FCK do Concreto: Desafios entre Resistência e Sustentabilidade

Para começar, com relação às estruturas de concreto armado ou protendido, o fck do concreto tem muita influência na sua qualidade, segurança e durabilidade.

Assim, envolve uma análise minuciosa, que vai desde o processo de seleção e dosagem dos materiais até os ensaios em laboratório.

Logo, as normas brasileiras são rigorosas na definição do valor do fck para construções em concreto.

No entanto, o engenheiro estrutural decide com base no tipo de ambiente onde a obra vai ser executada.

Por exemplo, em locais onde o meio é mais abrasivo ou corrosivo demanda valores maiores de resistência do concreto do que em ambientes rurais.

Portanto, mantém-se um padrão de qualidade, assim, evita riscos associados a estruturas frágeis ou abaixo da resistência mínima exigida.

Agora, leia o artigo, pois vamos entender mais sobre o fck do concreto, como conceito e muito mais detalhes de forma clara e simples.

Importância do concreto e do fck na construção civil

Primeiro de tudo, o concreto é um dos materiais mais fascinantes na construção civil por ser durável, bem resistente e bastante versátil.

Aliás, composto por uma mistura de cimento, água, agregados e/ou aditivos, o concreto pode ser moldado em diversas formas, além de atender a amplas necessidades arquitetônicas e estruturais.

Logo, essa flexibilidade o torna indispensável em projetos para engenharia, por exemplo, desde pequenas residências até grandes infraestruturas, como pontes, arranha-céus e barragens.

Por outro lado, a escolha de um fck do concreto adequado para uma determinada aplicação, tem impactos significativos na durabilidade, segurança e custo das obras de construção civil.

Em geral, um fck mais elevado resulta em um concreto mais resistente e durável, mas também aumentam-se os custos de produção devido ao uso de materiais de maior qualidade e processos de fabricação mais rigorosos.

No entanto, um fck inadequado compromete a segurança e a vida útil da estrutura, resultando em custos elevados de manutenção e reparo.

Portanto, um cálculo mais preciso do fck do concreto e o controle mais rígido é fundamental para o sucesso de qualquer empreendimento de construção.

O que é o fck do concreto?

Aliás, é uma sigla proveniente do inglês, “Feature Compression Know”, ou seja, trata-se da resistência característica à compressão do concreto.

Assim, ele mede a resistência do concreto a forças de compressão até atingir a ruptura do material.

Em aplicações práticas, calcula-se em laboratórios especiais, para cada concreto produzido para a obra em questão.

Para isso, moldam-se corpos de prova com geometrias e quantidades padrões, seguindo normas brasileiras específicas, que são testados sob cargas compressivas com base:

• NBR-5738; moldagem e cura de corpos de prova;
• NBR-5739; ensaios de compressão;

Em termos simples, ele é calculado dividindo a carga de ruptura pela área do corpo de prova em que essa carga foi aplicada, e geralmente, aos 28 dias de idade de cura do concreto.

Por exemplo, vamos calcular a resistência à compressão característica (fck) de um corpo de prova cilíndrico com 10 cm de diâmetro (D) e 20 cm de altura (h), ver Figura abaixo.

Sendo assim, submete-se o corpo de prova à carga crescente de compressão até atingir a ruptura com um valor de carga P de 19 tf.

Qual é o fck do concreto?

Primeiro passo: determina-se a área da seção transversal do corpo de prova.

• A = (π.D²) / 4 = (π.10²) / 4 = 78;54 cm²;

Segundo passo: Pela fórmula clássica de resistência dos materiais, calcula-se a tensão pela relação entre a força de ruptura e a área.

• σ = P/A = 19000 Kgf / 78.54 cm² = 241.92 Kgf/cm²;

Terceiro passo: O valor de σ corresponde ao próprio fck, e convertendo para MPa, divide-se por 10 para ter um valor aproximado, portanto:

• fck = 24.19 MPa;

Aliás, uma das unidades de medida mais comuns utilizadas para o fck do concreto é o MPa, porém, é importante entender:

• 1 Mega Pascal (MPa) também equivale a 1 N/mm²;

Agora, ​para aplicações comuns, a resistência do concreto pode variar entre 20 e 50 MPa, já para usos específicos em estruturas especiais, pode atingir resistências muito mais altas, como acima de 50 MPa.

Como escolher o fck do concreto?

A propósito, o engenheiro estrutural segue as diretrizes da norma NBR-6118, tabela 6.1, conforme o local a ser construído, com base nas classes de agressividade ambiental do tipo I, II, III ou IV, tais como:

• fck ≥ 20 MPa: classe I, envolve ambientes rural ou submerso onde o risco de deterioração da estrutura é bem desprezível;
• fck ≥ 25 MPa: classe II, em locais urbanos específicos, onde a agressividade ambiental é moderada;
• fck ≥ 30 MPa: classe III, por exemplo, regiões marinhas onde é intensa a ação do meio ambiente nas estruturas;
• fck ≥ 40 MPa: classe IV, nesse caso, zonas industriais e com respingos de marés, onde a agressividade é bem forte, ou seja, as estruturas têm um grande risco de deteriorar-se;

Durante o dimensionamento estrutural, utiliza-se o fck para calcular as dimensões e a quantidade de armaduras necessárias para os elementos estruturais como lajes, vigas, pilares e fundações.

Tudo precisa ser verificado e esclarecido na obra

A partir daí, práticas rigorosas de ensaio e controle de qualidade devem ser uma prioridade para garantir que a resistência do concreto esteja de acordo com as normas e com o valor adotado no projeto estrutural.

Agora, entram em cena os responsáveis pela execução da obra e pelo controle tecnológico do concreto.

Dito isso, o papel desses profissionais é garantir que o concreto utilizado na obra atinja ou pelo menos supere a resistência característica já definida no projeto estrutural.

Aliás, esses cuidados com o controle do fck são fundamentais para garantir a segurança e a durabilidade das estruturas.

No entanto, à medida que buscamos atender às exigências normativas e garantir a resistência ideal do concreto, surge um outro desafio crucial: equilibrar essas demandas com a sustentabilidade.

Afinal, a produção de concreto, em especial, o cimento, está bem associada a impactos ambientais significativos.

Assim, o grande dilema da construção civil é como manter ou melhorar ainda mais a qualidade estrutural e resistência do concreto sem comprometer o meio ambiente.

Portanto, vamos explorar com mais detalhes esses desafios!

Desafios entre o fck do Concreto e a Sustentabilidade

Então, o equilíbrio entre a resistência do concreto, representada pelo fck, e a sustentabilidade é um dos maiores desafios na construção civil.

A propósito, manter a qualidade estrutural das obras enquanto se busca reduzir os impactos ambientais exige inovação, planejamento e um conhecimento profundo dos materiais.

Dito isso, vamos agora destacar 9 (nove) dos principais desafios.

1 – Dependência do cimento e suas emissões de CO₂

Para começar, o cimento é indispensável para garantir a resistência do concreto, mas sua produção é uma das maiores fontes de emissões de CO₂ no mundo.

Assim, reduzir a quantidade de cimento no concreto para torná-lo mais sustentável pode comprometer o fck se não forem utilizados aditivos ou substitutos adequados.

Portanto, esse equilíbrio demanda estudos rigorosos e soluções técnicas personalizadas.

2 – Acessibilidade a Materiais Alternativos

Por outro lado, materiais suplementares, como cinzas volantes, escórias de alto-forno e sílica ativa, substituem em partes o cimento, diminuindo o impacto ambiental.

No entanto, esses materiais nem sempre estão disponíveis em todas as regiões, o que pode limitar sua aplicação ou aumentar os custos, dificultando sua adoção em larga escala.

3 – Durabilidade

Já os concretos mais sustentáveis, que utilizam menor teor de cimento ou incorporam materiais reciclados, podem reduzir a durabilidade se não forem corretamente projetados.

Em caso de ambientes agressivos, isso aumenta a probabilidade de reparos ou os custos com materiais..

Logo, garantir a durabilidade sem aumentar, em excesso o fck é um desafio técnico significativo.

4 – Custo das Tecnologias Sustentáveis

Aliás, materiais e tecnologias para produzir concretos sustentáveis, como aditivos avançados e processos de reciclagem, podem ser mais caros.

Por essa razão, as empresas enfrentam o dilema entre optar por soluções corretas para o meio ambiente e manter os custos competitivos.

5 – Concretos específicos para altas resistências

Então, projetos estruturais que demandam fck mais elevado, como pontes ou arranha-céus, requerem misturas ricas em cimento.

Assim, desenvolver concretos de alto desempenho com menor impacto ambiental é bastante desafiador.

Por isso, a substituição do cimento por materiais alternativos pode não atender às exigências mecânicas ou químicas desses concretos.

6 – Reciclagem de Resíduos

Nesse contexto, incorporar resíduos, como agregados reciclados de demolições, pode reduzir a demanda por matérias primas naturais.

Porém, muitas vezes esses agregados têm qualidade inferior em comparação com os naturais.

Isso pode afetar de modo negativo o fck, tornando necessário o uso de mais cimento ou aditivos, o que contraria o objetivo de sustentabilidade.

7 – Normas e Regulamentações

Já as normas técnicas exigem que o concreto atenda a parâmetros rígidos de resistência e durabilidade, mas nem sempre incentivam o uso de materiais alternativos ou práticas sustentáveis.

Portanto, a compatibilização entre a conformidade normativa e a sustentabilidade ainda é um campo em desenvolvimento.

8 – Educação e Capacitação Técnica

Aliás, os profissionais da construção nem sempre têm o conhecimento necessário para desenvolver concretos sustentáveis sem comprometer a resistência.

Por essa razão, a falta de capacitação pode levar a escolhas conservadoras, que priorizam altas resistências à custa da sustentabilidade.

9 – Aumento da Demanda por Concretos Sustentáveis

A crescente demanda por construções sustentáveis exige inovação constante na formulação do concreto.

Assim, atender a essa demanda sem comprometer a resistência estrutural ou aumentar bastante os custos é um desafio contínuo.

Quais os caminhos para superar os desafios do fck do concreto?

Então, uma grande alternativa é investir em pesquisa e desenvolvimento e estudar novos materiais e técnicas.

Assim, a educação e capacitação profissional tornam-se vitais, com a formação de engenheiros e tecnólogos especializados na formulação.

E também, o uso de aditivos inovadores como os plastificantes, superplastificantes e outros produtos que otimizam o fck do concreto com menor uso de cimento.

Por outro lado, a valorização da economia circular com a utilização de resíduos da construção e de subprodutos industriais como substitutos parciais do cimento e dos agregados é importante.

Bem como, a revisão de normas técnicas, para adaptação das regulamentações, e incentivar práticas sustentáveis sem comprometer a segurança e resistência estrutural.

A propósito, a busca por um equilíbrio entre resistência do concreto e sustentabilidade é complexa, mas fundamental para a construção de um futuro mais verde.

Portanto, ao combinar inovação tecnológica, práticas conscientes e colaboração entre setores, é possível superar esses desafios e alcançar soluções que ajustam qualidade estrutural e respeito ao meio ambiente.

Considerações Finais

Enfim, o fck do concreto vai além de um simples número; pois torna-se um elemento crucial para a segurança, durabilidade e qualidade das estruturas de concreto armado ou protendido.

Assim, desde a escolha cuidadosa dos materiais, controle de dosagem até os ensaios laboratoriais, cada etapa tem um papel essencial para assegurar que o concreto atenda às necessidades do projeto.

Aliás, a decisão do valor do fck é feita com base nas condições ambientais, considerando o grau de agressividade do local de construção.

Além disso, o controle tecnológico do concreto durante a execução da obra é crucial para garantir que o material atenda ao valor de resistência estipulado no projeto estrutural.

Dito isso, o fck se consolida como um dos principais fatores para o sucesso e a segurança de qualquer obra em concreto.

Portanto, torna-se indispensável o alinhamento entre projeto, execução e controle tecnológico.

E agora é a sua vez, deixe nos comentários suas considerações sobre o fck do concreto.