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2- DEFORMABILIDADE DO CONCRETO

2.1- Introduo

A estrutura interna do concreto influi sobre a resistncia mecnica e sobre a deformabilidade das peas de concreto armado. Gel de cimento = reao qumica do cimento + gua. O gel envolve os gros dos agregados e ao endurecer, liga-os resultando um material resistente e monoltico, o concreto. A quantidade de gua necessria para dar suficiente trabalhabilidade no amassamento do concreto da ordem do dobro da quantidade consumida na reao qumica de hidratao do cimento. O excedente de gua forma os numerosos poros e capilares do gel de cimento e pode evaporar-se. Fisicamente, o concreto representa um material capilar poroso, sem continuidade da massa, no qual se acham presentes os trs estados de agregao: slido, lquido e gasoso.

2.2- Estrutura interna do concreto

fig.2.1- agregado grado (70% do volume total do concreto endurecido) envolvido pela matriz de argamassa.

fig.2.2- agregado mido envolvido pela matriz de pasta de cimento (resultante da hidratao)

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fig.2.3- detalhe microscpico do concreto endurecido

Componentes importantes da composio do cimento: silicato triclcio e silicato diclcio + gua = dissilicato triclcio hidratado. 3CaO.SiO2 + 2CaO.SiO2 + 3H2O = 3CaO.2SiO2.3H2O + Ca(OH)2 Esta gua em negrito chamada de gua no evaporvel (A

n), pois est

fixada quimicamente. A gua necessria para ocorrer a reao qumica de hidratao do cimento da ordem de 28%, isto , a/c=0,28 (relao gua/cimento). Porm, para obtermos condies de trabalhar com a massa de concreto necessrio que a/c=0,45 a 0,60. O excesso desta gua : uma parte adsorvida aos micro-cristais e chamada de gua evaporvel (A

e) e a outra parte da gua de amassamento

chamada de gua capilar (Ac), a qual sofre permuta com o meio ambiente

(evaporao) e contribui para que ocorra uma compresso isotrpica da massa de concreto e conseqente diminuio de volume, chamada de retrao. Se todos os poros e capilares do concreto fossem ocos, sua estrutura interna seria igual a dos slidos comuns. Como esto tomados por ar e gua, possui propriedades particulares quanto a deformabilidade que so bem diferentes dos outros slidos. Portanto, dizemos que o concreto um pseudo-slido.

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2.3- Retrao e Expanso

chamada de retrao a reduo espontnea de volume que ocorre no concreto, na ausncia de tenses mecnicas ou variaes de temperatura.

fig.2.4- grfico retrao/expanso x tempo

2.3.1- Causas da retrao . reaes qumicas . evaporao da gua capilar . carbonatao dos produtos decorrentes da hidratao do cimento

2.3.2- Causas da expanso . absoro de gua - vai ocupar os vazios decorrentes das reaes qumicas

2.3.3- Fatores que influenciam a retrao . composio qumica do cimento: nos cimentos de alta resistncia inicial e de pega rpida o fenmeno da retrao maior. . quantidade de cimento . quantidade de gua de amassamento . finura do cimento e dos agregados . umidade do ambiente . espessura da pea de concreto . temperatura do ambiente . idade do concreto . quantidade de armadura

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2.4- Deformaes provocadas por cargas externas

2.4.1- Deformao imediata aquela que se observa no instante que se aplica a carga, causada pela acomodao dos cristais que formam o material.

2.4.2- Deformao lenta ou Fluncia Aumento da deformao com o tempo durante o qual a carga permanece sobre a pea.

A compresso da gua capilar provoca um aumento da evaporao e conseqentemente um aumento da deformao lenta.

Comportamento com o tempo:

onde: t0 = instante de aplicao da carga

ce = deformao elstica instantnea

cc

= deformao lenta (c=creep=lenta)

ccoo = deformao lenta final

A deformao elstica dada por:

= E onde: c = tenso normal no concreto

c(t0) = mdulo de deformao longitudinal do concreto no instante t0

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Relaxao: Aplicando-se uma deformao a um corpo e mantendo-se seu valor constante, observa-se uma diminuio no valor da tenso resultante.

Deformaes recuperveis e deformao residual (permanente):

A partir do instante t, temos:

c = recuperao elstica instantnea

d = deformao elstica recupervel f = deformao lenta permanente (f=flow=fluncia) Logo:

cc= d + f

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2.5- Outras caractersticas relativas deformabilidade

2.5.1- Mdulo de deformao longitudinal do concreto Deformaes com aplicao de carga. =f( ) E Diagrama tenso x deformao para o concreto.

Eci = tg 0 = mdulo de deformao inicial ou mdulo de deformao tangente na origem. Ecs = tg = mdulo de deformao secante. Para os concretos usuais, a NBR6118:2003(item 8.2.8) permite adotar:

Eci = 5600 (fck)1/2 (MPa)

Ecs = 0,85.Eci

fck a resistncia caracterstica do concreto compresso

2.5.2- Deformaes provocadas por variao de temperatura O coeficiente de variao trmica ("alfa") a deformao correspondente a uma variao de temperatura de 1C. Para o concreto armado vale:

te = 10

-5/C (NBR6118 item 8.2.3)

usual se dispensar o clculo das solicitaes devido temperatura para: a) peas permanentemente envolvidas por terra ou gua. b) em edifcios interrompidos por junta de dilatao a cada 30 metros, no mximo.

2.5.3- Coeficiente de Poisson ( ) a relao entre a deformao transversal e a deformao longitudinal. Para o C.A. a NBR6118 (item 8.2.9) permite adotar: =0,20 G = mdulo de deformao transversal = 0,4.Ecs (NBR6118 item 8.2.9)