã
o as deformao as deformaçõçõ
es do concreto, quees do concreto, que permitiriam as contribuipermitiriam as contribui