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Concreto Protendido: tudo que você precisa saber sobre este método construtivo

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O concreto possui uma resistência à tração que gira em torno de 10% de sua resistência à compressão. O concreto protendido, juntamente com as técnicas de protensão, são grandes aliados quando se busca o ganho de resistência nesse sentido, o que é um dos grandes desafios da engenharia.

Podemos afirmar que o concreto protendido é uma tecnologia inteligente, estável e segura, que pode atender recursos estruturais com uma boa relação custo-benefício. Essa técnica surgiu através dos europeus e norte-americanos, e foi trazida ao Brasil por volta de 1949 com a construção da ponte do Galeão. A partir de então, com os avanços e investimentos em pesquisas, a técnica ganhou força no país na década de 90.

Atualmente o concreto protendido é aplicado em obras diversas, com o objetivo principalmente de vencer grandes vãos e garantir uma confiabilidade estrutural maior sendo principalmente empregado em grandes construções como estádios e ginásios, shopping centers, viadutos, pontes e obras de arte em geral. Uma obra de arte emblemática para o país, conhecida justamente por ter um dos maiores vãos livres do mundo é o MASP (Museu de Arte de São Paulo) inaugurado em 1968, onde foram utilizadas técnicas de protensão do concreto.

Para entender o que é concreto protendido, seus aspectos positivos e os negativos, além de conhecer como é a classificação em relação aos métodos executivos e exigências normativas leia este artigo até o final!

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O que é concreto protendido?

Mais especificamente a palavra protensão ou pré-tensão emite a ideia de instalação de um estado prévio de tensões em algo. No caso da engenharia, essa pré-tensão é aplicada em elementos estruturais.

O concreto protendido é o tipo de concreto onde o aço é pré-tracionado e, então, travado nas extremidades do elemento estrutural. Pela tendência de retornar ao seu estado de deformação natural, o aço tracionado gera um esforço de compressão na peça de concreto. Essa compressão, por sua vez, irá suprir parte da tração que o elemento estrutural estará sujeito quando carregado.

A ABNT NBR 6118:2014 – Projeto de estruturas de concreto – procedimentos – define um elemento de concreto protendido como sendo aquele no qual parte da armadura é alongada com equipamentos de protensão, com a principal função de impedir ou limitar a fissuração e os deslocamentos na estrutura.

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Com esse método, o concreto tem sua resistência aumentada de forma significativa. Para estruturas onde os esforços de flexão são muito elevados, o concreto protendido pode ser uma solução interessante. Além de intensificar a resposta do concreto quanto às solicitações de tração e momento fletor, a protensão pode diminuir drasticamente as deformações e assim reduzir o aparecimento de fissuras.

Armaduras Ativas – Concreto Protendido

As armaduras utilizadas no concreto protendido são denominadas armaduras ativas. A NBR 6118:2014 define as armaduras ativas como sendo destinadas à produção de forças de protensão, isto é, na qual se aplica um alongamento inicial. Os esforços internos gerados por tal armadura, fazem com que o concreto trabalhe sob compressão, que é onde consegue atingir seu melhor desempenho.

A utilização de armadura ativa permite ao concreto vencer grandes vãos, podendo chegar a comprimentos inatingíveis ao concreto armado convencional. Elas trabalham de forma a reagir contra uma ação considerada natural à estrutura. Esse resultado pode ser alcançado aplicando-se tensão ao aço de duas maneiras: antes da concretagem (pré-tensão) e após a concretagem (pós-tensão). Veremos mais detalhadamente cada uma delas ao decorrer do artigo.

De acordo com especialistas o uso de armaduras ativas em um elemento estrutural, pode garantir a possibilidade de satisfazer vãos até duas vezes maiores do que o mesmo elemento com concreto armado convencional, ou seja, armado com armaduras passivas.

Todos esses diferenciais estão relacionados à capacidade do artifício de protensão deslocar a faixa de trabalho do concreto para o campo das compressões. Isso faz com que a seção do concreto que não contribuía para a inércia do elemento passe a contribuir, ou seja, toda a seção passa trabalhar de forma íntegra.

As armaduras ativas são constituídas por barras, fios isolados ou cordoalhas. Atualmente, no Brasil, a técnica mais empregada é a que utiliza cordoalhas engraxadas, que são capas tubulares contendo armaduras envoltas com graxa, a fim de evitar patologias, como por exemplo, corrosão da armadura pelo acesso de intempéries ao aço.

Vantagens do Concreto Protendido

De acordo com os itens anteriores do artigo, já é notório que o concreto protendido está em um patamar acima do concreto armado convencional. Assim, com um desempenho superior, e maior versatilidade, o concreto protendido pode trazer diversas vantagens quando se é utilizado na estrutura de uma edificação, dentre elas podemos destacar:

  • Baixa necessidade de manutenção ao longo da vida útil;
  • Permite projetos arquitetônicos mais ousados, com peças estruturais mais esbeltas e maiores vãos;
  • Garante o controle e redução de deformações e fissuração;
  • Pode ser aplicado em elementos pré-moldados, principalmente por ser mais leve, o que influencia no transporte;
  • Pode ser utilizado em ambientes agressivos;
  • Permite que a estrutura se recomponha após uma eventual sobrecarga não prevista em projeto, devido a força de protensão;
  • Proporciona maiores condições de durabilidade da estrutura, pois atua diretamente combatendo os esforços de tração, que são os principais responsáveis pela fissuração;
  • Reduz a quantidade de materiais (aço e concreto), pois utiliza materiais de alta resistência com maior eficiência;
  • Pode servir como uma espécie de prova de carga, uma vez que é submetido a tensões superiores do que as que podem ocorrer no elemento estrutural geralmente;
  • É viável para utilização de recuperações estruturais em geral.

Assim o concreto protendido pode ser considerado um grande aliado das obras de engenharia. Além de todos os pontos positivos citados, o concreto desenvolve um desempenho satisfatório, economicamente falando, pois mesmo utilizando materiais mais caros, faz com eles tenham mais eficiência enquanto desenvolvem suas propriedades estruturais. Outro ponto importante é a segurança, conferindo características que atendam às recomendações normativas e garantam maior confiabilidade estrutural.

Desvantagens do Concreto Protendido

Após todos estes pontos levantados a respeito do concreto protendido, provavelmente você deve estar se perguntando se este método construtivo não possui nenhum ponto negativo. A realidade é que, como os demais métodos, o concreto protendido também possui alguns contras em relação ao seu uso, onde podemos destacar:

  • A execução exige equipamentos específicos e mão-de-obra especializada em técnicas de protensão;
  • O aço e concreto de altas resistências exigem melhor controle na execução;
  • O aço de maior resistência exige cuidados especiais de proteção contra corrosão;
  • Deve ter controle rigoroso na colocação dos cabos de protensão, pois estes devem alcançar com precisão as definições de cálculo;
  • Não é tão viável em pequenos vãos ou em pequenas cargas, pois não justificam os gastos com materiais de maiores resistências;
  • Pode apresentar dificuldades em possíveis reformas da edificação.

Tipos de Concreto Protendido

Com o grande crescimento do uso de concreto protendido no mundo, surgiram vários processos e métodos executivos da protensão. Quanto à sua classificação pelo método executivo, atualmente no Brasil são utilizados três principais tipos de concreto protendido, sendo eles:

  • Com armadura pré-tracionada;
  • Armadura pós-tracionada com aderência;
  • Armadura pós-tracionada sem aderência.

A ABNT NBR 6118:2014, nos itens 3.1.7, 3.1.8 e 3.19, trata especificamente de cada um desses tipos de concreto protendido.

No cenário atual da construção civil, o método mais utilizado é a armadura pós-tracionada não aderente, onde são utilizadas cordoalhas engraxadas e plastificadas. Tal método é utilizado frequentemente em lajes e placas de fundações (Radier).

Concreto Protendido Pré- tracionado

O concreto protendido com armadura ativa pré-tracionada é o que utiliza a técnica de protensão com aderência inicial, bastante utilizado em elementos pré-fabricados. Neste método, o alongamento da armadura é realizado utilizando apoio independes da peça estrutural. Realizado antes do lançamento de concreto, e a ligação da armadura ativa com os apoios é feita logo após o endurecimento do concreto.

Geralmente os cabos são alongados por macacos hidráulicos, e em seguida o concreto é lançado em cima dos cabos já tensionados. Com o concreto já endurecido os cabos são cortados nas extremidades fazendo com que ele se comporte como um elástico. A ancoragem do concreto se dá apenas pela aderência. O aumento do diâmetro após o corte mobiliza atrito no concreto, que auxilia na ancoragem. O fato de estar envolto por concreto (aderente), o aço não consegue voltar para forma original, e com isso o comprime.

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Concreto Protendido Pós-tracionado com aderência

O concreto protendido com armadura pós-tracionada e utilização de protensão com aderência corresponde ao método onde a armadura é alongada após o endurecimento do concreto. Utilizando-se como apoios parte do próprio elemento estrutural. E a aderência com o concreto é criada posteriormente, de modo permanente, por meio da injeção das bainhas, geralmente é injetada uma nata de cimento, onde se utilizam purgadores para saber quando a bainha está totalmente preenchida.

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Esse método é aplicado em quase todo campo da construção civil, devido a sua grande flexibilidade executiva. Especialmente em obras maiores, como pontes e viadutos, coberturas de grandes vãos, barragens, contenção de taludes e grandes reservatórios de água.

Concreto Protendido Pós-tracionado sem aderência

Como citado anteriormente este é um método utilizando em grande escala no Brasil. No concreto protendido pós-tracionado com protensão sem aderência, a armadura também é alongada após o endurecimento do concreto. Os apoios utilizados são partes do próprio elemento estrutural, porém neste as armaduras não tem aderência ao concreto. Com isso, a armadura é ligada ao concreto apenas em pontos localizados. Para a execução deste método se utilizam as cordoalhas engraxadas, conforme o esquema abaixo:

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As cordoalhas são de fácil manuseio e permitem desvios em possíveis obstáculos. O método é indicado principalmente para obras residenciais e comerciais, sobretudo em fundações do tipo radier.

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Recomendações Normativas

Quanto às recomendações normativas para estruturas de concreto protendido vigentes no Brasil, além da ABNT NBR 6118:2014 já citada anteriormente, é importante também se atentar às seguintes normas:

  • Fios de aço para estruturas de concreto protendido – Especificação (ABNT NBR 7482);
  • Cordoalhas de aço para estruturas de concreto protendido – Especificação (ABNT NBR 7483);
  • Barras, cordoalhas e fios de aço destinados a armaduras de protensão – Método de ensaio de relaxação isotérmica (ABNT NBR 7484).

Concluindo, vale ressaltar que cada obra possui sua particularidade estrutural. Por isso, é importante que na fase de projeto sejam analisadas todas as possibilidades e variáveis para escolha do tipo de solução estrutural a ser adotada, e os devidos procedimentos para viabilização estrutural da edificação.

Neste artigo vimos o que é concreto protendido e suas especificações, vimos também as vantagens e desvantagens desse tipo de estrutura, além dos tipos de concreto protendido utilizados atualmente e, por fim, as recomendações normativas acerca do assunto. Se você se interessou pelo tema, e deseja acessar mais conteúdos sobre estruturas, acesse meu canal clicando aqui!

Espero ter te ajudado de alguma forma! Deixe nos comentários sua opinião quanto à utilização do concreto protendido na engenharia civil.

Até a próxima!

27 COMENTÁRIOS

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