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O que é concreto protendido?

12 de maio de 2015

Contribuição técnica de Arnaldo Oliveira, Isaque Farias, Armando Ferreira e Erick Barros.

No concreto reforçado convencional, a elevada resistência à tração do aço é combinada com a grande resistência à compressão do concreto. Essa combinação forma um compósito estrutural que é forte em compressão e tração.

Concreto protendido é uma técnica de execução já bem difundida no Brasil. Desde o século XIX, muitos especialistas desenvolveram métodos nos quais a armadura  sofra  um pré-alongamento, gerando um sistema auto-equilibrado de esforços,ou seja , tração no aço e compressão no concreto. A técnica visa melhorar o desempenho das estruturas e utilizar todo o potencial do concreto à compressão e minimizar ou até eliminar  as fissuras geradas pela tração, essa redução das fissuras aumenta muito a vida útil das estruturas já que protege as armaduras da penetração de água ou umidade e consequente corrosão.

A grande vantagem das estruturas protendidas é a possibilidade de redução das seções dos elementos estruturais, o que permite que sejam vencidos vãos maiores com elementos mais esbeltos e econômicos com o uso de menos aço e concreto.

Proten (3)

Na construção civil, chama-se de protensão a técnica utilizada para aumentar resistência do concreto, que consiste basicamente em dar tensão aos cabos de aço antes da cura do concreto. A ideia é melhorar a resistência do material, minimizando os impactos das ações externas.

A estrutura de protensão é feita por cabos de aço aplicados no concreto já endurecido e com uma resistência mínima para evitar danos ao ponto de apoio que pode ser danificado no momento da aplicação da carga caso o concreto não tenha ainda a resistência necessária. Estes cabos atravessam toda a estrutura – viga ou laje – passando hora na parte superior, hora na parte inferior, que são definidas a partir da solicitação do momento fletor, (positivo ou negativo).

O tensionamento dos cabos se dá através de macacos hidráulicos como o da imagem abaixo e só é iniciado após o concreto ter atingido uma resistência mínima que é dimensionada pelo calculista do projeto.

O avanço da tecnologia na protensão ampliou as possibilidades de aplicações desse tratamento. Armação de blocos e sapatas, construção de silos, lajes, reforço de estruturas, dentre outras, são alguns dos exemplos mais comuns.

Em geral, os fatores que determinam o uso da protensão são os que influenciam de forma negativa o desempenho em serviço das estruturas, basicamente fissuração e deformação acima do limite estabelecido.

 A utilização do concreto protendido permite as seguintes vantagens:

  • Execução de grandes vãos livres;
  • Projetos arquitetônicos ousados (o museu de Arte Contemporânea de Niterói);
  • Estrutura da edificação fica mais leve;
  • Mobilidade de executar mudanças na posição da alvenaria;
  • Redução da corrosão do aço;
  • Aumento da durabilidade;
  • Maior momento de inércia (maior rigidez);
  • Menos deformações (maior facilidade de manutenção);
  • Aumento da capacidade de cisalhamento;
  • Adequado uso em vasos de pressão, estruturas de retenção de líquidos;
  • Melhor desempenho (resiliência), sob carregamento dinâmico e fadiga;
  • Maior utilização em construção de pontes, edifícios com grandes espaços sem colunas;
  • Construção rápida;
  • Melhor controle de qualidade;
  • Manutenção reduzida;
  • Adequado para a construção repetitiva;
  • Uso múltiplo das formas.

Quando o concreto protendido passou a ser utilizado em todo o mundo, surgiram vários processos de protensão patenteados, somente na Alemanha, chegou a ter 20 processos de protensão registrados. Atualmente os sistemas utilizados são os seguintes:

Pós-tracionado aderente (com aderência posterior)

Trata-se de um tipo de concreto protendido no qual o pré-alongamento da armadura ativa é feito após o endurecimento do concreto. Nesse caso, utilizam-se como apoio partes do próprio elemento estrutural, criando, posteriormente, aderência com o concreto de modo permanente, por meio da injeção das bainhas.

Configuração da bainha

Configuração da bainha

Em geral as bainhas apresentam a seguinte configuração e depois da cura parcial do concreto é injetada nata de cimento, é possível saber que a bainha está completa através dos purgadores que expulsam a nata pressurizada.

Purgador

Purgador

A protensão com aderência posterior tem uma larga utilização, sobretudo em obras como pontes, barragens, grandes reservatórios de água, contenção de taludes e coberturas de grande vão. Pela flexibilidade, é possível aplicá-la em quase todo o campo da construção civil.

Em grandes reservatórios as cordoalhas formam anéis ou segmentos protendidos, solidarizando as placas pré-moldadas industrializadas. É um método de elevada produtividade.

 

Pós-tracionado não aderente (cordoalhas engraxadas)
Assim como o anterior, trata-se de um tipo de concreto protendido no qual o pré-alongamento da armadura ativa é feito após o endurecimento do concreto. Utilizam-se como apoio partes do próprio elemento estrutural.

Configuração da cordoalha engraxada

Configuração da cordoalha engraxada

Mas, nesse caso, não é criada aderência com o concreto, e a armadura fica ligada ao concreto apenas em pontos localizados. É indicado para obras comerciais e residenciais, nas quais a fundação é do tipo radier.

Protensão não aderente com cordoalha engraxada

Protensão não aderente com cordoalha engraxada

As cordoalhas são de fácil manuseio. Elas possuem colocação e fixação sem dificuldades, sendo facilmente desviadas de obstáculos. Esse processo já é utilizado desde a década de 60 nos Estados Unidos. No Brasil, foi introduzido em meados de 1996. A execução bem realizada é fundamental para que se alcancem os desempenhos desejados.

 

Pré-tracionado (fios aderentes)

Trata-se de um tipo de concreto protendido no qual o pré-alongamento da armadura ativa é feito com a utilização de apoios independentes do elemento estrutural, antes do lançamento do concreto.

Esquema de pré-tensionamento com cabeceira para aplicação de carga

Esquema de pré-tensionamento com cabeceira para aplicação de carga

Assim, a ligação da armadura de protensão com os referidos apoios é desfeita após o endurecimento da mistura. A ancoragem das armaduras no concreto é feita por aderência.

Quando os apoios são liberados, ou simplesmente se corta a armadura distendida, ela tende a voltar ao diâmetro sem carga. O aumento do diâmetro mobiliza atrito no concreto, o que auxilia na ancoragem.

A tendência de retorno ao comprimento original é impedida pela aderência da armadura ao concreto, resultando na compressão do concreto (protensão do elemento).

O processo que é mais utilizado, atualmente, é a protensão não aderente com cordoalhas engraxadas e plastificadas, que pode ser aplicadas em lajes, vigas e placas de fundações (Radiers).

 

Ficou com alguma dúvida? Entre em contato com a nossa equipe pelo [email protected] ou no 0800 899 8903.

 

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