Concreto Protendido

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Vantagens e Desvantagens do Concreto Protendido

Vantagens

Reduz as tensões de tração provocadas pela flexão e pelos esforços cortantes.

Reduz a incidência de fissuras.

Reduz a quantidade necessária de concreto e de aço, devido ao emprego eficiente de materiais de

maior resistência.

Permite vencer vãos maiores que o concreto armado convencional; para o mesmo vão, permitir

reduzir a altura necessária da viga.

Facilita o emprego generalizado de pré-moldagem, uma vez que a protensão elimina a fissuração

durante o transporte das peças.

Durante a operação da protensão, o concreto e o aço são submetidos a tensões em geral

superiores às que poderão ocorrer na viga sujeita às cargas em serviço. A operação de protensão

constitui, neste caso, uma espécie de prova de carga.

Desvantagens

De alta qualidade é necessário um denso concreto de alta resistência. é necessário uma boa qualidade do concreto na produção, colocação e compactação.

Requer aço de alta resistência, que é de 2,5 a 3,5 vezes mais dispendioso do que o aço utilizado em concreto armado.

Equipamento complicado tensão se faz necessária e dispositivos de ancoragem, que são geralmente cobertos por direitos de patente.

A construção requer uma supervisão perfeita em todas as fases de construção.

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Tipos de Armaduras

Armadura Passiva

é qualquer armadura que não seja usada para produzir forças de protensão, isto é, que não seja previamente alongada.

Armadura Ativa

armadura constituída por barras, fios isolados ou cordoalhas, destinada à produção de forças de protensão, isto é, na qual se aplica um pré-alongamento inicial.

Armadura Pré-Tracionada

é o concreto protendido em que o pré-alongamento da armadura ativa é feito utilizando-se apoios independentes do elemento estrutural, antes do lançamento do concreto, sendo a ligação da armadura de protensão com os referidos apoios desfeita após o endurecimento do concreto; a ancoragem no concreto realiza-se somente por aderência.

Armadura Pós-Tracionada com Aderência posterior

é o concreto protendido em que o pré-alongamento da armadura ativa é realizado após o endurecimento do concreto, sendo utilizadas, como apoios, partes do próprio elemento estrutural, criando posteriormente aderência com o concreto, de modo permanente, através da injeção das bainhas.

Armadura Pós-Tracionada sem Aderência posterior

é o concreto protendido em que o pré-alongamento da armadura ativa é realizado após o endurecimento do concreto, sendo utilizadas, como apoios, partes do próprio elemento estrutural, mas não sendo criada aderência com o concreto, ficando a armadura ligada ao concreto apenas em pontos localizados.

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Determinação do Aço

Aços mais utilizados

Categoria CP 190: fptk = 1900 MPa e fpyk=1710 MPa

Valor característico de resistência à tração 1900Mpa e Valor característico de resistência à escoamento de 1710Mpa

Categoria CP 210: fptk = 2100 MPa e fpyk=1890 MPa

Valor característico de resistência à tração de 2100Mpa e Valor característico de resistência à escoamento de 1890Mpa

Categoria CP175 RN

Quanto ao Tratamento

Aços de relaxação normal (RN);

Aços de relaxação baixa (RB): são aqueles que tem suas características elásticas melhoradas para reduzir as perdas de tensão por relaxação, que é cerca de 25 % da relaxação do aço RN.

NÃO POSSUI RELAXAÇÃO ALTA

Relaxação: é a perda de tensão com o tempo em um aço estirado, sob comprimento e temperatura constantes. Quanto

maior a tensão ou a temperatura, maior a relaxação do aço.

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Técnicas utilizadas em Armaduras Pós-tracionadas

CORDOALHAS ENGRAXADAS

A cordoalha engraxada para protensão não aderente possui uma camada de graxa e é revestida com

uma bainha plástica de PEAD (polietileno de alta densidade). Essas características, além de inibirem a

corrosão, são fundamentais para diminuir o atrito entre a armadura ativa e a bainha plástica, permitindo o

deslizamento da cordoalha no interior da bainha.

BAINHAS

São tubos dentro dos quais a armadura de protensão é colocada, utilizados em protensão com aderência posterior ou também sem aderência. São fabricados em aço, com espessura de 0,1 a 0,35 mm, costurados em hélice. Para criar aderência com a armadura de protensão, as bainhas são preenchidas com calda de cimento.

CALDA DE CIMENTO

A calda, ou nata, de cimento injetada no interior da bainha metálica, tem como função proporcionar a aderência entre a armadura de protensão e o concreto da peça, na pós-tração, e proteger a armadura contra a corrosão. Utiliza-se cerca de 36 a 44 kg de água para cada 100 kg de cimento. A norma NBR 7681 (“Calda de cimento para injeção”) fixa as condições exigidas para as caldas.

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Excentricidade do cabo em relação ao CG

Quanto maior for a excentricidade, menor será a força de tensão.

VALORES LIMITES POR OCASIÃO DA OPERAÇÃO DE PROTENSÃO

A NBR 6118 item 9.6.1.2.1 estabelece que a tensão σpi da armadura de protensão na saída do aparelho

de tração deve respeitar os limites determinados.

Estes limites são diferente para armaduras pré e pós tracionadas e também variam de acordo com a relaxação do aço.

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NOÇÕES SOBRE PERDAS DE PROTENSÃO

A retração, especialmente a retração por secagem, é um fenômeno que se relaciona com o equilíbrio higrotérmico do concreto com o meio ambiente, que acaba resultando em encurtamentos do concreto que se manifestam ao longo do tempo.

A fluência, que ocorre no concreto submetido a ações de longa duração, também é um fenômeno que se manifesta ao longo do tempo, produzindo deformações elásticas e plásticas progressivas das fibras nas regiões solicitadas.

A fluência ou deformação lenta do concreto é o encurtamento do mesmo devido à ação de forças permanentemente aplicadas.

Se a peça de concreto como um todo, ou a região onde está localizada a armadura de protensão, sofre um encurtamento ao longo do tempo, a armadura também sofre os efeitos desse encurtamento, ocorrendo então a progressiva diminuição do valor da força de protensão instalada.

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A NBR 6118 preconiza concreto protendido em três níveis:

Nível 1 - Protensão Parcial

a) Para as combinações quase permanentes de ações, previstas no projeto, é respeitado o estado limite de descompressão.

b) Para as combinações frequentes de ações, quando previstas em projeto, é respeitado o estado limite de abertura das fissuras.

Permite-se que as tensões de tração no concreto atinjam valores mais elevados.

Nível 2 - Protensão Limitada

a) Para as combinações quase permanentes de ações, previstas no projeto, é respeitado o estado limite de descompressão.

b) Para as combinações frequentes de ações, quando previstas em projeto, é respeitado o estado limite de formação de fissuras.

Elementos com protensão limitada são dimensionados para tensões moderadas de tração em serviço, considerando uma probabilidade muito pequena de fissuração do concreto. Fissuras eventualmente abertas devido a ação de uma sobrecarga transitória, se fecham após a passagem da carga, pois as seções permanecem comprimidas sob o efeito das cargas quase permanentes

Nível 3 - Protensão Completa

a) Para as combinações frequentes de ações, previstas no projeto, é respeitado o estado limite de descompressão.

b) Para as combinações raras de ações, quando previstas em projeto, é respeitado o estado limite de formação de fissuras.

A protensão completa ou total proporciona as melhores condições de proteção das armaduras contra a corrosão e limita as flutuações de tensões no aço a valores moderados.

ESTADO LIMITE DE ABERTURA DAS FISSURAS (ELS-W): estado em que as fissuras se apresentam com aberturas iguais aos valores máximos especificados pela NBR 6118.

ESTADO LIMITE DE FORMAÇÃO DE FISSURAS (ELS-F): estado em que se inicia a formação de fissuras. Admite-se que o estado limite é atingido quando a tensão de tração máxima na seção transversal for igual à resistência a tração na flexão.

ESTADO LIMITE DE DESCOMPRESSÃO (ELS-D): em um ou mais pontos da seção transversal a tensão normal é nula, não havendo tração no restante da seção.

ESTADO LIMITE DE COMPRESSÃO EXCESSIVA (ELS-CE): estado em que as tensões de compressão atingem o limite convencional estabelecido.