Materiais de ConstruçãoProf. Gleidson Araújo Estudo do Aço para Concreto Armado Qual a diferença entre Aço e Ferro? Aço e Ferro A principal diferença entre o Aço e o Ferro é o teor de carbono, ou seja, o Aço possui um teor de Carbono inferior a 2,04%, enquanto o Ferro possui um teor de carbono de 2,04 a 6,7%. Como as barras e fios destinados a Armaduras para Concreto Armado (CA25, CA50 e CA60) possuem, normalmente, um teor de Carbono entre 0,08% e 0,50%, a denominação técnica correta a utilizar é Aço. No Brasil os aços destinados ao emprego em concreto armado devem satisfazer às exigências da NBR-7480 Processo de Fabricação O ferro é encontrado em toda crosta terrestre, fortemente associado ao oxigênio e à sílica. O minério de ferro é um óxido de ferro, misturado com areia fina. O carbono é também relativamente abundante na natureza e pode ser encontrado sob diversas formas. Na siderurgia, usa-se carvão mineral, em alguns Processo de Fabricação Ferro Gusa - produto siderúrgico obtido da redução do minério de ferro; tem a função de adicionar carbono e silício ao produto. Sucata - retalhos de chapas metálicas, cavacos de usinagem, latarias de carros usados, peças de aço e ferro de equipamentos em desuso. Processo de Fabricação Processo de Fabricação - Laminação Os tarugos são pressionados entre cilindros, onde sofrem redução de seção e aumento de comprimento. Processo de Fabricação - Laminação Após a laminação, as barras de aço resfriam-se em contato com o ar ambiente. São chamados de Aços de dureza natural. CA 25 e o CA 50 Processo de Fabricação –Trefilação Laminação a Frio Processo de Fabricação - Vídeo https://www.youtube.com/watch?v=H_fx91cFFEE O que são Barras e Fios de Aço? Barras e Fios de Aço Na norma, barras são produtos obtidos por Laminação a Quente, com diâmetro nominal de 5,0 mm ou superior. Portanto, CA25 e CA50 são denominados BARRAS. Os fios são produtos de diâmetro nominal inferior a 10 mm obtidos por Trefilação ou Laminação a frio. Todo o CA60 é denominado FIO. Aços para concreto armado Os aços para concreto armado são ligas de ferro que contém, para melhorar as suas propriedades, elementos como carbono, manganês, silício, cromo e também impurezas não metálicas como combinações de fósforo e enxofre. Conforme a composição, resultam propriedades diferentes, sendo que o teor de carbono desempenha papel principal. A resistência do aço aumenta com o teor de carbono na sua composição. O que é armadura no concreto As armaduras são elementos destinados a dar resistência à estrutura de concreto na fase de sua execução, principalmente quanto aos esforços de tração e flexão. Elas devem obedecer a certos critérios de execução, pois podem interferir de maneira significativa na estabilidade estrutural do elemento a ser concretado. Armadura no concreto - Vantagens O concreto é muito resiste à compressão,porém não é tão resiste a tração. O aço em parceira com o concreto, surgiu o concreto armado. Aço – Tração Concreto – Compressão Armadura no concreto - Vantagens Armadura no concreto - Vantagens Aços para concreto armado As barras de aço utilizados nas estruturas de concreto são classificados em categorias, conforme o valor característico da resistência de escoamento (deformação). Nesta classificação, a unidade de medida está em kgf/mm², sendo os aços classificados como: CA 25 ; CA 50 ; CA 60. Aços para concreto armado Classificação Os ferros do tipo “A” (CA 25 e CA 50) são aqueles obtidos no final da laminação quente, ou seja, podem ser cortados a fogo ou soldados que não vai haver problemas. (Aços de dureza natural ) Os ferros do tipo “B” (CA 60) são aqueles que sofrem o processo de encruamento a frio, ou seja, não devem ser cortados a fogo ou soldados, pois isso poderia levar à perda parcial de sua resistência. (Aços deformados a frio) Aços para concreto armado Classificação Os aços classificados como: CA 25 ; CA 50 e CA 60. CA – Sigla que significa Aço para Concreto Armado. Os números que vem após a sigla determina o valor da tensão de escoamento de cada tipo de aço. Esse valor da tensão de escoamento está ligada diretamente aos teores de carbono nas barras de aços. Aços para concreto armado Classificação Aplicação de cada tipos de aço: CA 25 - Grande maleabilidade, ou seja, mais fácil de dobrar e é usado em pequenas obras , superfície obrigatoriamente lisa. Capacidade de tensão aprox. 250 mpa. CA 50 – Utilizado como elementos constituinte do concreto armado. É o mais comum em obras. Capacidade de tensão aprox. 500 mpa. CA 60 – Utilizado também em Obras, porém a sua maior aplicação é em premoldados. Capacidade de tensão aprox. 600 mpa Tabela - CA 50 Fy = resistência característica ao escoamento do aço Tabela - CA 60 Aços para concreto armado – Aderência O concreto armado é uma construção solidária, devendo o concreto ser atritado com aço. Quando se usam em conjunto aço e concreto, eles não podem se deslocar um relação ao outro, com isso exige-se dos aços uma aderência mínima (atrito) em relação ao concreto envolvente. Aços para concreto armado – Aderência Para aços de maior resistência, a aderência tem que ser maior do que os aços de menor resistência, pois os de maior resistência trabalham em geral com maiores tensões. Para conseguir essa aderência (atrito) saliências ou mossas. é através de Armação típica para concreto -Barras de Montagem – Necessárias para o posicionamento da ferragem. -Estribo – Dimensionados, esforços cortantes. principalmente,para -Armadura Superior -Armadura Inferior os – Dimensionada,principalmente,em função dos momentos fletores “negativos”. - Dimensionada,principalmente,em função dos momentos fletores “positivos”. Armação típica para concreto Armação típica para concreto Arame para amarração Arames Recozidos: Tem a função de fazer a amarração dos elementos de aço (barras, estribos) na montagem das peças de aço. O mais utilizado em construção civil é o BWG 18. armado Se o concreto é bom para a compressão, por que os pilares prescindem de armaduras???????? Aços para concreto armado Quando um pilar é comprimido, ele cede lateralmente, gerando tensões de tração. É necessário conter essa tendência do pilar em se distender(efeito tração). O pilar deve receber uma estrutura de contenção desse esforço de tração. QUE ESTRUTURA DE CONTENÇÃO É ESSA?????? Aços para concreto armado Essa estrutura são os estribos. Outra função importante do estribo é combater a flambagem das armaduras vertical em compressão. A idéia é que o pilar só trabalha à compressão.Isso não é verdade, em parte dos casos. A norma não aceita pilares sem aço. Video – Amarração https://www.youtube.com/watch?v=_xXKexMvMb4 no aço Uma amostra é instrumentada e presa entre as garras da máquina de ensaio. É submetida a cargas crescentes até a ruptura Interpretação das Nomenclaturas Os projetos de estrutura possuem,além das dimensões do elemento estrutural (largura, altura e comprimento) a distribuição da armadura de aço no interior da peça. Interpretação das Nomenclaturas Cada componente da armadura recebe uma identificação composta de um desenho específico que mostra as dimensões a serem formatadas na dobra, uma numeração que identifica a posição do elemento na armadura, a quantidade dos elementos, o diâmetro (ou bitola) do aço o comprimento total de cada elemento que é utilizado para corte. Interpretação das Nomenclaturas N5 – 2 ∅ 10 c = 505 Comprimento de corte de ferro da posição N5 (505 cm) Diâmetro (bitola) do ferro (10mm) Quantidade de ferro da posição N5 Posição do ferro Todo projeto deve conter um quadro de resumo de aço. Mostrar o Projeto Corte e Dobra Para execução de obras de médio e grandes portes, o corte e a dobra das armaduras é feita por processo manual. Usam-se com grande eficácia e qualidade, com ganho de desempenho e produtividade,máquinas hidráulicas ou elétricas destinadas ao corte e à dobra das armaduras. Atualmente ,as industrias já fornecem as ferragens todas cortadas e dobradas. Corte e Dobra - Vantagens Quando as indústrias começaram a entregar nas obras as ferragens já cortadas e dobradas, houve um ganho de produtividade muito grande, pois as etapas conhecidas como corte e dobra praticamente acabarão. Outro vantagem muito significante foi com relação ao custo final gasto na infraestrutura e supraestrutura dos empreendimentos. Quando se planejava o corte das ferragens colocava-se em torno de 10 % de perda na quantidade de aço especificada para os elementos estruturais. Corte e Dobra http://www.gerdau.com.br/produtos-e-servicos/corte-e-dobra. aspx Emendas das Barras de Aço O aço das armaduras de concreto armado é fornecido com comprimento de 12 mts ou rolos. As vezes é necessário emendar as barras. Quando há uma grande concentração de armaduras conjugadas haverá a necessidade de emendas nas barras de aço. Emendas das Barras de Aço As emendas podem ser: 1- Transpasse : Colocam – se as armaduras a serem ligadas amarradas por arame e quem vai ligar as duas são as camadas de concreto. Emendas das Barras de Aço 2- Luvas mecânicas, Soldas: Se o aço da armadura for do tipo “B” não pode ser soldada, pois ocorrerá a perca parcial de resistência. Telas de Aço As telas soldadas para o concreto armado são produtos pré-fabricados constituídos de barras de aço nos sentidos longitudinais e transversais, formando malhas quadradas ou retangulares. São oferecidas em painéis, em diferentes tamanhos de malhas e de bitolas de aço Telas de Aço Principais vantagens: A laje vai trabalhar muito bem a tração e flexão. Espaçamento uniforme entre as barras Posicionamento adequado nas formas Segurança na ancoragem Telas de Aço Principais Aplicações: Lajes e Pisos armados Caixas-d'água Piscinas Industria de Pré-moldados Revestimentos de Túneis Telas de Aço Tela de Aço – Malha Pop Indicada para lajes e pisos, a Malha POP já vem pronta para uso. É produzida com aço CA-60 nervurado e soldada em todos os pontos de cruzamento, garantindo maior segurança, evitando trincas, fissuras e embarrigamentos. Fornecida no tamanho 2 m x 3 m, em quatro tipos, de acordo com a sua necessidade: Tela de Aço – Malha Pop Cuidados com o Aço Não utilizar armadura já em processo de corrosão. É normal uma fina camada corroída na superfície do aço. Antes de colocar a armadura da viga na forma, devese colocar as pastilhas ou espaçadores de cobrimento. Garantir negativa. o posicionamento correto da armadura Cuidados com o Aço Deve-se proceder uma inspeção antes da liberação da peça para concretagem: Posicionamento,diametro e quantidade de barras. Espaçamento das armaduras longitudinais. Espaçamento dos estribos Comprimento dos transpasse (emenda)* Alta concentração de armadura que possa prejudicar a passagem do concreto Limpeza das formas Normas NBR 7480 – Barras e Fios de aço destinados á armadura de concreto armado NBR 5589 - Arames Recozidos NBR 15530 - Fibras de aço para concreto Especificações NBR 7478 - Método de ensaio de fadiga de barras de aço para concreto armado