1. INTRODUÇÃO
O consumo de concreto em 1920 era de aproximadamente 700 milhões de toneladas por ano. Segundo Brunauer e Copeland (1964), apud MEHTA(9): “O consumo mundial total de concreto , no ano passado (1963), foi estimado em 3 bilhões de toneladas, ou seja, uma tonelada por ser humano vivo. O homem não consome nenhum outro material em tal quantidade, a não ser a água”. Agora, às vésperas do ano 2000, o consumo anual de concreto é próximo de 6 bilhões de toneladas, ou seja, continua da ordem de uma tonelada por ser humano.
O grande consumo de concreto deve-se a vários fatores, entre os quais pode-se destacar: a facilidade e a disponibilidade de encontrar os materiais que o compõem (água, cimento e agregados) e a um custo relativamente baixo; a sua facilidade de execução; a sua adaptação a praticamente todo tipo de forma e tamanho; a sua excelente resistência à água e a diversas ações; e ainda, o fato de que o concreto se apresenta como um material “ecologicamente correto”, não só por requerer, na sua produção, um consumo relativamente baixo de energia, como também por ser um material que pode reciclar grande quantidade de restos industriais.
O concreto pode ser utilizado em praticamente todo tipo de construção, desde as obras de arte como pontes e estruturas em concreto aparente, até as estruturas de serviço, que ficam escondidas, como os reservatórios enterrados e estações de tratamento de água.
Segundo PINHEIRO et all(11): “O concreto surgiu com o desejo de se criar uma pedra artificial, resistente, econômica e durável como a pedra natural e que apresentasse como vantagem a possibilidade de ser moldada nas dimensões e nas formas desejadas”.
Desde o seu aparecimento, no início do século passado, até hoje o concreto vem se desenvolvendo, seja com o surgimento de novas tecnologias, seja com o surgimento de novas técnicas de concretagem, ou ainda com o surgimento de novos materiais, tais como os aditivos, as fibras, etc.
Ao longo deste trabalho será apresentado um histórico da evolução do concreto, e das construções de maneira geral, desde a pré-história até os dias atuais.
É de fundamental importância o conhecimento da nossa história para uma melhor compreensão do nosso tempo presente, seja ela referente a qualquer assunto. Segundo NÁPOLES NETO(7): “A História, não como simples descrição, mas como registro, o quanto possível completo, dos fatos analisados, tem sido chamada de “Mestra da Vida”... Tanto que os chamados “históricos de casos” têm sido apresentados em reuniões técnicas gerais, como já foram objeto de congressos só a eles dedicados”.
Seja a história das construções, seja a história da medicina, elas fazem parte da nossa história. Elas contam a história do Homem.
2. DESENVOLVIMENTO DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
Desde os primórdios da humanidade uma das principais preocupações do homem tem sido onde e como se abrigar. Os materiais de construção que têm sido usados desde então vêm sofrendo mudanças.
3. BREVE HISTÓRIA DAS CONSTRUÇÕES
Quando surgiu a primeira construção? Essa é uma pergunta que se tem tentado responder há bastante tempo. Antes de respondê-la, porém, precisa-se definir o que é uma construção. Na literatura corrente acham-se várias definições, entre elas pode-se destacar a seguinte, segundo GRIMSHAW(6): “Uma construção é qualquer estrutura feita pelo homem que inclua parte do espaço em redor e proporcione proteção contra os elementos do ambiente”. Essa definição responde a uma segunda pergunta: Por que as pessoas começaram a fazer construções?
Há cerca de 2,5 milhões de anos os homens primitivos viviam em cavernas, ou em outros abrigos naturais, que os protegiam do tempo e dos animais selvagens. Essa condição de vida tinha um inconveniente, os homens ficavam restritos às áreas próximas de seus abrigos. Quando eles começaram a sair em busca de alimentos ou locais mais seguros, nem sempre era possível proteger-se em outros abrigos naturais, e então começaram a improvisar novos abrigos. Começaram a elaborar as primeiras construções. Essas construções eram bem primitivas, feitas com os materiais disponíveis: madeira, cipós, peles e ossos de animais, galhos de árvores, etc. Apesar de rústicas, essas construções forneciam ao homem o que ele precisava: proteção contra o clima e os animais, e um lugar para guardar os seus pertences. Como essas construções eram feitas com materiais perecíveis, a grande maioria foi destruída ao longo do tempo. A construção mais antiga de que se tem notícia tem cerca de 400 mil anos. Ela foi descoberta em 1965 em Nice, na França, e era composta de 21 cabanas muito perto umas das outras, indicando que seus moradores devem ter vivido em comunidade.
O uso da pedra nas construções surgiu como uma alternativa quando não se tinham disponíveis a madeira, o cipó, etc. Ou ainda, era usada em conjunto com estes materiais. O exemplo mais conhecido do uso da pedra nas construções são as pirâmides do Egito.
Das três pirâmides de Gizé (a primeira das sete maravilhas do mundo antigo), a maior delas, Quéops, foi construída primeiro, no ano de, aproximadamente, 2700 A.C. As outras duas, Quéfrem e Miquerinos, foram construídas depois (até 2200 A.C.).
Depois das pirâmides, o uso das pedras foi muito frequente na construção de torres, templos castelos, domos e arcos. Entre eles destacam-se: o pagode de Suzhou, em forma de torre (China, 960 A.C.), o Coliseu de Roma (70-82 D.C.), o Panteão de Roma (110-125 D.C.), o templo budista de Borobodur (Java, c. 800 D.C.) e a famosa Torre de Pisa construída entre 1174 e 1350.
Entre os povos, os romanos tiveram papel importante no desenvolvimento da engenharia. É de Vitrúvio (I séc. D.C.), engenheiro militar e arquiteto, o primeiro tratado sobre construções que se tem conhecimento. Para expansão do Império Romano fazia-se necessária a construção de estradas e, também, dos aquedutos com o uso maciço da pedra.
Na construção do Panteão de Roma foi empregada uma mistura de pozolana com calcário e pedaços de pedra e tijolos recozidos, que se constituía num precursor do concreto, como se conhece hoje em dia.
Veio então a invasão dos Bárbaros e a Idade Média, também conhecida como a Idade das Trevas, e muito do desenvolvimento da engenharia foi perdido ou destruído durante estes períodos. Porém, algumas construções dessa época eram grandiosas, como os castelos dos senhores feudais, e algum progresso ocorreu.
Com a chegada do Renascimento, como o próprio nome já diz, novos impulsos foram dados não só às artes como também à ciência e ao desenvolvimento tecnológico. Nomes como Galileo e Leonardo Da Vinci foram de extrema importância nessas áreas. Segundo NÁPOLES NETO(7): “Leonardo da Vinci, na arquitetura , na construção e até na engenharia, apresentou projetos de bate-estacas e ensecadeiras. Galileo Galilei, não só reuniu tudo que a ciência do século XVI tinha trazido para a arte da construção, mas também pelos seus estudos sobre a flexão de vigas acabou por fundar a Resistência dos Materiais”.
Os séculos XVII e XVIII marcam o crescimento da França, e nesse período destaca-se Vauban, engenheiro militar, cuja grande experiência foi adquirida na construção de cerca de 300 fortificações e no trabalho dos grandes canais mandados fazer por Luís XIV. É nesse período que são formados os primeiros engenheiros civis, assim reconhecidos, pela Escola de Pontes e Calçadas (École des Ponts et Chaussées).
No século XVIII, a partir de 1760 tem início a Revolução Industrial. Ela começou na Inglaterra e logo se espalhou por toda a Europa e Estados Unidos. Com a Revolução Industrial vieram as máquinas e a produção em larga escala de mercadorias e novos materiais, entre eles o ferro.
A partir daí a construção de estruturas em ferro teve uma expansão quase meteórica. O novo material permitia vãos maiores com seções menores. A primeira ponte em ferro foi construída em 1779 sobre o rio Severn em Coalbrookdale (Shiropshire), Inglaterra. Em 1803, R. Trevithick construiu a primeira estrada de ferro. A fabricação do aço, de maneira barata, veio em 1856 com H. Bessemer, e praticamente substituiu o ferro nas construções, devido a sua maior durabilidade. O grande marco dessa época, a Torre Eiffel, foi construída para a Exposição Internacional de 1889, e até hoje é um dos cartões postais mais visitados do mundo.
Com o surgimento do cimento portland em 1824 com J. Aspdin, e daí o concreto como o conhecemos hoje, a junção dos dois materiais, aço e concreto, formando o concreto armado, foi uma consequência natural do desenvolvimento deles. O século XX foi, e é, testemunha, primeiro do desenvolvimento do concreto armado, em seguida do concreto protendido, e atualmente dos concretos de alto desempenho.
O século XX viu surgir os arranha-céus, as pontes com vãos de mais de 1 km e as grandes barragens. O século XX viu surgir os computadores. O século XX é palco de um avanço tecnológico nunca antes imaginado, maior, talvez, que todo o avanço até então.
Hoje existem inúmeros materiais e técnicas de construção diferentes, que podem ser usados independentemente ou em conjunto, como as estruturas mistas, por exemplo. Todos têm sua importância, basta que se saiba como e quando utilizá-los, para que se consiga tirar o melhor proveito possível de cada um.
4. HISTÓRICO DO CONCRETO
O surgimento oficial do concreto é datado de 1849, com o famoso barco de Lambot, na França, tanto que esta comemorou os cem anos do concreto (Cent Ans de Béton Armé) em 1949. Porém a história do concreto começou bem antes.
Alguns pesquisadores, como o francês Davidovits, dizem que os egípicios foram os inventores do concreto, já que acreditam que o concreto foi usado na construção das partes internas das pirâmides. Acredita-se que no interior das pirâmides foram usados blocos de concreto feitos de um tipo de cimento denominado de “geopolímero”, que era composto de pedra britada, silte do Nilo e resíduos das minas de cobre da área do Monte Sinai. Apenas os blocos externos das pirâmides seriam de pedra natural. Alguns pesquisadores contestam essa idéia.
Alguns arqueologistas acreditam que a origem do concreto veio do Oriente Médio, ou dos fenícios, ou ainda dos gregos, todos antes dos romanos. Caso os romanos não tenham sido os inventores do concreto, no que acredita a maioria dos pesquisadores, eles foram sem dúvida nenhuma os primeiros que o usaram de forma eficaz e em larga escala.
Os romanos já usavam uma mistura de pedra com as cinzas vulcânicas do Vesúvio, encontradas na cidade de Puzzoli, daí a origem do nome pozolana, que endurecia em contato com a água. Eles também já usavam aditivos em suas misturas, como o sangue que funcionava com um incorporador de ar nas argamassas. Fato que ocorre devido à propriedade de dispersão da hemoglobina. Na construção do Pantheon da Roma, uma das obras mais impressionantes do Império Romano, foram utilizados 7 tipos diferentes de concreto, do mais pesado ao mais leve a medida que se chegava ao topo da cúpula, o que se constitui no uso de concreto com agregados leves.
Com a chegada dos Bárbaros e a queda do Império Romano, o uso do concreto se perdeu até quase o final do século XVIII. Até então , como já foi citado no capítulo anterior, a pedra era o material de construção mais utilizado, assim como a madeira.
Após esse período, a primeira notícia que se tem do concreto é em 1770 com Rondelet na construção da Igreja de Santa Genoveva, hoje Pantheon de Paris. A construção foi feita em alvenaria armada, com a associação de ferro e pedra natural, com os espaços vazios sendo preenchidos com uma argamassa de cal.
Em seguida, ainda no século XVIII, os ingleses Smeaton e Parker desenvolveram pesquisas sobre o cimento, e em 1791 Smeaton usou uma mistura de pedra e argila como base da construção do Farol de Eddistone,
em Cornwall. Com o desenvolvimento das pesquisas na área do cimento, chega-se a um outro inglês, Aspdin, que em 1824 desenvolveu o cimento portland. Quase que paralelamente à Aspdin, Vicat, na França, também chega ao cimento portland, e a partir daí o cimento passa a ser produzido em escala industrial. Em 1845 Johnson desenvolve o cimento como nós o utilizamos hoje.
Chega-se então à 1849, data oficial do surgimento do concreto. Nesta data o francês Lambot desenvolveu um barco em argamassa armada, chamada na época de cimento armado. O objetivo de Lambot era fazer um barco com um material que não se deteriorasse com o tempo em contato com a água. Ele costumava sair para pescar com seus filhos, e os barcos de madeira acabavam apodrecendo de tempos em tempos, sendo necessário fazer outros. O experimento deu certo e Lambot o apresentou na Exposição de Paris de 1855. Também nesta data (1855) é montada a primeira fábrica de cimento na Alemanha. O grande responsável pela difusão do concreto armado na Europa, e em seguida na América, foi o horticultor e paisagista francês Monier. Ele esteve na Exposição de Paris e viu o barco de Lambot. Monier também tinha problemas com o apodrecimento de vasos de madeira onde ele cultivava suas plantas, e começou então a fazer vasos de argamassa armada, mesmo material do barco que não se deteriorava em contato com a água. A partir de 1861 Monier começou a fazer outros objetos e obter patentes para eles, a medida que viajava a Europa vendendo suas peças e difundindo o concreto armado. Neste mesmo ano (1861) Coignet, também francês, obtém uma patente para execução de peças em concreto armado. Em 1867 Monier tira a patente para os vasos, em 1868 para tubos e reservatórios, em 1869 para placas e em 1873 para pontes. Neste mesmo ano (1873) Ward, nos estados Unidos, constrói uma casa em concreto armado.
Dentre os americanos, o advogado Hyatt é um dos grandes nomes desta época deixando grandes contribuições para as construções de concreto armado. Em 1877 ele tira a patente de um sistema de execução em vigas de concreto e aço, onde a posição das barras previa os efeitos de tração e cisalhamento, e já sugeria o uso de estribos e barras dobradas.
A partir daí vários pesquisadores vêm dando suas contribuições ao desenvolvimento do concreto, entre destacam-se os listados a seguir, segundo PINHEIRO(11):
1880 - | |
1884 e 1885 - | Firmas alemãs, entre elas Wayss e Freytag, adquirem as patentes de Monier, para emprego na Alemanha e na Áustria; |
1886- | Köenen, na Alemanha, escreve a primeira publicação sobre cálculo de concreto armado; |
1888 - | Döhring, também na Alemanha, registra a primeira patente sobre aplicação de protensão em placas e em pequenas vigas; |
1892 - | Hennebique registra patente da primeira viga como as atuais, com estribos; |
1897 - | Rabut, na França, inicia o primeiro curso sobre concreto armado, na École des Ponts et Chaussées; |
1902 - | Mörsch, engenheiro da firma Wayss e Freytag, publica a primeira edição de seu livro, apresentando resultados de numerosas experiências e tornando-se um dos maiores contribuintes para o progresso do concreto armado; |
1904 - | Surge na Alemanha a primeira norma sobre concreto armado; |
1912 - | Mörsch e Köenen desenvolvem os princípios do concreto protendido com a introdução de tensão prévia nas armaduras para eliminar os esforços de tração. A idéia porém foi abandonada devido às altas perdas de tensão registradas ao longo do tempo; |
1928 - | Freyssinet (considerado o pai do concreto protendido) utiliza os aços de baixa relaxação obtendo assim o concreto protendido, como o conhecemos hoje; |
1945 - | A partir dessa data, após a 2a Guerra Mundial, o concreto protendido passa a ser usado em escala comercial. |
Desde o final da década de 50 vem sendo produzido os concretos de alta resistência. Inicialmente considerava-se nesta categoria concretos com resistência à compressão acima de 35 MPa. Atualmente tais concretos são usados cotidianamente em vários países, não sendo mais considerados de alta resistência. Hoje concretos com resistência à compressão acima de 100 MPa são obtidos com relativa facilidade. O limite de resistência para considerá-lo de alta resistência, ou não, ainda não está totalmente definido, varia de país para país, e às vezes até mesmo dentro de um único país há divergências. Porém, pode-se dizer que o uso do concreto de alta resistência, seja ela acima de 40, 50 ou 60 MPa, é uma constante em quase todo o mundo.
Com o desenvolvimento dos concretos de alta resistência, chegou-se, nos dias atuais, a um novo tipo de concreto: o concreto de alto desempenho (CAD). Na realidade, um novo conceito para os diferentes tipos de concreto já existentes. Quando se diz CAD, deve-se estabelecer a que se refere o desempenho desejado, seja ele alta resistência ou durabilidade, por exemplo. Na maioria dos casos essas duas propriedades vêm juntas.
Não se pode falar no desenvolvimento do concreto, ou de qualquer material de construção, sem citar o desenvolvimento da arquitetura. Engenharia e arquitetura são duas ciências que vêem caminhando juntas, apesar de nem sempre de forma amigável. São ciências que se complementam e interagem. O que seria da engenharia, ou do concreto, se não tivesse existido nomes como Peter Behrens, Walter Gropius, Frank Lloyd Wrigth, Le Corbusier, Gaudi, Lina Bo Bardi, sem falar nos brasileiros Lúcio Costa e Oscar Niemeyer, que imaginaram as obras de arte que a engenharia ergueu? E o que seria da arquitetura se não fosse a engenharia para realizar o que estava no papel?
No momento atual de globalização, tem-se que cada vez mais procurar trabalhar em grupo, para assim obter um resultado final de sucesso, seja ele na atividade que for.
5. O CONCRETO NO BRASIL
O uso do concreto no Brasil começou no início do século XX e não parou mais. Apesar do Brasil não ter participado na descoberta do concreto, já que as pesquisas tecnológicas na Europa e Estados Unidos eram bem mais avançadas que as nossas na época, soube muito bem usá-lo de forma criativa, ousada e eficiente, como comprovam o nosso acervo de obras por todo o país. Hoje, além das contribuições construtivas, o Brasil participa efetivamente no desenvolvimento tecnológico do concreto, e da ciência da engenharia como todo.
Segundo VASCONCELOS(17), a primeira obra em concreto do Brasil de que se tem notícia é de 1892. Consistia da construção de casas de habitação sob a responsabilidade do engenheiro Carlos Poma, que utilizou o sistema de Monier. Em seguida, em 1904 estava sendo construída a Companhia Açucareira da Praia da Saudade, segundo nota do Prof. Antonio de Paula Freitas. Em 1907, aproximadamente, foram realizadas várias obras de saneamento em Santos, a cargo do engenheiro Saturnino de Brito, onde pode-se destacar a ponte da rua Senador Feijó com 5,4 m de vão e laje de 15 cm de espessura.
Ainda segundo VASCONCELOS
(17), em 1908 foi executada uma ponte de 9 m de vão no Rio de Janeiro sobre a responsabilidade do empreiteiro Echeverria, do qual não se sabe quase nada, com cálculo e projeto de Hennebique. Acredita-se que Hennebique tenha feito vários cálculos e projetos para o Brasil e outros países da América do Sul. Segundo Milton Vargas,
apud VASCONCELOS
(17), o primeiro edifício em concreto armado do Brasil (na época cimento armado) foi
em São Paulo à rua Direita n
o 7, construído pelo arquiteto Francesco Notaroberto, provavelmente entre 1907 e 1908.
Apesar das contradições quanto qual foi realmente a primeira obra no Brasil, desde o início do século XX tem sido produzidas inúmeras obras em concreto armado no país. A seguir são transcritos trechos de VASCONCELOS(17) enumerando as principais obras que contam a história do nosso país:
1911 - | Ponte sobre o Rio Camanducaia, na Fazenda Modelo, em Amparo, São Paulo; |
1912 - | Ponte sobre o Rio Tamanduateí, na Moóca, São Paulo. Trata-se de uma ponte em arco de 29 m de vão, construída como parte das obras de retificação e canalização do rio; |
1912 - | Paredes laterais e lajes do fundo e do teto das obras de reconstrução de dois grandes reservatórios do sistema de abastecimento de água de Belo Horizonte; |
1914 - | Diversas obras de arte (pontes, viadutos, muros de arrimo) na duplicação da linha da Serra do Mar da EFCB. Nessas obras foram usados trilhos velhos como armadura de concreto, não se tratando portanto de concreto armado com o significado que hoje se lhe dá; |
1914 - | Muros de arrimo laterais em dois trechos das obras de retificação e canalização do Rio Tamanduateí, São Paulo; |
1924 - | Jockey Club do Rio de Janeiro, fundações em estacas de concreto armado cravadas até uma profundidade máxima de 24 m, perfazendo um total de 8 km, um recorde sul-americano na época; |
1926 - | Jockey Club do Rio de Janeiro, marquise da tribuna de sócios com balanço de 22,4 m, recorde mundial na época (projeto e construção de Christiani & Nielsen); |
1926 - | Ponte Presidente Sodré (antiga Itajurú) em Cabo Frio, arco de 67 m de vão e flecha de 10,5 m, recorde sul-americano na época (projeto e construção de Christiani & Nielsen) |
1925 à 1929 - | Prédio Martinelli, construído em São Paulo com área de 40.000 m 2, o maior do mundo, na época, com 106,5 m de altura e 30 pavimentos; |
1930 - | Elevador Lacerda na cidade de Salvador, construído pela filial brasileira da firma dinamarquesa Christiani & Nielsen. É o maior elevador de passageiros para fins comerciais no mundo, com elevação de 59 m, e altura total de 73 m; |
1930 - | Ponte de Herval (ou Ponte Emílio Baumgart, destruída pelas enchentes de 1983) em Santa Catarina, sobre o Rio do Peixe, com o maior vão do mundo, na época, em viga reta de 68 m. Primeira ponte do mundo em concreto construída em balanços sucessivos; |
1930 - | Oficinas Gerais do Campo dos Afonsos, com o maior arco de concreto armado da América, na época, com 93,1 m de vão, e projeto de Emílio Baumgart; |
1930 - | Estátua do Cristo Redentor no Corcovado, mais alta estátua (30 m) de concreto armado do mundo, na época; empreendimento e realização do engenheiro Heitor da Silva Costa, escultura de Paul Landowski e cálculos do Bureau d’Études L. Pelnard, Considère & A. Caquot – Paris; |
1928 à 1931 - | Edifício “A Noite”, construído no Rio com 22 pavimentos: o mais alto edifício do mundo em concreto armado, na época, com 102,8 m de altura a partir do rés-do-chão e 3,6 m enterrados; projeto de Emílio Baumgart e construção de Gusmão, Dourado & Baldassini; |
1937 - | Ponte ferroviária na estrada de ferro Mayrink-Santos, em viga contínua de 3 tramos (24,33 + 30 + 24,33 m), conhecida como Viaduto 19; a maior ponte ferroviária do mundo na época, projeto de Humberto da Fonseca; |
1937 - | O maior conjunto de obras-de-arte em volume de concreto do mundo, em estradas de ferro (na época de sua conclusão), na Estrada de Ferro Mayrink-Santos; projeto de Humberto da Fonseca; |
1939 -
| Ponte ferroviária sobre o Rio Mucuri com 39,3 m, recorde mundial, na época, para este tipo de ponte, em viga reta (projeto de Baumgart); |
1939 - | Jockey Club de São Paulo, marquise da tribuna dos sócios com 25,2 m, recorde mundial na época; |
1943 - | Cúpula do Salão de Jogos do Hotel Quitandinha em Petrópolis; recorde sul-americano em casca elíptica, na época, com diâmetro de 46,4 m e flecha de 12,6 m; projeto de Antonio Alves Noronha; |
1949 - | Ponte do Galeão, a mais longa ponte (e a de maior área de tabuleiro) do mundo , na época, em concreto protendido com 380 m de extensão e 7.600 m2, construída pela Civilhidro; |
1952 - | Ponte de Joazeiro sobre o Rio São Francisco, a mais longa do mundo (801 m), na época, em seu gênero: ponte rodo-ferroviária em viga reta contínua; o comprimento da viga contínua é de 561 m (L. máx. de 44,8 m); |
1952 - | Ponte sobre o Rio das Antas, o maior arco de concreto armado do mundo, na época, com 186 m de vão (com tabuleiro intermediário), no Rio Grande do Sul; projeto de Antonio Alves Noronha; |
1960 - | Ponte de Estreito, sobre o Rio Tocantins, com o maior vão do mundo (140 m), na época, em viga reta, construída pelo processo de balanços sucessivos, em concreto protendido, pela primeira vez no Brasil; construção e projeto de Sergio marques de Souza; |
1962 - | Ponte da Amizade (ponte internacional de Foz do Iguaçu ou Ponte Presidente Stroessner como a denominam os paraguaios) com o maior arco de concreto armado do mundo, na época, com 290 m de vão; |
1962 - | Edifício Itália, o mais alto edifício em concreto armado do mundo, durante alguns meses, antes da conclusão dos acabamentos, perdendo, logo em seguida, para o Marina City (Chicago); |
1969 - | Garagem San Siro, em São Paulo: o mais alto edifício –garagem do mundo, com altura de 90,3 m acima da calçada, esbeltez 10:1, 36 andares; interessante solução estrutural de Mario Franco; projeto arquitetônico e construção de A. Danilovic; |
1969 - | Museu de Arte de São Paulo (MASP), com laje de 30 x 70 m livres, recorde mundial de vão, na época, projeto estrutural da equipe técnica do Prof. Figueiredo Ferraz, projeto arquitetônico de Lina Bo Bardi, construção de Heleno & Fonseca; |
1975 - | Ponte Colombo Salles em Florianópolis, a maior viga contínua protendida do mundo (1.227 m), projeto da equipe técnica do Prof. Figueiredo Ferraz, construída pela Construtora Norberto Odebrecht S/A; |
1982 - | Usina Hidrelétrica de Itaipu, é a maior do mundo na modalidade de barragem de gravidade aliviada, com 190 m de altura e mais do que 10 milhões de metros cúbicos de concreto; foi projetada por quatro consórcios de firmas brasileiras e paraguaias e construída do mesmo modo com coordenação americano-italiana. |
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6. TIPOS DE CONCRETO
Atualmente, quando fala-se em concreto, deve-se definir a qual se refere, pois existe uma enorme variedade de tipos de concreto, tais como: concreto armado, concreto protendido, concreto compactado com rolo, concreto projetado, concreto massa, concreto leve, concreto pesado, concreto com fibras, etc. Cada um deles com características e aplicações próprias. Nos parágrafos seguintes, será feito uma breve descrição de alguns dos tipos mais usados, citando suas principais características e aplicações.
Ø Concreto simples: concreto utilizado sem armadura, que resiste basicamente às forças de compressão, e possui um peso específico de 2400 kgf/m3; utilizado principalmente nas fundações, como os blocos de concreto ciclópico, os tubulões e as estacas de concreto;
Ø Concreto armado: é o material resultante da ação conjunta do concreto e o aço, que trabalha como armadura passiva, onde o primeiro resiste às forças de compressão e o último às forças de tração, e possui um peso específico de 2500 kgf/m3; a existência do concreto armado se dá, principalmente, pela aderência entre os dois materiais; é utilizado em praticamente todo tipo de estrutura, até onde o binômio Eficiência X Economia é satisfeito;
Ø Concreto protendido: é a ação conjunta do concreto e do aço, como armadura ativa (com a introdução de tensões prévias na armadura); o concreto protendido é utilizado, entre outras aplicações, nas estruturas com grandes vãos e cargas elevadas, onde o concreto armado passa a não ser economicamente viável;
Ø Argamassa armada: possui basicamente a mesma composição do concreto, porém sem a utilização do agregado graúdo (pedra), e possui uma armadura difusa, de pequeno diâmetro, normalmente em tela soldada; é muito utilizada em pecas pré-moldadas leves;
Ø Concreto leve: é um concreto bem mais leve que o convencional, feito, na maioria das vezes, com agregados leves celulares, podendo seu peso específico seco ao ar ser 2/3 do peso do concreto convencional, e não ultrapassando o valor de 1850 kgf/m3; é muito utilizado nas peças de pré-moldados leves, e em estruturas onde se pretende reduzir o peso próprio das mesmas;
Ø Concreto pesado: é um concreto feito com minerais de alta massa específica, e é cerca de 50% mais pesado que o concreto convencional; é usado para blindagem em usinas nucleares, ou outros tipos de radiação;
Ø Concreto massa: é a denominação dada ao concreto utilizado em estruturas que apresentam um grande volume de concreto, como as barragens, onde, atenção especial deve ser dada às elevadas temperaturas que ocorrem no núcleo das mesmas;
Ø Concreto bombeado: é o concreto que é transportado por pressão através de tubos rígidos ou mangueiras flexíveis e descarregado diretamente nos pontos onde der ser aplicado; muito utilizado nas obras de grandes edificações, onde o concreto, normalmente, chega em caminhões betoneiras, e é então bombeado;
Ø Concreto projetado: é o concreto que é projetado, por uma bomba pneumática, em alta velocidade sobre uma superfície; é muito utilizado em obras de reparo, túneis, canais, paredes finas, etc.;
Ø Concreto de alta-resistência: segundo o CEB-FIP, é o concreto com resistência à compressão acima de 60 MPa; esse limite pode variar de país para país; muito utilizado atualmente em praticamente todo tipo de estruturas, especialmente nas lajes e pilares dos edifícios;
Ø Concreto de alto-desempenho: segundo o CEB-FIP, é o concreto com fator A/C inferior a 0,40; é um concreto que tem um desempenho diferenciado, em relação ao convencional, para determinadas propriedades, como a resistência e a durabilidade; é um concreto que possui na sua composição algum material com propriedades pozolânicas, como por exemplo a sílica ativa ou a cinza volante; é utilizado em estruturas sujeitas à compressão elevada (como os pilares), em peças protendidas, em estruturas submetidas a desgastes mecânicos e erosão (como rodovias, pisos industriais, pistas de aeroportos), etc.;
Ø Concreto compactado com rolo: é um concreto seco, de consistência dura e trabalhabilidade tal que lhe permite receber compactação por rolo compressores, vibratórios ou não; empregado como base e revestimento de pavimentos sujeitos a tráfego pesado, e em obras hidráulicas;
Ø Concreto com fibras: concreto contendo fibras de aço, vidro, polipropileno, etc, que aumentam a sua rigidez e dutilidade, e controlam melhor a sua fisuração; muito utilizado em estruturas pré-moldadas, lajes e pisos, túneis, etc.;
Ø Concreto com polímeros: concreto contendo polímeros, que resulta num material com permeabilidade muito baixa e excelente resistência química; utilizado como revestimento de proteção de armaduras, contra corrosão, em pisos industriais e tabuleiros de pontes.
Os tipos de concretos citados anteriormente podem ser encontrados separadamente ou em conjunto, por exemplo, um estrutura em concreto armado pode ser com concreto de alto-desempenho, que normalmente é também um concreto de alta-resistência. Ou ainda, uma estrutura em concreto protendido pode utilizar concreto reforçado com fibras, e assim por diante.
Existem ainda outros tipos de concretos especiais, como por exemplo, concreto de alta densidade, concreto com alta trabalhabilidade, concreto com baixa retração, etc. Cada um deles com uma característica própria, visando atender melhor um determinado tipo de estrutura.
7. O QUE ESPERAR DO FUTURO?
Não se tem dúvidas que o concreto foi, e é, o material de construção mais usado no século XX. Se isso continuará verdadeiro no futuro, só o próprio futuro poderá dizer. Porém, é sempre possível arriscar algumas previsões. Segundo MEHTA
(9): “O concreto é o material estrutural dominante hoje
em dia. No futuro, para selecionar os materiais de construção os engenheiros considerarão não somente os atrativos técnicos e econômicos dos materiais, mas também as implicações ecológicas e de conservação de energia do uso destes materiais. A julgar pelos parâmetros possíveis de estimar, o futuro do concreto deverá ser ainda melhor, porque o material parece possuir as mais fortes qualificações gerais para uso estrutural. (...) comparado a outros materiais de construção, o concreto não é apenas energeticamente mais eficiente, mas também ecologicamente harmônico. A aplicação em larga escala dos princípios da Ciência dos Materiais à tecnologia de produção do concreto oferece a expectativa de que no futuro o produto será consideravelmente superior em resistência, elasticidade e tenacidade do que o disponível atualmente”.
De acordo com AÏTCIN(1), tem-se que: “A durabilidade do concreto se tornará um fator essencial no cálculo, tão ou mais importante que a resistência à compressão, ainda que estes dois fatores estejam intimamente ligados. O concreto de alto-desempenho será mais utilizado devido a sua grande durabilidade do que devido a sua alta resistência.(...) A ciência e a tecnologia do concreto são suficientemente avançadas para prever o futuro com otimismo. O futuro do concreto dependerá da rapidez com que essa ciência e tecnologia será posta em prática no mundo. Já é mais um problema de educação, do que um problema apenas de âmbito tecnológico ou financeiro”.
Além de MEHTA(9) e AÏTCIN(1), vários pesquisadores acreditam que o concreto continuará, sem dúvida nenhuma, a ser o material de construção mais utilizado no mundo. Os avanços tecnológicos alcançados até hoje, também, indicam um futuro promissor. Resta, então, uma pergunta: será que o homem saberá usar o concreto, e toda a sua tecnologia, para o seu próprio bem?
A população mundial acaba de atingir 6 bilhões de habitantes, e boa parte dela necessita de moradia, escolas, hospitais, etc. Com a globalização cada vez maior, cada vez mais estradas, portos e aeroportos serão necessários. Enfim, o mundo está crescendo cada vez mais rápido, e o concreto se apresenta como o material de construção mais adequado para ser usado.
Como bem disse AÏTCIN(1), tecnologia tem-se de sobra, o problema maior será fornecer uma melhor educação à população, para que a humanidade possa ter uma evolução social compatível com a evolução da ciência e da tecnologia.
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