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L.A. Falcão Bauer Volume 1 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 1 Coordenador: L.A. Falcão Bauer Revisão Técnica: Prof. João Fernando Dias Universidade Federal de Uberlândia (UFU-MG) 5.º edição revisada + & | LTC APRESENTAÇÃO Aos colegas engenheiros, aos estudantes e a todos os que, de alguma forma, se inte- ressam em conhecer o comportamento dos materiais de construção, e em particular do “con- ereto”, é este livro oferecido pelos autores que Participaram de sua elaboração e que doaram Os direitos autorais ao Banco de Transparências do COPMAT (COMITÊ DE PROFESSO- RES DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO) com o objetivo de patrocinar a execução de esquemas de aulas com recursos audiovisuais e a sua distribuição às escolas de Engenharia. O presente trabalho resultou de determinação do COPMAT, no sentido de que se ela- borasse um livro de texto que servisse de gui Os professores e de orientação para os alunos de escolas técnicas e de Engenharia. iado durante a Presidência do Professor Ermani Sávio Sobral, da Universidade da Bahia, grande incentivador desta obra. LUIZ ALFREDO FALCÃO BAUER Ex-Presidente do COPMAT Vil / SUMÁRIO 254. Cal metalúrgica, 31 25.5. Cal hidráulica, 32 26. Exercícios, 34 Referências Bibliográficas, 34 3. Cimento Portland, 35 3.1. Definição, 35 3.2. Constituintes, 35 33. — Propriedades físicas, 38 33.1. Densidade, 38 332. Finura, 38 333. — Tempo de pega, 42 334. Pasta de cimento, 43 335. Resistência, 44 336. Exsudação, 45 34. — Propriedades químicas, 46 Reação álcali-agregado, 49 3.5. Classificação, 49 3.8. Armazenamento, 58 39. Cimentos pozolânicos, 58 3.10. Cimentos aluminosos, 60 3.11. Cimento natural, 60 3.12. Índices e módulos, 60 3.13. Exercícios, 61 Referências Bibliográficas, 62 4 Agregados, 63 41. Definição, 63 42. Classificação, 63 2.1. Segundo a origem, 63 Segundo as dimensões das partículas, 63 2.3. Segundo o peso específico aparente, 63 43. Produtos, 64 431. Industrializados, 64 4311 Definições, 64 43, Matéria-prima, 65 43, Brita, 66 43. Leves, 71 431 Pesados, 72 43, Pedreiras, 72 432. Naturais, 78 4321. Areia, 78 4322. Cascalho, 84 44. — Índices de Qualidade, 84 441. Resistência à compressão, 84 442. Resistência à tração, 85 443. Resistência à abrasão, 85 48. 46. SUMÁRIO /IX Esmagamento, 85 Resistência ao choque, 85 Forma dos grãos, 86 Impurezas, 87 Fragmentos macios e friáveis, 87 Friabilidade, 88 4.10. Resistência aos sulfatos, 88 Propriedades físicas, 88 .5.1. Massa específica, 88 Massa específica aparente, 89 Porosidade, 90 Compacidade, 90 Índice de vazios, 90 Granulometria, 90 4.5.6.1. Graduação, 90 4.5.6.2. Peneiras padronizadas, 91 4.5.6.3. Distribuição granulométrica, 91 4.564. Distribuição log-normal, 95 457. Finura, 96 4.5.7.1. Conceituação, 96 458. Módulo de finura, 96 45.11. Umidade superficial, 101 4.5.12. Absorção de água, 101 4.5.13. Inchamento, 101 4.5.14. Coesão, 103 45.15. Fragilidade, 103 4.5.16. | Maleabilidade, 103 4.5.17. | Tenacidade, 103 4.518. Adesividade ao betume, 103 Impurezas, 106 Resistências aos sulfatos, 107 Reatividade potencial, 107 Massa específica absoluta, 108 Massa específica aparente, 108 Compacidade, porosidade, índices de vazios, 108 Distribuição granulométrica, 109 Módulo de fina. Superfície específica, 110 Teor de umidade, 110 Absorção de água, 110 Inchamento, L1O Aderência, 110 Teor de cloretos, 110 Índice de qualidade, 111 SUMÁRIO / XI 6. — Uso de Aditivos no Concreto, 135 6.1. Introdução, 135 6.2. Definições, 135 63. Classificação, 136 64. Incorporadores de ar, 138 6.5. Redutores de água, dispersantes e fluidificantes-retardadores, 152 6.6. Retardadores densificadores, 160 6.7. | Aceleradores, 168 Compatibilidade entre aditivos, 171 6.11. Materiais pulverulentos, 178 6.12. Superfluidificantes, 181 Referências Bibliográficas, 184 7. Estudo de Dosagem, 186 7.1. Histórico, 186 1 Desenvolvimento dos conhecimentos sobre o cimento hidráulico, 186 Desenvolvimento da pesquisa sobre o emprego do concreto, 187 3. Fuller, 192 A Abrams, 192 5. Estudo da Lei de Bolomey, 194 “6. Estudo de Leclerg Du Sablon, 194 NA Conclusões, 195 8. ritéria . Desenvolvimento da pesquisa nas décadas de 1930/40 por Vallette, 195 jos práticos de dosagem, 199 721. Água de molhagem dos agregados, 202 7.2.2. Métodos do S.N.C.F,, 207 7.23. Dosagem preconizada por Vallette, 210 724. Método de dosagem do American Concrete Association (ACI), 212 725. Método de dosagem do Prof. Ary Torres, 221 Referências Bibliográficas, 238 8. Preparo, Transporte, Lançamento, Adensamento e Cura, 240 8.1. Mistura, 240 811. Normas para avaliação da eficiência, 240 8.1.2. Mistura manual, 241 813. Mistura a mecinica, 241 Volume de betoneira e da betonada, 242 Velocidade ótima de mistura, 243 Tempo de mistura, 243 Ordem de colocação dos materiais na betoneira, 244 Transporte horizontal, 246 Transporte inclinado, 246 SEECCECEEE 72. 82. 8.2.4.1. Tipos de bombas, 248 82.5. Caminhões-betoneira, 249 8.3. Lançamento, 249 8.3.1. Tempo de lançamento, 250 83.2. Altura da queda, 250 833. Concreto submerso, 250 Tremonha ou funil, 252 Bentonita, 253 .3.3.5. Concreto ensacado, 253 83.36. Concreto injetado, 253 Plano de concretagem, 253 Juntas de dilatação e de retração, 255 3.6. Normas para juntas “frias”, 256 8.4. — Adensamento, 256 8s. Recobrimento com plásticos e semelhantes, 263 Conservação das fôrmas, 263 Impermeabilização por pinturas, 263 Aplicação de cloreto de cálcio, 264 Membranas de cura, 264 86. Exercícios, 265 Referências Bibliográficas, 265 Propriedades do Concreto Fresco, 267 9.1. Generalidades, 267 9.2. Misturas, 267 92.1. Misturas de agregado e água, 267 9.22. Misturas de cimento, agregado e água, 268 9.23. Transição do estado não plástico para o plástico, 269 9.3. — Trabalhabilidade dos concretos, 270 93.1. Conceituação e importância, 270 9.3.2. Fatores que afetam a trabalhabilidade, 271 9321. Consistência, 271 93. Tipos de mistura, transporte, lançamento e adensamento do concreto, 271 9.323. Dimensões de peças a moldar e afastamento das armaduras, 272 9.4. Estudo da consistência, 272 94.1. Compacidade e mobilidade, 272 Reologia e mecânica do concreto fresco, 274 Fatores que afetam a consistência, 275 943.1. Teor de água/mistura seca, 275 9.432. Granulometria e forma do grão do agregado, 275 9.433. Aditivos, 276 9.434. Tempo e temperatura, 276 944. Ação conjunta dos fatores que influem na consistência, 276 945. Métodos para avaliação da consistência, 277 9.4.5.1. Classificação dos ensaios, 277 1134. Avaliação da resistência à compressão dos concretos, 329 11.3.4.1. Realização dos ensaios, 329 13 Resultados dos ensaios, 330 11.34.3. Análise dos resultados e confronto com resultados de pesquisas anteriores, 331 113.5. Fatores que influem na velocidade de propagação e a consideração de seus efeitos nos ensaios, 335 . Densidade do concreto, 335 Tipo, densidade e outras características dos agregados, 336 Efeito da umidade e temperatura da peça em ensaio, 336 Efeito da armadura sobre a velocidade de propagação nos ensaios em concreto armado, 337 Efeito na direção de ensaio, 341 11.3.5.6. Tipo de adensamento, 341 113.57. Efeitos de outros fatores, 341 1136. — Detecção de defeitos no concreto, 341 11.3.6.1. Detecção de falhas de concretagem, 342 11.3.6.2. Estimativa de fissuras, 343 11.4. Exercícios, 344 Referências Bibliográficas, 345 12. Ensaios Acelerados para Previsão da Resistência do Concreto, 347 12.1. Introdução, 347 12.2. Evolução histórica, 348 123. Experiência brasileira, 353 12.4. Método adotado, 354 Escolha do método, 354 + Descrição do método adotado, 355 1243. Considerações sobre o procedimento adotado, 356 12.5. Aplicação típica, 359 126. Limitações, 365 127. Conclusão, 365 Anexo 1. Equipamentos de laboratório, 369 Anexo II. Equipamentos para o canteiro de obras, 3 128. Exercícios, 372 Referências Bibliográficas, 372 13. Controle Tecnológico do Concreto, 375 13.1. Generalidades, 375 13.2. Controle de qualidade, 375 132.1. — Tomada de conhecimento, 375 1322. — Fomecimento das dosagens que atendam às condições anteriores, 376 133. Acompanhamento da obra, 376 133.1. Verificação, 376 13.3.2. Realização dos ensaios necessários, 376 13.4. Tomada de conhecimento do projeto, 376 13.5. Características peculiares impostas pelo projeto arquitetônico, 381 136. Materiais disponíveis e suas características, 381 137. Dos equipamentos disponíveis e da cura a ser empregada, 383 13.8. Dacura, 384 139. Da mão-de-obra disponível, 385 13.10. Dosagens, 385 13.11. Acompanhamento das obras, 386 13.12. Métodos de amostragem, ensaios de agregados e recepção, 386 13.13. Medição de umidade, 388 13.14. Verificação do estado e comportamento dos equipamentos e da mão-de-obra, 388 13.15. Cura do concreto, 388 13.16. Fluência, 390 13.17. Realização de ensaios, 391 13.18. Especificação para execução de concreto aparente, 392 13.18.1. Concreto, 393 13.18.2. Fôrmas, 393 . Juntas horizontais, 394 . Juntas verticais, 395 13.21.2. Remoção dos moldes, 398 13.22. Ensaios de compressão: como interpretá-los, 398 13.22.1. Cálculo da resistência do concreto, 399 13.22.1.1. Fixação dos valores de desvio padrão, 399 Concreto com desvio padrão conhecido, 400 » Concreto com desvio padrão desconhecido, 400 13.22.1.4. Ensaios de controle de aceitação, 400 Referências Bibliográficas, 403 14. Patologia e Terapia das Construções (Parte 1), 405 as. Estruturas de Concreto Armado, Patologia e Terapia das Estruturas (Parte II), 408 15.1. Resumo, 408 15.2. — Introdução, 408 15.3. Referências históricas, 408 15.4. —Deterioração, 409 15.5. Sintomas, 411 15.6. Diagnóstico, 412 15.7. Inspeção, 415 15.8. Recuperação, 416 Patologia em Alvenaria Estrutural de Blocos Vazados de Concreto, 429 16.1. Resumo, 429 16.2. Introdução, 429 16.2.1. Principais características, 429 16.22. Técnica executiva, 429 16.3. Anomalias, 430 163.1. Principais anomalias, 432 16.3. Fissuras, 432 16.3, Eflorescências, 433 16.3.1,3. - Infiltrações de água, 437 16.4. Considerações finais, 439 Referências Bibliográficas, 439 17. Manifestações Patológicas em Pisos e Revestimentos, 441 17.1. Introdução, 441 17.2. Considerações gerais, 441 17.21. Piso de argamassa de alta resistência, 441 17.2.1.1. Sistemas de aplicação, 441 CAPÍTULO 1 | INTRODUÇÃO Prof. Arg. ENIO JOSÉ VERÇOSA PUC do Rio Grande do Sul 1.1. IMPORTÂNCIA E HISTÓRIA DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 1.1.1. Importância da Cadeira “Materiais de Construção”. Embora, à primeira vista, pareça desnecessário falar ao futuro engenheiro sobre a importância da disciplina Mate- riais de Construção, o que se observa é que o estudante dela se descuida, a fim de dedicar mais tempo às cadeiras mais difíceis ou que exijam maior raciocínio. A razão disso é que se trata de um assunto bastante descritivo, de fácil compreensão e que requer mais memorização. Compreende-se que as matérias de cunho dedutivo sejam importantíssimas, e quea elas o estudante de Engenharia dedique maior atenção. Todos, porém, devem ter em mente que aquelas deduções serão empregadas em materiais, cujas propriedades, limi- tações, vantagens e utilização deverão ser perfeitamente conhecidas. Não adianta saber apenas calcular uma viga; é preciso saber também dosar O concreto de modo a obter a Da qualidade dos materiais empregados irá depender a solidez, a durabilidade, o custo e o acabamento da obra. Uma parede pode ser feita com diferentes materiais, mas a cada um corresponderão diferentes qualidades e diferentes aparências. Cabe ao engenheiro ou arquiteto escolher o que melhor atenda às condições pedidas, e que tenha, ao mesmo tempo, uma aparência agradável e durabilidade suficiente. Por essa razão, o projetista deve conhecer os materiais que tem a seu dispor. Tal conhecimento deve ser predominante- mente experimental, tecnológico. As qualidades dos materiais podem ser estabelecidas pela observação continuada, pela experiência adquirida ou por ensaios em laboratórios especializados. Como não seria prático que cada novo engenheiro fosse adquirindo aos Poucos essa experiência, é preciso que esses conhecimentos sejam difundidos por meio do ensino. Essa é a finalidade da disciplina Materiais de Construção. Às vezes se ouvem críticas à falta de maior cunho prático ao ensino nas escolas. Pois bem, esta é uma cadeira de aplicação diária na vida profissional. Seu conhecimento profundo pode representar, muitas vezes, a resposta a problemas aparentemente insolú- veis, ou uma grande economia na construção. 2 | MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 1.1.2. Evolução Histórica dos Materiais de Construção. Os materiais de construção são tão importantes que a História, nos seus primórdios, foi dividida conforme a predomi- nância do emprego de um ou outro material. É o caso, por exemplo, da Idade da Pedra ou da Idade do Bronze. Nas civilizações primitivas, o homem empregava os materiais assim como os encon- trava na Natureza; não os trabalhava. Não demorou muito, porém, para que começasse à aprender a modelá-los e adaptá-los às suas necessidades. A partir daí a evolução se deu a passos lentos. Até a época dos Grandes Descobrimentos, a técnica se resumia em modelar os materiais encontrados, os quais eram poucos, tendo quase sempre o mesmo emprego. Na construção predominavam a pedra, a madeira e o barro. Os metais eram empregados em menor escala, e, ainda menos, os couros e as fibras vegetais. Aos poucos foram aumentando as exigências do homem, e, consequentemente, os padrões requeridos. Ele passou à demandar materiais de maior resistência, maior durabili- dade e melhor aparência do que aqueles até então empregados. Assim, por exemplo, é o caso do concreto armado. Durante muito tempo, para grandes vãos e cargas, só se usou à pedra. Tomava-se necessário um material de confecção e moldagem mais fáceis, que fosse trabalhável como o barro e resistente como a pedra. Surgiu daí o concreto. Posteriormen- te, com a difusão do uso desse material, procurou-se, naturalmente, aperfeiçoá-lo para que pudesse vencer grandes vãos — apareceu o concreto armado, que, por sua vez, incentivou à pesquisa dos aços e, com o tempo, levou ao concreto protendido. Vê-se, pois, que se formava um ciclo: melhores materiais possibilitavam melhores resultados e melhores técnicas, e estas, por sua vez, demandavam materiais ainda melhores. Presentemente, a tecnologia avança com rapidez e o engenheiro precisa estar atuali- zado para poder aproveitar as técnicas mais avançadas, utilizando materiais de melhor padrão e menor custo. Os materiais, atualmente, podem ser simples ou compostos; podem ser obtidos diretamente da natureza ou elaborados industrialmente. Sua evolução é tão rápida que o profissional que não deseja ficar desatualizado deve permanecer sempre atento aos novos conhecimentos e invenções, de modo que é necessário que o estudo dessa matéria seja ulma constante em toda a sua vida profissional. 1.2. CAMPO DA MATÉRIA 1.21. Requisitos. Para construir, é preciso conhecer, a fim de alcançar o objetivo desejado, as forças externas que atuarão sobre a construção (cargas, vento, clima etc.), as forças internas que então se originarão (tensões) e o material que poderá resistir a essas forças e tensões. Por esse motivo, é importante que se conheçam as propriedades físicas, químicas e mecânicas desse material. Esse conhecimento se baseia quase exclusivamente na experimentação, não entrando em jogo muitos princípios matemáticos. Valemo-nos, então, da tecnologia experimental. 1.22. Campo. A tecnologia experimental se utiliza dos conhecimentos da Física e da Química, ou da reunião dessas duas — a Físico-Química. Recorre também a muitos outros ramos das Ciências Naturais, como Botânica, Geologia, Mineralogia, Cristalografia etc. 
