Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

agregadas que são interligadas num corpo sólido por algum tipo de meio ligante, isto é, um cimento.
Os 2 concretos mais familiares são aqueles feitos com cimentos portland e asfáltico, onde o
agregado é cascalho e areia. Concreto asfáltico é largamente usado principalmente como um
material de pavimentação, enquanto que o cimento portland é empregado extensivamente como um
material estrutural de construção civil. Apenas o último é tratado nesta discussão.
(a) Concreto de Cimento Portland.
Os ingredientes para este concreto são cimento portland, um agregado fino (areia), um
agregado grosso (cascalho ou saibro) e água. O processo pelo qual o cimento portland é produzido
e o mecanismo de cura e endurecimento foram discutidos na Seção 14.16. As partículas do
agregado agem como um material enchedor (carga) para reduzir o custo global do produto concreto
uma vez que êles são baratos, enquanto que o cimento é relativamente caro. Para encontrar a
resistência ótima e trabalhabilidade de uma mistura de concreto, os ingredientes devem ser
adicionados nas proporções corretas. Empilhamento denso do agregado e bom contato interfacial
são encontrados usando partículas de 2 diferentes tamanhos; as partículas finas de areaia deveríam
encher os espaços vazios entre as partículas de cascalho. Ordinariamente estes agregados
compreendem entre 60 e 80% do volume total. A quantidade da pasta cimento-água deveria ser
suficiente para recobrir todas as partículas de areia e de cascalho, do contrário a ligação cimentícea
será incompleta. Além disso, todos os constituintes deveríam ser integralmente misturados. Ligação
completa entre o cimento e as partículas de agregado depende da adição da correta quantidade de
água. Demasiado pouca água conduz a uma ligação incompleta e água demais resulta numa
excessiva porosidade; em ambos os casos a resistência final é menor do que a ótima.
O caráter das partículas de agregado é uma consideração importante. Em particular, a
distribuição de tamanho dos agregados influencia a quantidade requerida de pasta cimento-água.
Também, as superfícies deveríam ser limpas e livres de argila ou lodo, que impedem a formação de
uma ligação boa na superfície da partícula.
Concreto de cimento portland é um material principal da construção civil, principalmente
porque êle pode ser vazado no lugar e se endurece à temperatura ambiente, e mesmo quando
submerso em água. Entretanto, como um material estrutural, existem algumas limitações e
desvantagens. Tal como ocorre com a maioria das cerâmicas, concreto de cimento portland é
relativamente fraco e extremamente frágil; sua resistência à tração é aproximadamente 10 a 15 vezes
menor do que a sua resistência à compressão. Também, estruturas de concreto grandes podem
experimentar considerável expansão e contração térmica com as flutuações de temperatura. Em
adição, água penetra nos poros externos, o que pode causar severo trincamento em tempo frio
como uma consequência dos ciclos de congelamento-degêlo. A maioria destas inadequacidades
podem ser eliminadas ou pelo menos melhoradas pelo reforço e/ou incorporação de aditivos.
(b) Concreto Reforçado
A resistência mecânica do concreto de cimento portland pode ser aumentada pelo
adicional reforço. Isto é usualmente realizado por meio de hastes, fios, barras ou telas de aço, que
são embutidas no concreto fresco e não curado. Assim, o reforço torna a estrutura endurecida
capaz de suportar maiores tensões de tração, compressão e cizalhamento. Mesmo que trincas se
desenvolvam no concreto, considerável reforço é mantido.
Aço serve como um adequado material de reforço porque seu coeficiente de expansão