Man 1997 construcoes rurais, Notas de aula de Arquitetura de Computadores avançada. Universidade Estadual Paulista (Unesp)
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karolinemazzo28 de agosto de 2015

Man 1997 construcoes rurais, Notas de aula de Arquitetura de Computadores avançada. Universidade Estadual Paulista (Unesp)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ SETOR DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA RURAIS

LABORATÓRIO DE CONSTRUÇÕES RURAIS

MANUAL DE CONSTRUÇÕES RURAIS

(3o EDIÇÃO REVISTA E COMPLEMENTADA) PROFESSOR: JORGE LUIZ MORETTI DE SOUZA DISCIPLINA: CONSTRUÇÕES RURAIS CÓDIGO: AT 034 CURSO: AGRONOMIA

CURITIBA - PR AGOSTO/97

______________________________________________ JORGE LUIZ MORETT DE SOUZA - DETR/SCA/UFPR

MANUAL DE CONSTRUÇÕES RURAIS

(3o EDIÇÃO REVISTA E COMPLEMENTADA)

JORGE LUIZ MORETTI DE SOUZA

ENGENHEIRO AGRÍCOLA (UFLA) MESTRE EM AGRONOMIA (ESALQ/USP)

PROFESSOR ASSISTENTE (DETR/SCA/UFPR)

CURITIBA

______________________________________________ JORGE LUIZ MORETT DE SOUZA - DETR/SCA/UFPR

Ficha catalográfica preparada pela Seção de Livros da Divisão de

Biblioteca e Documentação - SCA/UFPR

Souza, Jorge Luiz Moretti de Manual de Construções rurais. / Jorge Luiz Moretti de Souza, -- Curitiba : DETR/SCA/UFPR, 1997. 165 p. Manual Didático - DETR/SCA/UFPR Bibliografia 1. Construções Rurais

______________________________________________ JORGE LUIZ MORETT DE SOUZA - DETR/SCA/UFPR

APRESENTAÇÃO

Esta publicação foi escrita visando contribuir e implementar os recursos didáticos

disponíveis à Disciplina Construções Rurais, ministrada no Departamento de Engenharia e

Tecnologia Rurais situado no Setor de Ciências Agrárias da UFPR. A linguagem utilizada

procura ser simples e é voltada ao melhor entendimento dos alunos. Em seu interior, estão

presentes os conteúdos essenciais para que os alunos possam acompanhar as aulas de

Construções Rurais, sem a preocupação de escrever e desenhar excessivamente. Os temas

principais foram tratados em unidades. Cada unidade foi escrita e comentada baseando-se

em consultas bibliográficas à livros, normas técnicas, trabalhos técnicos e científicos.

A Disciplina Construções Rurais está voltada a área de engenharia rural. Os temas

abordados dentro do manual foram dispostos de forma que possibilite, como objetivo geral,

que o aluno seja capaz de: desenvolver as atividades de Construção Rural com idoneidade e

disposição de melhoramento permanente, mediante suficientes informações teóricas e

capacitação prática; e exercer em toda plenitude, as atribuições que a legislação lhe permite.

No decorrer das unidades, como objetivos específicos, os alunos estarão capacitados

a:

• Identificar e resolver problemas de desenho de edificações rurais; identificação e escolha

de materiais de construção; organizar uma praça de trabalho;

• Representar, dimensionar e corrigir alguns problemas que possam surgir na execução

e/ou correção das estruturas de sustentação de instalações rurais;

• Planejar e projetar instalações para as mais diversas situações que possam surgir no meio

rural.

O programa da disciplina compõem-se das seguintes unidades: Materiais de

construção; Consideração sobre os trabalhos preliminares; Estruturas de sustentação das

construções rurais (Fundações, Paredes, Pilares, Vigas, Lajes); Cobertura das instalações;

Instalações para aves; Instalações para bovinos; Instalações para suínos.

Jorge Luiz Moretti de Souza

Professor DETR/SCA/UFPR

Curitiba, 20 Novembro de 1997

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SUMÁRIO

Página

UNIDADE 1. Materiais de construção .................................................... 1

UNIDADE 2. Consideração sobre os trabalhos preliminares ................. 34

UNIDADE 3. Estruturas de sustentação das construções rurais ........... 46 Unidade 3.1. Fundações ........................................................................

47

Unidade 3.2. Paredes .............................................................................

60

Unidade 3.3. Pilares ...............................................................................

62

Unidade 3.4. Vigas .................................................................................

76

Unidade 3.5. Lajes .................................................................................

81

UNIDADE 4. Cobertura das instalações.................................................. 86

UNIDADE 5. Instalações para aves ......................................................... 100

UNIDADE 6. Instalações para bovinos .................................................... 112

UNIDADE 7. Instalações para suínos ...................................................... 144

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UNIDADE 1. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO OBJETIVO: Relatar e destacar os principais materiais de construção utilizados na

construção rural descrevendo algumas de suas qualidades, forma de utilização e aplicação.

INTRODUÇÃO Os materiais de construção podem ser simples ou compostos, obtidos diretamente da natureza ou podem constituir o resultado de trabalho industrial. Deve-se conhecê-los, pois de sua escolha depende parte da solidez, durabilidade e beleza das obras. Além disso não basta que qualquer construção atenda apenas a esses três requisitos - também o fator econômico pesa bastante na escolha do material. 1. PEDRAS NATURAISa) Utilização: As pedras naturais têm sua maior aplicação na realização de alicerces, muros de arrimo, pavimentação de pisos rústicos e algumas vezes na execução de revestimento e paredes. De preferência, deve-se utilizar apenas as pedras duras, pesadas e que apresentem textura homogênea quando forem partidas. Pedras porosas absorvem água, sendo indesejável sua utilização, principalmente em alicerces.

b) Obtenção: As pedras utilizadas em construções provêm de pedreiras encontradas normalmente em ladeiras de morros. Também são usadas as pedras de cantos rolados, encontrados em leitos de rios. Neste caso deve-se quebrá-las para aumentar o poder de aderência. c) Tipos: Granito, arenito, basalto, gabro, minérios de ferro, concreções e mais raramente ardósia, são exemplos de algumas pedras naturais empregadas nas construções rurais.

d) Propriedades físicas: Quanto maior o peso específico (pesada) da pedra, maior será a sua resistência; • 1 m3 de bloco de pedra se converte em aproximadamente 1,5 m3 de alvenaria de pedra colocada; • 1 m3 de pedra solta e transportada, somente é suficiente para executar 0,66 m3 de alvenaria de pedra. 2. AGREGADOa) Definição: Entende-se por agregado o material granular, sem forma e volume definidos, geralmente inerte (não reagem com o cimento), de dimensões e propriedades adequadas para uso em obras de engenharia.

b) Obtenção: São agregados as rochas britadas, os fragmentos rolados no leito dos cursos d’água e os materiais encontrados em jazidas, provenientes de alterações de rochas.

c) Utilização: São utilizados em lastros de vias férreas, bases para calçamentos, pistas de rolamento das estradas, revestimento betuminoso, e como material granuloso e inerte para a confecção de argamassas e concretos.

d) Importância: Em argamassas e concretos os agregados são importantes do ponto de vista econômico e técnico, e exercem influência benéfica sobre algumas características importantes, como: retração, aumento da resistência aos esforços mecânicos, pois os agregados de boa qualidade têm resistência mecânica superior à da pasta de aglomerante.

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2.1. Classificação A classificação dos agregados é variável, à medida que analisamos o ponto de vista de diferentes autores. Abaixo estão relacionados algumas das classificações utilizadas: • Classificação quanto à origem: naturais ou artificiais; • Classificação quanto à massa específica aparente: leves, pesados ou normais; • Classificação quanto ao diâmetro máximo: agregado miúdo, graúdo ou mesclado (entre miúdo e graúdo); 2.2. Obtenção dos agregados Alguns agregados são obtidos por extração direta do leito dos rios, ou por meio de dragas (areias e seixos), e às vezes de minas (areias). Posteriormente este material retirado sofre um beneficiamento que consiste em lavagem e classificação. 2.2.1. Pedras britadas São obtidas por redução de pedras maiores, por trituração através dos britadores. É bom observar neste momento, que para o desenvolvimento do trabalho, os britadores devem: estar adaptados às condições das rochas; possuir a capacidade desejada de produção; ser de fácil funcionamento, conservação e reparação; ser de construção simples. 2.2.2. Areia Obtida da desagregação das rochas até formar grãos de tamanhos variados. Pode ser classificada pela dimensão em: areia grossa, média e fina. As areias devem sempre ser isentas de sais, graxas, materiais orgânicos, barro ou qualquer outro elemento que prejudique a sua utilização. 2.3. Agregado miúdo Entende-se por agregado miúdo normal ou corrente a areia natural quartzosa ou pedrisco resultante do britamento de rochas estáveis, com tamanhos de partículas tais que no máximo 15% ficam retidas na peneira de 4,8 mm. 2.3.1. Propriedades físicas a) Massa específica real (γ o) • Definição: é a massa da unidade de volume, excluindo deste os vazios permeáveis e os vazios entre os grãos. peso

Massa específica real (γ o) =  volume

... [ g/cm3]

• Determinação: através do picnômetro, balança hidrostática ou frasco de Chapman; • Valor médio: γ o = 2,65 g/cm3 ou 2650 kg/m3. b) Peso unitário (γ ) • Definição: é o peso da unidade de volume aparente, isto é, incluindo no volume os vazios entre os grãos; peso

Massa específica real (γ ) =  volume

... [ g/cm3]

• Determinação: através de recipientes cilíndricos ou paralelepípedos;

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• Importância: permite converter as composições das argamassas e concretos em peso para volume e vice-versa; • Valor médio: − areia média em estado seco: γ = 1,5 g/cm3 ou 1.500 kg/m3; − areia fina em estado seco: γ = 1,4 g/cm3 ou 1.400 kg/m3. c) Umidade • Importância: − fator água/cimento nas argamassas e concretos; − água carregada pelo agregado; − reajuste das quantidades de material, seja em peso ou em volume. • Determinação: − secagem em estufa; − secagem por aquecimento ao fogo; − frasco de Chapman; − aparelhos especiais (ex. Speedy moisture tester). d) Inchamento: experiências mostram que a água livre aderente aos grãos provoca afastamento entre eles, no que resulta o inchamento do conjunto. Relação entre o volume úmido e seco1,51,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Umidade (%)

Figura 1.1. Curva de inchamento da areia

O inchamento máximo ocorre para teores de umidade entre 4 a 6%Importância: reajuste das quantidades de material, seja em peso ou em volume. e) Granulometria • Definição: proporção relativa, expressa em porcentagem, dos diferentes tamanhos de grãos que se encontram constituindo o todo; • Importância: grande influência nas propriedades futuras das argamassas; • Determinação: através de peneiras de malha quadrada da série de Tyler-americanas 0,15; 0,3; 1,2; 2,4; 4,5 mm. • Escolha da amostra: nas jazidas e indústrias são retiradas amostras; depois reunidas, homogeneizadas, secas ao ar e peneiradas; • Módulo de finura: é a soma das porcentagens retidas acumuladas, dividida por 100. Somatório das % retidas acumuladas

Módulo de finura (MF) =  100 Serve como parâmetro para classificação das areias.

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Tabela 1.1. Classificação das areias

Classe da areia Módulo de finura (MF) Muito grossa MF > 3,90

Grossa 3,30 < MF < 3,90 Média 2,40 < MF < 3,30 Fina MF < 2,40

f) Impurezas • Material pulverulento: é constituído de partículas de argila (< 0,002 mm) e silte (0,002 a 0,06 mm), principalmente argila. Este material pulverulento envolve os grãos do agregado enfraquecendo as argamassas e concretos. • Impurezas orgânicas: as impurezas orgânicas da areia, normalmente formadas por partículas de húmus, exercem uma ação prejudicial sobre a pega e o endurecimento das argamassas e concretos. g) Índices de boa qualidade: Considera-se areia bem graduada aquela cuja composição granulométrica estiver contida entre os limites indicados em norma: • curvas granulométricas ideais (EB-4139); • porcentagens acumuladas em peso (zona ótima); • porcentagem máxima de substâncias nocivas em relação ao peso total. 2.4. Agregados graúdos Agregado graúdo é o pedregulho natural, seixo rolado ou pedra britada, proveniente do britamento de rochas estáveis, com um máximo de 15% passando na peneira de 4,8 mm. 2.4.1. Classificação a) Natural: É proveniente da erosão, transporte e decomposição de detritos de desagregação das rochas pelos agentes de intemperismo; b) Artificial: Obtida da trituração mecânica de rochas, pedra britada e cascalho. As britas, no Brasil, são obtidas principalmente pela trituração mecânica de rochas de granito, basalto e gnaisse. Tabela 1.2. Classificação das britas de acordo com suas dimensões nominais

Classe da brita Dimensão nominal (mm) Brita 0 4,8 - 9,5

Brita 1 9,5 - 19,0 Brita 2 19,0 - 25,0 Brita 3 25,0 - 50,0 Brita 4 50,0 - 76,0

Brita 5 76,0 - 100,0 2.4.2. Propriedades físicas a) Forma dos grãos: Tem grande importância com fator de qualidade dos concretos. • seixo: melhor forma é a que se aproxima da esfera; • britas: melhor forma é a que se aproxima de um cubo.

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b) Massa específica real (γ o) • Definição: é a massa da unidade de volume, excluindo deste os vazios permeáveis e os vazios entre os grãos; peso

Massa específica real (γ o) =  volume

... [ g/cm3]

• Determinação: através do picnômetro, balança hidrostática ou frasco de Chapman; c) Peso unitário (γ ) • Definição: é o peso da unidade de volume aparente, isto é, incluindo no volume os vazios entre os grãos; peso

Massa específica real (γ ) =  volume

... [ g/cm3]

• Determinação: através de recipientes cilíndricos ou paralelepípedos; • Importância: permite converter as composições dos concretos em peso para volume e vice-versa; dosagem dos concretos; cálculo do consumo de materiais. d) Granulometria: Pode ser determinada, no entanto, não tem importância igual a que existe para os agregados miúdos. e) Impurezas: Prejudicam as reações e o endurecimento do aglomerante nos concretos. • torrões de argila: absorvem água e originam vazios; • material pulverulento: dificulta a aderência do aglomerante ao agregado; • material orgânico: proporciona reações ácidas indesejáveis. f) Índices de boa qualidade3. AGLOMERANTES Aglomerantes ou aglutinantes são produtos empregados para rejuntar alvenarias ou para a execução de revestimentos de peças estruturais. Apresenta-se sob a forma pulverulenta e, quando misturados com água, formam pasta capaz de endurecer por simples secagem, ou, o que é mais geral em conseqüência de reações químicas, aderindo às superfícies com as quais foram postas em contato. 3.1. Classificaçãoa) Quimicamente inertes: barro cru; b) Quimicamente ativos: cal, gesso, cimento. 3.2. Aglomerantes aéreos 3.2.1. Gesso a) Matéria prima: Gipsita, um sulfato de cálcio com duas moléculas de água, acompanhado de impurezas, não ultrapassando 6%; b) Fabricação: O gesso é chamado de estucador, que encontra uso sob a forma de pasta em revestimento e decorações interiores. Sua obtenção ocorre no cozimento da gipsita a uma temperatura de 150 a 250 oC. Logo após são moídas e feita a pasta de utilização;

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c) Pega: A água influi. Quanto menor a quantidade de água (25%) mais rápida será a pega; d) resistência: • tração: 14 kgf/cm2; • compressão: 70 kgf/cm2. e) Utilização: Cobrir paredes, chapas para paredes e tetos. Usados exclusivamente para interiores e não podem ter função estrutural; 3.2.2. Cal aérea A cal aérea, resultado da “queima” da pedra calcária em fornos, denomina-se “cal viva” ou “cal virgem”. É distribuída aos consumidores em forma de pedras como saem do forno ou mesmo moída e ensacada. Não tem aplicação direta em construções, sendo necessário antes de usá-la, fazer a “extinção” ou “hidratação” pelo menos 48 horas antes do uso. a) Matéria prima: Calcário (carbonato de cálcio), com teor desprezível de argila; b) Fabricação: O produto é obtido fazendo-se a calcinação das pedras calcárias em fornos a uma temperatura inferior à de fusão, cerca de 900 oC, suficiente para a dissociação do calcário, produzindo-se óxido de cálcio e gás carbônico. CaCO3 CaO + CO2 c) Hidratação ou extinção: Consiste em adicionar dois ou três volumes de água para cada volume de cal. Há forte desprendimento de calor e após certo tempo as pedras se fendem e esfarelam transformando-se em pasta branca, a qual é denominado de "cal extinta ou cal apagada". d) Pega: Faz-se ao ar; e) Resistência: • tração: 2 a 5 kgf/cm2 • compressão: 30 kgf/cm2 em 28 dias f) Utilização: Sob a forma de pasta ou mistura com areia (argamassa), para revestimento e rejuntamento de alvenarias. g) Dados técnicos: • A extinção reduz a cal a pó, com considerável aumento de volume; • 1 m3 de cal são obtidos com ± 500 kg de cal gorda ou ± 600 kg de cal magra; • São necessários ± 1,3 g de cal extinta em pasta para se fazer 1 litro de água de cal; • A cal empregada para revestimento deve envelhecer de 7 a 10 dias antes do uso; 3.3. Aglomerante hidráulico Os aglomerantes hidráulicos, como a cal hidráulica e os cimentos, resistem satisfatoriamente quando empregados dentro d'água. Nos aglomerantes hidráulicos, o endurecimento resulta da ação da água. Na categoria dos aglomerantes hidráulicos, a denominação aplica-se aos que precisam ser moídos depois do cozimento. a) Pega: Dá-se o nome de pega aos aglomerantes que endurecem sob a ação da água à fase inicial do processo, ou seja, a transformação da pasta plástica em corpo sólido.

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3.3.1. Cimento portland a) Definição: O cimento portland é um material pulverulento, constituído de silicatos e aluminatos de cálcio, praticamente sem cal livre. Esses silicatos e aluminatos complexos, ao serem misturados com água, hidratam-se e produzem o endurecimento da massa, que oferece, então, elevada resistência mecânica. b) Fabricação: é obtido pelo cozimento da mistura calcário-argilosa, convenientemente proporcionada, até a fusão parcial (cerca de 1.450 oC), seguida de moagem e de pequena adição de gesso para regular a pega. Consta de silicatos e aluminatos de cálcio, praticamente sem cal livre, predominando em quantidade e importância os silicatos. c) Tipos de cimento: No mercado existem diversos tipos de cimento. A diferença entre eles está na composição, mas todos atendem às exigências das normas técnicas brasileiras. Cada tipo tem o nome e a sigla correspondente estampada na embalagem, para facilitar a identificação. Os tipos de cimento adequados aos usos gerais no meio rural são os seguintes: Tabela 1.3. Tipos de cimento

Nome Sigla − Cimento Portland comum com adição CP I - S -32 − Cimento Portland composto com escória CP II - E - 32 − Cimento Portland composto com pozolana CP II - Z - 32 − Cimento Portland composto com fíler CP II - F - 32 − Cimento Portland de alto forno CP III - 32 − Cimento Portland pozolânico CP IV - 32

Existem outros tipos de cimento: para usos específicos (cimento portland branco, cimento portland resistente a sulfatos); e para aplicações mais especializadas (cimento portland de alta resistência inicial, que leva a sigla CP-V-ARI, e alguns tipos fabricados com resistência maior, como o CP II - E - 40, CP II - F - 40 e CP III - 40). d) Transporte: Mesmo comprando cimento de boa qualidade e em bom estado, ele pode estragar se não for transportado e estocado de forma correta. O cimento deve ser protegido durante o transporte para evitar que seja molhado por uma chuva inesperada. e) Armazenamento: Para guardar, ponha o cimento em lugar fechado e coberto, livre da água e da umidade e empilhe os sacos sobre um estrado de madeira afastado da parede. Ponha no máximo 10 sacos em cada pilha, se o cimento ficar estocado por mais de duas semanas. Desde que obedeça às condições colocadas acima, o cimento pode ficar armazenado por cerca de 3 meses. Obs.: Colocar os sacos dispostos de forma cruzada. f) Pega: Podemos adotar para o cimento, nas condições brasileiras, as seguintes ordenações: • pega rápida < 30 minutos; • pega semi-rápida 30 a 60 minutos; • pega normal > 60 minutos. A duração da pega é influenciada: • pela quantidade de água empregada; • pela quantidade e ou presença de alguns compostos; • pela temperatura; • pela quantidade de gesso.

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g) Resistência à compressão:

Tabela 1.4. Resistência da pasta de cimento a compressão Idade em dias Resistência em kgf/cm2 (Mínima)

Classe 250 Classe 320 Classe 400 3 80 100 140 7 150 200 240

28 250 320 400 4. ARGAMASSAS

As argamassas são materiais de construção constituídos por uma mistura íntima de um ou mais aglomerantes, agregado miúdo e água. Outros produtos podem, ainda, ser adicionados para melhorar determinadas propriedades do conjunto. Os aglomerantes podem ser utilizados isoladamente ou adicionados a materiais inertes, exemplo: a) Pastas: material que surgiu da união de um aglomerante e água. As pastas têm uso restrito nas construções, não só pelo seu elevado custo, como pelos efeitos secundários que se manifestam, principalmente retração; b) Natas: Pastas com excesso de água fornecem as chamadas natas: • Natas de cal: utilizadas em revestimentos e pinturas; • Natas de cimento: ligação de argamassas e concretos de cimento e para injeções.

Quando misturamos a uma pasta um agregado miúdo, obtemos o que se chama de argamassa. Assim, as argamassas são constituídas por um material ativo, a pasta, e um material inerte, o agregado miúdo. A adição do agregado miúdo à pasta de cimento ou cal barateia o produto e elimina em parte as modificações de volume. 4.1. Utilização As argamassas são utilizadas no assentamento de pedras, tijolos e blocos nas alvenarias, onde favorecem a distribuição dos esforços; nos trabalhos de acabamento de tetos e pisos; nos reparos de obras de concreto; nas injeções, etc. 4.2. Classificação das argamassas Várias são as classificações que podem ser apontadas para as argamassas, dependendo do ponto de vista:

a) segundo o emprego: • comuns: rejuntamento, revestimento e pisos; • refratárias: resiste a elevadas temperaturas; b) tipo de aglomerante: • aéreas: cal aérea, gesso; • hidráulicas: cal hidráulica, cimento; • mistas: aéreas mais hidráulicas; c) elementos ativos: simples: apenas 1 elemento ativo; • compostas: mais de um elemento ativo;

d) quanto à dosagem: • pobres ou magras: o volume de aglomerante é

insuficiente para preencher os vazios entre os grãos do agregado;

• cheias: quando os vazios referidos são preenchidos exatamente pela pasta;

• ricas ou gordas: quando há um excesso de pasta; e) consistência: secas, plásticas ou fluidas.

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4.2.1. Argamassas aéreas 4.2.1.1. Argamassas de cal aérea a) Utilização: Assentamento de tijolos e blocos nas alvenarias; nos trabalhos de acabamento de tetos e paredes; nos reparos de obras de concreto; b) Trabalhabilidade: Tem mais coesão que as de cimento de mesmo traço; retêm durante mais tempo a água de amassamento; c) Resistência aos esforços mecânicos: Média 10 kgf/cm2 aos 28 dias. Obs.: não devem secar muito rapidamente . d) Retração: A diminuição de volume será tanto mais elevada quanto maiores forem as percentagens de água e cal que participarem na mistura; e) Estabilidade de volume: Os defeitos que podem ocorrer nos rebocos são devidos a ação do intemperismo ou à falta de estabilidade de volume da cal; f) Durabilidade: A danificação dos revestimentos externos de argamassa de cal começa nos lugares freqüentemente atingidos pela água e que estejam sujeitos à congelação e ao degelo; g) Traço: É a relação dos elementos que as compõem. A unidade representa o aglomerante em volume. Assim o traço 1:4 de cal-areia indica 1 parte de cal e 4 partes de areia. h) Cálculo dos componentes do traçoArgamassa de cal em pó 1,32

C =  1 + a

... [m3]

A = C . a ... [m3]

onde: C = quantidade de cal extinta em pó por m3 de argamassa (m3); a = partes de areia (ou material inerte) no traço ;

A = quantidade de areia (ou material inerte) por m3 de argamassa (m3).

Argamassa de cal em pasta 1,15

C =  1 + (0,73 . a)

... [m3]

A = C . a ... [m3]

onde: C = quantidade de cal extinta em pasta por m3 de argamassa (m3); a = partes de areia (ou material inerte) no traço ; A = quantidade de areia (ou material inerte) por m3 de argamassa (m3).

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4.2.1.2. Gesso a) Utilização: É empregado em todos os revestimentos internos de categoria. Ao contrário de outros aglomerantes não necessita da adição de um agregado, a adição destes elementos deve-se à diminuição do custo. • Gesso puro: execução de placas, blocos para paredes internas e corpos ocos para lajes nervuradas; • Argamassa de gesso: revestimento de tetos e paredes, revestimentos especiais. b) Resistência: Quanto maior a adição de areia menor a resistência. Obs.: o gesso apresenta elevada resistência ao fogo; c) Traço: • gesso puro: 10 kg de gesso para 6 a 7 litros de água; • argamassa de gesso: − tetos: 5:4 − paredes: 1:1 ou 1:3 − especial: 1: 1,5 4.2.2. Argamassas hidráulicas As argamassas hidráulicas mais utilizadas entre nós são preparadas com cimento portland. a) Utilização: Para assentar tijolos; fazer emboço (1:8); assentamento de tacos (1:4); chapiscado de tijolos laminados ou superfícies lisas (1:6); pisos (1:3). • Pastas de cimento: trabalhos de vedação de veios d'água, injeções e obturações de fissuras (traço: 25% de água sobre o peso do cimento); • Nata de cimento: Injeções, impermeabilizações (traço: quantidade de água 10 - 20 vezes maior que o peso do cimento). b) Resistência: Cresce com a quantidade de cimento e decresce com o aumento da relação água/cimento. c) Impermeabilidade: Depende da condição do aglomerante, do fator água cimento, do agregado, e da colocação de hidrófogos. d) Traço: É a relação dos elementos que a compõem. A unidade representa o aglomerante em volume. Assim o traço 1:3 de cimento-areia indica 1 parte de cimento e 4 partes de areia. Argamassa de cimento 1,4

C =  1 + a

... [m3]

A = C . a ... [m3]

onde: C = quantidade de cimento por m3 de argamassa (m3); a = partes de areia (ou material inerte) no traço ; A = quantidade de areia (ou material inerte) por m3 de argamassa (m3). Para transformar o volume de cimento em peso, basta multiplicar o volume de cimento desejado pelo seu peso específico (1420 kg/m3).

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Tabela 1.5. Usos e indicações dos principais traços de argamassa Argamassa Traço Alvenaria de pedra em fundações e baldrame cimento-areia grossa .......................................................... 1:6 cimento-cal-areia grossa .................................................... 1:2:12 − Muro de arrimo, alvenaria de pedra cimento-areia grossa .......................................................... 1:5 − Alvenaria de tijolos cimento-areia ou saibro ..................................................... 1:8 cimento-areia + 10% de terra vermelha peneirada ............ 1:8 cimento-saibro-areia .......................................................... 1:3:9 cal-areia ............................................................................. 1:4 cimento-cal-areia ............................................................... 1:2:10 − Emboços cimento-areia ou saibro ..................................................... 1:8 cimento-areia + 10% de terra vermelha peneirada ............ 1:8 cimento-saibro-areia .......................................................... 1:3:9 cal-areia ............................................................................. 1:4 cimento-cal-areia ............................................................... 1:2:10 − Rebocos cimento-cal-areia fina peneirada ....................................... 1:2:5 cal-areia fina ...................................................................... 1:1 cal-areia com 50 kg cimento/m3 (externa) ........................ 1:2 − Chapisco em superfícies lisas cimento-areia ..................................................................... 1:6 − Assentamento de tacos, ladrilhos, pedras em placas cimento-areia ..................................................................... 1:4 ou

1:5 − Assentamento de azulejos cimento-cal-areia ............................................................... 1:2:8 cimento-areia-saibro .......................................................... 1:3:5 − Revestimento de piso cimentado cimento-areia ..................................................................... 1:3 ou

1:4 4.3. Água nas argamassas Deve sempre ser limpa e isenta de impurezas, sais e matéria orgânica. A quantidade influi na consistência, tornado-a "branda ou mole" quando em excesso ou "árida, seca” quando escassa. 4.4. Mistura das argamassas Sobre estrado de madeira coloca-se o material inerte (areia, saibro) em forma de cone e sobre este o cimento. Bater e misturar com enxada até haver uniformidade de cor. Refazer o cone, abrindo-se a seguir uma cratera, onde se adiciona a água em porções. Mistura-se com a enxada sem deixar escorrer pasta, até a homogeneidade da mistura ser completa. As argamassas de cal também exigem esta homogeneidade. Faz-se um montículo (cone) de areia com cavidade no centro onde, aos poucos, adiciona-se o cal em pó ou pasta com o auxílio de enxada. Não se deve deixar grumos de cal. A argamassa estará bem misturada quando não houver aderência à lâmina da enxada. Quando forem notados grânulos de cal deve-se colocar mais água, pouco a pouco, reamassando. Não deixar formar líquido leitoso que escorra, pois é sinal de excesso de água. Em argamassas compostas de cimento, cal e areia, o cimento é adicionado na hora da utilização à argamassa previamente misturada de cal-areia.

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5. CONCRETO DE CIMENTO Concreto é um material de construção resultante da mistura de um aglomerante (cimento), com agregado miúdo (areia grossa), agregado graúdo (brita ou cascalho lavado), e água em proporções exatas e bem definidas. Atualmente é muito utilizado um outro componente: os aditivos (Vedacit, cica, etc.). Seu uso nas construções em geral é bastante amplo, podendo as peças serem moldadas no local ou pré-moldadas. Como exemplo de moldadas no local: - pisos de terreiros de café, de currais, de residências e pisos em geral, passeios. Nas estruturas (com adição do ferro) como lajes, pilares, vigas, escadas, consoles e sapatas. 5.1. Propriedades do concreto fresco 5.1.1. Trabalhabilidade É a propriedade do concreto fresco que identifica sua maior ou menor aptidão para ser empregado com determinada finalidade, sem perda de sua homogeneidade. Os principais fatores que afetam a trabalhabilidade são: a) Fatores internos • consistência: identificada pela relação água/cimento; • proporção entre o agregado miúdo e graúdo: granulometria do concreto; • traço: proporção entre cimento e agregado; • forma do grão dos agregados; • aditivos com finalidade de influir na trabalhabilidade. b) Fatores externos: • tipos de mistura (manual ou mecânica); • tipo e meio de transporte; • tipo de lançamento: pequena ou grande altura; • tipo de adensamento: manual ou vibratório; • dimensões e armadura da peça a executar. 5.1.2. Segregação É o fenômeno da tendência de separação dos componentes da mistura. a) Principais causas: • diferença do tamanho dos grãos dos componentes; • diferença das massa específicas dos componentes; • manuseio inadequado do concreto desde a mistura até o adensamento. b) Forma de evitar a segregação: • escolha de granulometria adequada; • manuseio adequado do concreto. 5.1.2.1. Exsudação Entende-se por exsudação a tendência da água de amassamento de vir à superfície do concreto recém-lançado. A exsudação é motivada pela maior ou menor impossibilidade que apresentam os materiais constituintes de manter a água de mistura dispersa na massa.

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Esse fato apresenta, como conseqüência, um aumento da umidade na parte superior do concreto, fazendo com que este seja mais poroso e menos resistente, além de ficar sujeito à desintegração pela percolação da água. A água, ao subir à superfície, pode carregar partículas mais finas de cimento, formando a chamada nata. Esta nata impede a ligação de novas camadas de material e deve ser removida cuidadosamente. Outro efeito nocivo da exsudação consiste na acumulação de água em filmes sobre as barras metálicas da armadura, diminuindo a aderência. Essa exsudação poderá ser controlada pelo proporcionalmente adequado de um concreto trabalhável, evitando-se o emprego de água além da necessidade. Utilizando-se misturas ricas, cimentos muito finos e agregados naturais de grãos arredondados, os efeitos da exsudação são atenuados. Às vezes, corrige-se a exsudação pela adição de grãos relativamente finos, que compensam as deficiência dos agregados. 5.2. Propriedades do concreto endurecido 5.2.1. Massa específica: É a massa da unidade de volume, incluindo os vazios. Varia entre os valores de 2.300 e 2.500 kg/m3. • concreto simples: 2.300 kgf/m3 • concreto armado: 2.500 kgf/m3; • concretos leves: 1.800 kgf/m3 (Argila expandida); • concretos pesados: ± 3.700 kgf/m3 (Barita). 5.2.2. Resistência O concreto é material que resiste bem aos esforços de compressão e mal aos esforços de tração 1

Resistência à tração =  . Resistência à compressão 10

[kg/cm2]

O concreto resiste mal ao cisalhamento, em virtude das tensões de distensão que então se verificam em planos inclinados. Os principais fatores que afetam a resistência são: • relação água/cimento; • idade; • forma e graduação dos agregados; • tipo de cimento; • forma e dimensão dos corpos de prova. 5.2.2.1. Resistência do concreto à compressão É obtida através de uma análise estatística dos valores de tensão de ruptura relativos a um número determinado de corpos de prova, ensaiados em laboratório. É denominada resistência característica do concreto à compressão e sua notação é fck. a) Corpos de prova: são cilíndricos, com diâmetro de 15 cm e altura de 30 cm; • Moldados: conforme a MB-2 (NBR-5738); • Ensaiados: conforme a MB-3 (NBR-5739).

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b) Determinação do valor da resistência do concreto (fc28 e fck)

Freqüência 95% fck fc28 Resistência1,65 . Sd

Figura 1.2. Curva de distribuição da resistência do concreto a compressão

fc1 + fc2 + fc3 + ...... + fcn fc28 = 

n

fc28 = fck + 1,65 . Sd

O calculista fixa o valor de fck e o construtor terá que realizar a obra, conforme o seu tipo A, B ou C e a resistência pretendida será o fc28.

fc28 = fck + 1,65 . Sd

Através de um dos métodos de dosagem determina-se o traço do concreto para o fc28. A tensão mínima de ruptura fck, na qual se baseia o cálculo das peças de concreto simples ou armado, é fixada dependendo da confecção do concreto simples e a partir da tensão mínima à compressão com 28 dias de idade, determinada rompendo-se os corpos de provas cilíndricos, com 15 cm de diâmetro e 30 cm de altura. c) Tipos de obra

Para atender a NB-1 de 1978 a resistência do concreto simples a 28 dias, obtida através de corpos de prova cilíndricos (15 x 30 cm), partindo de sua resistência característica “fck”, normalmente indicada nos projetos estruturais, é a seguinte:

Obra tipo “A”: Quando houver assistência de profissional legalmente habilitado, especializado em tecnologia de concreto, com todos os materiais medidos em peso e houver medidor de água, corrigindo-se as quantidades de agregados miúdos e água em função de determinações freqüentes e precisas do teor de umidade dos agregados, e houver garantia de manutenção, no decorrer da obra, da homogeneidade dos materiais a serem empregados.

Sd = 40 kg/cm 2

ou seja: fc28 = fck + 1,65 . Sd

fc28 = fck + 1,65 . 40 ⇒ fc28 = fck + 66 kg/cm

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Obra tipo “B”: Quando houver assistência de profissional legalmente habilitado, especializado em tecnologia de concreto, o cimento for medido em peso e os agregados em volume, e houver medidor de água com correção do volume do agregado miúdo, e da quantidade de água em função de determinações freqüentes e precisas do teor de umidade dos agregados.

Sd = 55 kg/cm 2

ou seja, fc28 = fck + 1,65 . Sd

fc28 = fck + 1,65 . 55 ⇒ fc28 = fck + 90 kg/cm

2 Obra tipo “C”: Quando o cimento for medido em peso e os agregados em volume, e houver medidor de água corrigindo-se a quantidade de água em função da umidade dos agregados simplesmente estimada.

Sd = 70 kg/cm 2

ou seja, fc28 = fck + 1,65 . Sd

fc28 = fck + 1,65 . 70 ⇒ fc28 = fck + 111 kg/cm

2 d) Resistência de cálculo (fcd) O valor de resistência a ser utilizado no cálculo de uma estrutura de concreto armado é uma fração da resistência característica denominada resistência de cálculo (fcd). fck

fcd = λ c

....[kg/cm2]

onde: fcd = resistência de cálculo do concreto (kg/cm

2); fck = resistência do concreto a compressão (kg/cm

2); λ c = coeficiente de minoração para o qual a NBR 6118 estabelece o valor 1,4. Tabela 1.6. Valores de resistência do concreto à compressão (fck), Resistência de cálculo (fcd) e resistência do concreto aos vinte e oito dias (fc28).

fck fcd fc28 em kg/cm 2

(kg/cm2) (kg/cm2) Obra tipo A Obra tipo B Obra tipo C 120 85,71 186,0 210,75 235,50 130 92,86 196,0 220,75 245,50 140 100,00 206,0 230,75 255,50 150 107,14 216,0 240,75 265,50 160 114,29 226,0 250,75 275,50 180 128,57 246,0 270,75 295,50 200 142,86 266,0 290,75 315,50 220 157,14 286,0 310,75 335,50

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5.2.3. Permeabilidade É a propriedade que identifica a possibilidade de passagem da água através do material. Esta passagem pode se dar por: filtração sob pressão; por difusão através dos condutos capilares; capilaridade. 5.2.4. Absorção É o processo físico pela qual o concreto retém água nos poros e condutos capilares. Os principais fatores que afetam a porosidade, absorção, e permeabilidade são: • materiais constituintes: água, cimento, agregados, adições; • preparação: mistura, lançamento, adensamento, acabamento; • posteriores: idade e cura. 5.2.5. Deformações As variações de volume dos concretos são o resultado da soma de várias parcelas: • variação absoluta do volume dos elementos que se hidratam; • variação do volume dos poros internos, com ar e água; • variação do volume de materiais sólidos inerte. As deformações causadoras da mudança de volume podem ser agrupadas: • variação das condições ambientes: retração, variação de umidade e variação da temperatura; • ação de cargas externas: deformação imediata, deformação lenta. 5.3. Dosagem dos concretos (traço) Chama-se traço a maneira de exprimir a composição do concreto. O traço tanto pode ser indicado pelas proporções em peso como em volume, ou como freqüentemente, adota-se uma indicação mista: o cimento em peso e os agregados em volume. Seja qual for a forma adotada, toma-se sempre o cimento como unidade, e relacionam-se as demais quantidades à quantidade de cimento. Exemplo: Traço 1:4:8, onde 1 indica sempre a proporção de cimento, 4 a de areia e 8 a de brita. Tabela 1.7. Usos e indicações dos principais traços

CONCRETO (cimento - areia grossa - brita ou cascalho) Traço − Serviços de grande responsabilidade (estacas de penetração) ...................................................................................... 1:2:2 − Vigas, lajes, pilares, consoles ......................................................... 1:2,5:4 − Postes altos, caixas-reservatórios ................................................... 1:2:3 − Capeamentos, lajes pré-fabricadas ................................................. 1:2:4 − Concreto estrutural sob grandes cargas ........................................... 1:2:3,5 − Cintas de amarração ....................................................................... 1:3:5 ou 1:2,5:5 − Pisos sobre terraplenagem .............................................................. 1:4:8 − Alicerces, baldrames e arrimos cimento-areia grossa-cascalho ou brita + 40% de pedra-de-mão ... 1:5:10 ou; 1:4:8 ou; 1:3:6 ou; 1:10

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5.3.1. Cálculo empírico dos componentes Pode ser obtido através de fórmulas, entre as quais recomendamos pela sua simplicidade. Sua aplicação refere-se a produção de 1 m3 de concreto. 2400

Pc =  0,856 + (1,014 . a) + (0,835 . b) + 2,65 . Ra/c

... [kg]

onde: Pc = peso de cimento (kg) para fazer 1 m3 de concreto; a = partes de areia no traço; b = partes de brita no traço; Ra/c = relação água/cimento (mínimo de 0,48 e máximo de 0,70). PC . 1,014 . a

Quantidade de areia =  1,42

... [litros]

PC . 0,835 . b

Quantidade de brita =  1,42

... [litros]

Quantidade de água = PC . Ra/c... [litros]

5.4. Produção dos concretos A produção dos concretos compreende a mistura, o transporte, o lançamento, adensamento e a cura desse material. 5.4.1. Mistura A mistura ou amassamento do concreto consiste em fazer com que os materiais componentes entrem em contato íntimo, de modo a obter-se um recobrimento de pasta de cimento sobre as partículas dos agregados, bem como uma mistura geral de todos os materiais. A principal exigência é que a mistura seja homogênea para permitir, assim, boa resistência e durabilidade. a) Mistura manual: Conforme NB-1/77 só pode ser empregada em obras de pequena importância. • mistura-se a seco agregado miúdo e cimento, até coloração uniforme; • em seguida mistura-se agregado graúdo; • no monte, faz-se uma cratera, onde é colocada a água de amassamento • mistura-se a massa até homogeneidade (obs. nenhuma água deve escorrer). • a mistura deve ser realizada sobre estrado ou superfície plana (3 x 3m), impermeável e resistente. • não argamassar mais de 350 litros de cada vez. b) Mistura mecânica: é feita em máquinas especiais denominadas betoneiras (tambor ou cuba, fixa ou móvel em torno de um eixo que passa pelo seu centro). • Tempo de mistura: é contado a partir do instante em que todos os materiais tenham sido lançados na cuba.

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• Tempo para realização de concretos plásticos (segundos): − Betoneiras inclinadas: tempo(s) = 120 * diâmetro(m) − Betoneiras eixo horizontal: tempo(s) = 60 * diâmetro(m) − Betoneira vertical: tempo(s) = 30 * diâmetro(m) • Ordem de colocação: de materiais nas betoneiras: − Parte do agregado graúdo mais parte da água de amassamento; − Cimento mais o restante da água e a areia; − Restante do agregado graúdo. 5.4.2. Transporte O concreto deve ser transportado do local de amassamento para o de lançamento tão rapidamente quanto possível e de maneira tal que mantenha sua homogeneidade, evitando- se a segregação dos materiais (NB-1/77). a) Transporte descontínuo: Por meio de vagonetas, carrinhos de mão, caçambas e carrinhos, lata. O ideal é que o meio de transporte tenha capacidade para uma amassada completa, pelo menos, evitando assim a segregação; b) Transporte contínuo: calhas, correias, transportadoras e bombas. 5.4.3. Lançamento

O concreto deve ser lançado logo após a mistura, não sendo permitido, entre o amassamento e o lançamento, intervalo superior a uma hora; não se admite o uso de concreto remisturado. a) Recomendações antes do lançamento: • verificação das formas: dimensões, vedação, alinhamento, nível; • verificar o escoramento; • verificar "pé-de-pilar" • verificar atentamente a armação quanto: posicionamento, bitolas, estribos, etc.; • verificar todas as instalações embutidas: elétricas, sanitárias e hidráulicas; • as formas de madeira devem ser engraxadas ou pinceladas com óleo queimado, permitindo desforma fácil. b) Recomendações para o lançamento: • em peças delgadas, afim de se evitar a segregação, o concreto deve ser colocado através de canaletas de borracha ou tubos flexíveis; • a altura máxima de lançamento não deve ser superior a 2 m; • a interrupção da concretagem deve, de preferência, se dar numa junta permanente, aproveitando-a, assim também como junta de construção; • deve ser, o concreto, lançado o mais próximo de sua posição final, não devendo fluir dentro das formas. 5.4.4. Adensamento O adensamento do concreto lançado tem por objetivo deslocar, com esforço, os elementos que o compõem, e orientá-lospara se obter maior compacidade, obrigando as partículas a ocupar os vazios e desalojar o ar do material. a) Adensamento manual: é o modo mais simples de adensamento, consiste em facilitar a colocação do concreto na forma e entre as armaduras, mediante uma barra metálica, cilíndrica e fina, ou por meio de soquetes mais pesados. • o concreto deve ter consistência plástica; • a camada de adensamento não deve exceder a 20 cm;

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• quanto aos soquetes é mais importante o número de golpes do que a energia de cada um. b) Adensamento mecânico: Consiste na realização do adensamento por intermédio de vibrações. O excesso de vibrações provoca segregação. 5.4.5. Cura Dá-se o nome de cura ao conjunto de medidas com a finalidade de evitar a evaporação da água junto ao cimento, que rege a pega e seu endurecimento. A norma brasileira NB-1/77 exige que a proteção se faça nos 7 primeiros dias seguintes, para se ter garantias contra o aparecimento de fissuras devidas à retração. Condições de umidade e temperatura tem grande importância nas propriedades do concreto endurecido. a) Processos de realização da cura do concreto: • irrigações periódicas das superfícies; • recobrimento das superfícies com aresta ou sacos de aniagem; • recobrimento da superfície com papéis impermeabilizantes; • emprega de compostos impermeabilizantes de cura; • uso de serragem, areia e sacos de cimento molhado. 6. CONCRETO ARMADO É a união de concreto simples às armaduras de ferro. Sabe-se que o concreto simples resiste bem aos esforços de compressão e muito pouco aos de tração. No entanto elementos estruturais com lajes, vigas, pilares são solicitados por outros esforços (tração, flexão e compressão), ultrapassando as características do concreto simples. Por isso torna-se necessário juntar-se um material como o ferro que resiste bem a estes esforços. A união dos dois materiais é possível e realizada com pleno êxito devido a uma série de características: • coeficiente de dilatação térmica praticamente iguais (0,000001 e 0,0000012); • boa aderência entre ambos; • preservação do ferro contra a ferrugem. a) Vantagens do concreto armado: • boa resistência ao fogo; • adaptação a qualquer forma, permitindo inclusive montar-se peças esculturais; • possibilidade de dimensões reduzidas; • aumento da resistência aos esforços com o tempo; • boa resistência a choques e vibrações; • rápida execução; • material higiênico por ser monolítico. b) Desvantagens do concreto armado: • impossibilidade de sofrer modificações; • demolição de custos elevados e sem aproveitamento do material demolido.

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7. PROPRIEDADE DOS AÇOS Os aços empregados se dividem em aços comuns e aços especiais. Há dois tipos de aços comuns usados no concreto armado, designados por CA-25 e CA-32, onde CA significa concreto armado e o número representa o limite de escoamento em kg/mm2. O limite de escoamento é a tensão a partir da qual um aço se deforma mantendo constante sua tensão. O trecho do diagrama tensão-deformação em que a tensão é constante chama-se de patamar de escoamento. Os aços especiais são os que são laminados a quente e que possuem patamar de escoamento e os que são encruados, sem patamar de escoamento, são os aços comuns. Os aços com patamar de escoamento são designados por CA-40A, CA-50A, CA- 60A, onde o número representa o limite de escoamento e a letra A significa a existência de patamar de escoamento. Para os aços sem patamar de escoamento, define-se como escoamento convencional o ponto do diagrama tensão-deformação para o qual, se a carga for retirada, o diagrama segue uma linha reta, paralela ao diagrama de carregamento, deixando uma deformação residual de 2 mm/m. Os aços encruados sem patamar de escoamento são designados por CA-40B, CA- 50B e CA-60B, onde os números 40, 50 e 60 representam os limites de escoamento convencional em kg/mm2 e a letra B significa a inexistência de patamar de escoamento. Para os aços com escoamento acima de 4.000 kg/cm2 (CA-50 ou CA-60), independente da presença do patamar de escoamento, é exigida a existência no aço de mossas ou saliências a fim de melhorar sua aderência. O limite de escoamento real ou convencional é designado por fY. Para o aço com patamar de escoamento (categoria A), o diagrama tem o aspecto indicado na figura 1.3.a, abaixo limitado pela linha LL correspondente ao alongamento de 10 mm/m. A tensão de escoamento e o alongamento correspondente de cálculo no aço com patamar são: fy

fyd =  1,15

[kg/cm2]

fyd ε = 

Es

onde: fy = limite de escoamento real ou convencional (kg/cm

2); fyd = tensão de escoamento de cálculo (kg/cm

2); Es = é o módulo de elasticidade do aço (kg/cm

2); ε = alongamento de cálculo (adimensional). Para o aço sem patamar de escoamento, o diagrama tem o aspecto indicado na figura 1.3.b, podendo ser usado o diagrama obtido nos ensaios, deslocado paralelamente à reta OA, de tal forma que as ordenadas segundo esta paralela fiquem divididas por γs (1,15). Assim, no ponto E de escoamento, a tensão e o alongamento correspondentes são: fy

fyd =  1,15

[kg/cm2]

fyd

ε = 0,002 +  Es

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