Aço para Concreto Armado: Ingrediente Absoluto nas Construções

Pense nisso agora, de onde vem esse material tão robusto? Lógico, estou falando do aço para concreto armado.

Então, o que falar a respeito dele? Em poucas palavras, é um material indispensável, em se tratando de estruturas de concreto armado.

A propósito, a Engenharia Estrutural seria bem diferente sem a presença deste ilustre elemento.

Isso mesmo, porque a interação entre o aço e o concreto simples é um dos alicerces da engenharia há muitos anos.

Além disso, o aço estrutural, por si só, está presente, também, em muitas estruturas como, pontes, edifícios industriais e plataformas de petróleo.

No entanto, o aço para concreto armado será o nosso “âncora” aqui neste artigo.

Portanto, siga nessa leitura e vai aprender muito mais. Vamos começar?

O que saber do Aço para Concreto Armado?

Então, o aço é uma liga metálica composta de ferro, carbono, e outros elementos químicos que lhe conferem propriedades específicas.

No entanto, a sua produção ocorre em diferentes tipos de usinas siderúrgicas, cada uma com seu próprio processo de fabricação.

Sendo assim, seu ciclo de vida inicia-se com a extração do ferro no meio ambiente, e passa por uma série de etapas até chegar na fase de laminação.

Logo, o coração de todo o processo é a máquina de laminação, conhecida com “laminador”. Existem diferentes tipos de laminadores, com dois, três cilindros ou mais.

Isso soa familiar? Por que digo isso?

Agora, imagine um pasteleiro passando a massa entre os cilindros, e a cada passagem, ela fica mais comprida e mais fina.

Então, na laminação do aço acontece o mesmo, força-se uma placa de aço a passar pelos cilindros, e afina a chapa até chegar na espessura desejada.

No entanto, existem dois processos de laminação do aço, a quente e frio, que têm suas distinções, tais como:

Laminação a Quente:

• Temperatura: A laminação a quente ocorre em temperaturas elevadas, em torno de 1.000 °C.
• Maleável: O aço fica mais flexível e mais fácil de moldar.
• Textura: A superfície do aço tende a ser mais rugosa.

Laminação a Frio:

• Temperatura: A laminação a frio é realizada em temperatura ambiente.
• Resistência: O aço laminado a frio é mais resistente em comparação com o aço laminado a quente.
• Textura: A superfície do aço laminado a frio é mais lisa.

Por que disse tudo isso? Para entender a classificação da norma ABNT-NBR-7480–2023, que contém os requisitos do aço destinado às estruturas em concreto armado.

E entenda, ABNT diz respeito à Associação Brasileira de Normas Técnicas, e a NBR é a norma brasileira.

Sendo assim, a norma classifica como barras, os produtos de diâmetro nominal maior igual a 6.3 mm, obtidos pelo processo de laminação a quente.

Por outro lado, os fios são obtidos por laminação a frio, e apresentam diâmetros menores ou igual a 10 mm.

Agora, vamos entender sobre as propriedades principais do aço, são pontos de atenção para entender o que extrair de dados para projetos.

Propriedades do Aço;

Para entender melhor o que é o aço para concreto armado, é essencial explorar as suas propriedades principais.

Sendo assim, obtém-se suas principais propriedades, por meio de ensaios de tração uniaxial, através da curva tensão vs deformação.

Logo, realizam-se os testes em equipamentos especiais, e em laboratórios especializados, como em empresas ou universidades.

Após os ensaios, extraem-se os dados e definem-se variáveis, tais como: o módulo de elasticidade, tensão de escoamento, tensão de tração e as correspondentes deformações.

Logo, estes parâmetros fornecem informações cruciais sobre a capacidade do aço de suportar cargas e deformações em estruturas.

Mais adiante, você tem uma figura explicativa com todos os pontos expostos abaixo.

O Que Extrair na Curva Tensão vs Deformação?

Primeiro ponto, o módulo de elasticidade, também conhecido como módulo de Young, é uma medida da rigidez do aço.

Ele representa a capacidade do material de retornar à sua forma original, após a remoção de uma carga.

O módulo de elasticidade do aço é obtido a partir da região linear do gráfico tensão-deformação, ou pela aproximação de uma reta secante, ou tangente, unindo os pontos iniciais da curva.

No caso da inexistência de ensaios, adotar o valor de 210 GPa.

Segundo ponto, a tensão de escoamento é a carga máxima que o aço pode suportar antes de sofrer uma deformação plástica.

Sendo assim, é a tensão no ponto em que o aço começa a se deformar de forma plástica e não retorna ao seu estado original quando a carga é removida.

Terceiro ponto, a tensão de tração é a máxima que o aço pode suportar antes de se romper, após os testes de tração uniaxial.

E entenda isso, por questões de segurança, a tensão de escoamento é a tensão usual nos dimensionamentos de estruturas metálicas e de concreto armado.

No entanto, ainda existem os coeficientes das normas brasileiras de aço e concreto armado, que reduz essa tensão devido a incertezas.

Para você ter uma visão de uma curva tensão vs deformação, analise a figura abaixo de um aço hipotético.

Categorias do Aço para Concreto Armado;

Então, o que tudo isso significa? a norma NBR-7480 classifica o aço em categorias, tais como:

• CA-25 e CA-50: barras de aço;
• CA-60: fios de aço;

A propósito, você já entendeu a classificação das barras e fios de aço acima, conforme a Norma já referida.

Agora preste atenção, a sigla CA-XX, CA refere-se a concreto armado e XX a tensão de escoamento característica do aço, conforme a seguir;

• CA-25, 250 MPa ou 25 Kgf/mm²;
• CA-50, 500 MPa ou 50 Kgf/mm²;
• CA-60, 600 MPa ou 60 Kgf/mm²;

Além disso, as barras de aço CA-25 devem ter uma superfície lisa, ou seja, sem nervuras ou entalhes.

Por outro lado, as barras de aço CA-50 e os fios de aço CA-60 devem ter superfície com nervuras, sendo assim, oferecem maior aderência ao concreto.

A disponibilidade de ambas as categorias incluem barras retas de 12 metros, cortadas e conforme a necessidade da obra.

O processo de escolha do aço e dos diâmetros, em um projeto de concreto armado é tão cuidadoso, quanto a escolha dos ingredientes para uma receita culinária.

Se você optar pelo diâmetro errado no projeto estrutural, pode prejudicar a integridade da estrutura e enfrentar sérios problemas estruturais.

Em termos práticos, os aços CA-50 e CA-60 são os preferidos nas estruturas de concreto armado.

E agora, vamos para a inspeção e manutenção. O que saber do aço para concreto armado?

Inspeção no Aço para Concreto Armado;

Primeiro de tudo, a inspeção desempenha um papel vital na extensão da vida útil e na segurança das estruturas de concreto armado que fazem uso do aço como reforço.

A razão disso é simples: o aço é um material que pode sofrer desgaste ao longo do tempo, seja devido à exposição a condições ambientais adversas, fatores climáticos ou outros agentes de deterioração.

Portanto, é um dever realizar inspeções regulares para detectar quaisquer sinais de corrosão, oxidação, ou outros danos potenciais nas barras de aço.

Uma das formas mais comuns de dano nas estruturas de concreto armado é a corrosão do aço.

Isso ocorre quando o aço entra em contato com agentes corrosivos, como água, sais, poluentes atmosféricos ou cloretos.

À medida que o aço sofre corrosão, ele expandir-se, exercendo pressão sobre o concreto circundante.

Sendo assim, pode levar a fissuras, o concreto começa a se deteriorar e, a estrutura enfraquece.

Logo, uma inspeção regular realizada por profissionais qualificados, envolve a análise visual das superfícies de concreto, procurando fissuras ou qualquer sinal de deterioração do concreto.

Além disso, exames não destrutivos, como testes de ultrassom são empregados para avaliar a integridade do aço e do concreto.

Portanto, essas inspeções são essenciais para identificar problemas em estágios iniciais, antes que se tornem críticos.

Em caso da inspeção revelar danos ao aço, medidas de manutenção devem ser tomadas de imediato.

Manutenção do Aço para Concreto Armado

Qual o problema? Dependendo da gravidade, as ações de manutenção variam desde a aplicação de revestimentos protetores, que ajudam a evitar futuros danos, até a substituição de barras de aço corroídas.

Sendo assim, a manutenção adequada prolonga a vida útil da estrutura, e também, evita custos significativos de reparo ou até mesmo embargo do local pelas autoridades.
Portanto, a manutenção preventiva e as inspeções regulares contribuem para a segurança pública.

Agora, a escolha adequada de materiais, projetos sólidos e implementar práticas de manutenção, são os pilares para garantir estruturas seguras e duradouras.

À medida que avançamos em direção a um futuro de construção mais sustentável e inovações tecnológicas, a segurança e a integridade das estruturas de concreto armado continuam sendo prioridades essenciais.

Em resumo, a combinação de aço e concreto é uma aliança poderosa na construção civil, e proporciona estruturas robustas e confiáveis.

Dessa forma, podemos construir o presente com um olhar no futuro, garantir um ambiente construído seguro, durável e sustentável para todas as gerações.

E agora, o que dizer do futuro do aço na construção civil?

Desafios no Uso de Aço para Concreto Armado;

O aço em estruturas de concreto armado é uma prática consagrada na construção civil, mas enfrenta desafios, à medida que a indústria evolui e busca soluções mais eficientes e sustentáveis.

Portanto, vamos compreender esses desafios e estar ciente das inovações tecnológicas que estão moldando o setor.

Sendo assim, um dos maiores desafios é atender às crescentes demandas por construções sustentáveis.

Embora a reciclagem de aço seja um aspecto positivo da sustentabilidade, sua eficácia depende da disponibilidade de materiais reciclados de alta qualidade.

No entanto, garantir um suprimento consistente de aço reciclado é um desafio relevante.

Bem, isso reduz as emissões de carbono, na produção de aço, na gestão eficiente dos recursos naturais e na minimização do impacto ambiental de toda a cadeia de produção.

Logo, os custos de produção de aço podem ser voláteis devido a fatores como: variações nos preços das matérias-primas e na energia, e transportar o aço para o local da construção, também, é um fator econômico relevante.

Então, a busca por materiais mais econômicos, sem comprometer a qualidade e segurança, é um desafio constante.

Por outro lado, a obediência com as normas técnicas e regulamentações é essencial, mas pode ser um desafio devido à complexidade das regras e às atualizações frequentes.

Inovações Tecnológicas;

Agora, o que dizer a respeito de novas tecnologias?

• Aço de Alto Desempenho: é um avanço significativo na redução de materiais e na economia de recursos, e resultam aços mais resistentes e leves, permitindo a construção de estruturas mais eficientes.
• Modelagem Computacional Avançada: O uso de software de modelagem avançada permite a simulação mais precisa das estruturas de concreto armado. Isso auxilia na otimização do projeto e na previsão de desafios potenciais.
• Impressão 3D: reduz o desperdício de material e os custos de mão de obra, de modo considerável.
• Aço de Alta Dutilidade: podem absorver melhor a energia de cargas extremas, como ventos e terremotos. Esses aços aumentam a segurança e a durabilidade das estruturas.
• Monitoramento Inteligente: incorporar sensores para monitorar as estruturas de concreto armado, permite coletar dados sobre as construções. Isso facilita a manutenção e a identificação precoce de problemas.
• Realidade Aumentada: auxilia na construção e inspeção de estruturas, melhorando a precisão e a eficiência das operações.

Portanto, à medida que a construção civil evolui, o uso de aço em concreto armado continua a enfrentar desafios complexos, mas também se beneficia de inovações tecnológicas que moldam o setor.

Sendo assim, o setor da construção civil continuará a se adaptar e prosperar, à medida que enfrenta esses desafios e abraça essas inovações.

Conclusão;

Em resumo, este artigo proporcionou uma visão abrangente sobre o aço para concreto armado, desde o seu processo de fabricação.

Exploramos as propriedades do aço, tais como o módulo de elasticidade e tensão de escoamento, e pontos de aplicação.

No entanto, a escolha do aço para concreto armado, seus diâmetros para o elemento estrutural, é fundamental na segurança e no desempenho das estruturas.

Agora, convidamos você, caro leitor, a compartilhar sua opinião e experiências.

Deixe seus comentários, perguntas ou insights relacionados ao aço para concreto armado, e juntos promovemos uma compreensão mais ampla e aprofundada deste tema na engenharia.

Além disso, o conhecimento é uma ferramenta poderosa, e sua participação é fundamental para a nossa busca de excelência na Engenharia Estrutural.