aos para concreto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
Setor de Tecnologia
Departamento de Construção Civil
DISCIPLINA
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
AÇOS PARA CONCRETO
Baseada na apostila AÇOS do Prof. Paulo R. do Lago Helene
Adaptação e atualização – (2007) Prof. José de Almendra Freitas Jr.
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AÇOS PARA CONCRETO :
1) INTRODUÇÃO Por aço para concreto armado entende-se todos os aços adequados à utilização
como armadura nas peças de concreto. Necessitam desenvolver aderência perfeita e
total com o material envolvente, o concreto, a fim de que deste trabalho solidário
resulte uma estrutura de melhor característica resistente e durável. O concreto
armado empregado por Lambot e difundido por Monier, a partir de 1849, na
França, continua sendo atualmente o material mais empregado pelo homem em
construções civis, devido às suas inúmeras vantagens tais como, resistência
mecânica, durabilidade, fácil moldagem e segurança contra fogo.
O concreto protendido, idealizado por Döhring e estudado por Koenen e Mörsch,
na Alemanha, a partir de 1888, representa uma evolução em relação ao concreto
armado, principalmente porque neste caso o concreto não é tracionado. Portanto
como o aço para concreto protendido entende-se todos os aços adequados a essa
protensão ao concreto. Se diferenciam dos aços para concreto armado por sua
resistência à tração, consideravelmente mais alta.
Existem vários tipos de aço para armar ou protender, que se distinguem por suas
características geométricas, pelo tipo de fabricação e pela forma e dimensão da
seção transversal. Todo engenheiro civil ou de qualquer outra especialidade
necessita conhecer os materiais que lhe são disponíveis comercialmente. Qualquer
que seja o seu produto, uma casa, uma ponte ou uma barragem, é necessário o
conhecimento profundo do comportamento químico, físico e mecânico dos
materiais que serão utilizados. Esse comportamento, particular a cada material, é
decorrente da sua microestrutura. Portanto se conhecermos o fundamento desse
comportamento poderemos prever as suas propriedades e entender a sua patologia.
Esse conhecimento é essencial. É a ferramenta que impulsiona a tecnologia a
desenvolver novos produtos e a corrigir as falhas e deficiências dos existentes.
Por outro lado, para a correta aplicação de um material, o que realmente interessa
são as suas propriedades tecnológicas obtidas macroscopicamente. Nesse momento
é fundamental fixar critérios de medição e julgamento das propriedades dos
materiais disponíveis no mercado, através de ensaios padronizados que forneçam
elementos para aceitação ou rejeição de um determinado produto, destinado a um
uso definido.
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Nestas notas, então começaremos introduzindo alguns termos e medidas utilizadas
em engenharia, necessários à compreensão dos textos subsequentes. Em seguida
será enfocada a microestrutura dos metais com base à ciência dos materiais,
passando pela estrutura, tratamento e tipo de ruptura dos aços.
2) TERMOS E MEDIDAS USADOS EM ENGENHARIA 2.1) COMPORTAMENTO MECÂNICO Tensão ( σ ) - É definida como força por unidade de área e é expressa em MPa
(antigamente kgf/cm², 1 MPa = 10 kgf/cm² ). É calculada dividindo-se a força
pela área na qual atua.
Compressão
Tração
σ=N/A
σ=N/A
Cisalhamento- É o esforço cortante que atua numa determinada seção que tende a
fazer deslizar uma seção em relação a outra. É o resultado de tensões tangenciais.
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Protensão - É a introdução de uma tensão de compressão a uma peça de concreto,
através de um ou mais cabos de aço tracionados.
Deformação - É o efeito da tensão. Pode ser expressa em cm deformado por cm
(cm/cm), ou em porcentagem do comprimento inicial. A deformação pode ser
elástica ou plástica. A deformação plástica é irreversível, é o resultado do
deslocamento permanente dos átomos que constituem o material. A deformação
elástica é reversível; desaparecendo quando a tensão é removida.
Módulo de Elasticicade, Módulo de Young ou Módulo de Deformação
Longitudinal (E) - É o quociente entre a tensão aplicada e a deformação elástica
resultante. É expresso em MPa (antigamente kgf/cm², 1 MPa = 10 kgf/cm² ).
E = tg α
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Ductilidade - É a deformação plástica total até o ponto de ruptura. Pode ser medida
pela estricção que é a redução da área da seção transversal do material,
imediatamente antes da ruptura. É expressa em % como sendo :
área inicial - área final
Estricção = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ x 100
área inicial
Outra unidade de medida de ductilidade é o alongamento também medido
em % sendo igual a :
comprimento final - comprimento inicial
Alongamento = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ x 100
comprimento inicial
Portanto quanto mais dúctil um material, maior é a redução de área ou
alongamento antes da ruptura.
Estricção de uma barra de aço :
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Relações tensão x deformação - Segundo o seu comportamento frente às tensões os
diferentes tipos de materiais podem ser classificados em:
Material Frágil = Não se deforma plasticamente antes da ruptura. A pouca
deformação elástica que o material sofre é diretamente proporcional a tensão,
obedece a Lei de Hooke até a ruptura.
Ex. : ferro fundido, concreto e vidro plano.
Material dúctil com patamar de escoamento = Apresenta um patamar de
escoamento definido que caracteriza a tensão fy denominada resistência de
escoamento do aço à tração.
Ex.: aços doces com baixo teor de carbono, classe A, como os aços para concreto
armado CA-25A e CA-50A.
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Material dúctil sem patamar de escoamento = Não apresenta um patamar de
escoamento definido. A deformação plástica que se segue à elástica não é
reversível. A tensão fy convencional, de resistência de escoamento do aço à tração
corresponde a uma deformação plástica irreversível de 0,2%.
Ex.: aços para concreto protendido ou para armado classe B (CA-60B).
Dureza : É definida pela resistência da superfície do material à penetração. A
escala Brinell de dureza BNH (Brinell Hardness Number) é um índice de medida
de dureza, calculado a partir da área de penetração de uma esfera de aço duro ou
carbeto de tungstênio no material. A penetração desta esfera é feita a partir de uma
força e tempo padronizados, sendo o BNH obtido pela área demarcada pelo círculo
da calota. A escala Rockwell de dureza pode ser relacionada com a Brinell, mas a
medida da profundidade de penetração da esfera e não pela área.
N
2N
BNH = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯
área da calota
D [ D - √ (D²-d²) ]
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Rockwell = P
A dureza de um material pode ser relacionada com a sua resistência à tração
ou à compressão, desde que se admita o material como homogêneo e isotrópico.
No entanto devido as suas dificuldades operacionais e as incertezas acarretadas por
imprecisão de leitura estas determinações, não são usualmente aconselhadas para o
julgamento das propriedades dos aços, sendo preteridas a favor de outras mais
significativas.
Tenacidade : É a medida da energia necessária para romper o material. É expressa
em kgf/cm2. Portanto um material dúctil com a mesma tensão de ruptura que um
frágil é mais tenaz, porque irá requerer uma maior energia para romper-se.
Figura
A energia pode ser medida como área sob o diagrama tensão x deformação. Neste
caso A2 > A1 portanto o material 2 é mais tenaz.
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2.2) COMPORTAMENTO QUÍMICO Quase todos os materiais utilizados em engenharia civil, são passíveis de corrosão
por ataque químico, em especial no concreto armado.
Figura :
Corrosão generalizada das armaduras de um pilar. Notar que a oxidação do aço é
um fenômeno expansivo que inclusive rompe o cobrimento de concreto.
Pode ocorrer a solubilização dos componentes do concreto. Em outros casos é a
oxidação direta ou eletroquímica, que tem maior importância. Eventualmente pode
ocorrer a lixiviação do concreto por águas ácidas ou muito puras dos principais
componentes de um material, diminuindo a sua capacidade de resistência, ou então
reações químicas expansivas que acarretam a desagregação e deterioração do
material. Portanto a resistência à corrosão química, devido ao meio ambiente é da
maior importância para todos os materiais utilizados em engenharia civil, em
particular para os aços.
≈
2.3) COMPORTAMENTO FÍSICO O comportamento físico engloba, entre outros, as propriedades térmicas, ópticas e
elétricas do material. Como estas propriedades não são no caso geral, de utilidade
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para o emprego dos aços em concreto armado e protendido, serão motivo de outras
notas.
Uma propriedade física de interesse é a densidade, que nos casos dos aços, pode-se
admitir constante e igual a 7,85 kg/dm³ para todos os tipos e o coeficiente de
dilatação térmica que sendo igual a αs = 1,2.10-5 m /m.ºC é praticamente igual as do
concreto (média αc = 1,2.10-5 m /m.ºC )o que não acarreta o aparecimento de esforços
entre os materiais por efeito de variação de temperatura.
No entanto o coeficiente de condutividade térmica do aço, é cerca de 30 vezes
maior que o do concreto, o que pode acarretar, em incêndios uma absorção maior e
mais rápida de calor com conseqüente aparecimento de tensões entre os materiais.
3) MICROESTRUTURA DOS METAIS 3.1) ATRAÇÕES INTERATÔMICAS Os materiais se apresentam em um determinado estado físico estável, como
conseqüência das forças de atração que se desenvolvem entre os átomos e as
moléculas que o constituem. Essas atrações são conseqüência da estrutura
eletrônica dos átomos. Os gases nobres, inertes ou quimicamente inativos, tais
como He, Ne, A, etc., apresentam apenas uma pequena atração entre átomos por
que estes têm um arranjo estável de elétrons na última camada, chamada de camada
de valência.
Além desse fator (2 ou 8 elétrons na camada de valência), o número de prótons é
igual ao de elétrons o que os torna eletricamente neutros. Na maioria dos outros
elementos isto não acontece e eles devem adquirir esta configuração estável através
de um dos seguintes processos;
1- recebendo elétrons;
2 - doando elétrons;
3 - compartilhando elétrons.
Os dois primeiros processos produzem íons negativos e positivos com o
conseqüente aparecimento de forças coulombianas do tipo elétrica de carga oposta.
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O terceiro requer uma íntima associação entre os átomos, de modo que os três tipos
de ligações são fortes. Vejamo-las, pois em separado:
Ligação iônica É a mais simples e se explica pelo aparecimento de forças coulombianas (processo
1 e 2).
Como exemplo pode-se citar o Na+ e o Cl¯ que se unem formando o NaCl, cloreto
de sódio ou sal de cozinha, sólido.
Aparentemente poder-se-ia supor que estando uma molécula eletricamente estável
a atração com as demais seria fraca e consequentemente não conheceríamos o sal
de cozinha como um sólido.
Na realidade a atração dá-se em todas as direções e um íon Na+ é envolvido por
vários íons Cl¯ e assim inversamente.
Ligação covalente É o descrito no processo 3 onde os átomos compartilham elétrons da última
camada. A força de ligação covalente é evidenciada no diamante, constituído
inteiramente por carbono. Esta força é demonstrada não só pela sua elevada dureza
(índice 10 na escala Mohs) como também pela elevada temperatura (3.300 ºC),
requerida para sua dissociação atômica. Cada átomo de carbono tem quatro
elétrons na camada de valência, que são compartilhados com quatro átomos
adjacentes, para formar um reticulado tridimensional inteiramente ligado por pares
covalentes.
Ligação metálicas Se um átomo apresenta poucos elétrons de valência estes podem ser removidos
com facilidade enquanto que os demais são firmemente ligados ao núcleo. Temos
então uma estrutura formada por íons positivos e elétrons “livres” que
desempenham o papel de íons negativos aparecendo portanto forças elétricas
coulombianas de atração. O movimento livre dos elétrons dentro da estrutura
metálica forma o que é chamado de “nuvem eletrônica” ou “gás eletrônico”.
Os elétrons livres dão ao metal sua elevada condutibilidade elétrica e térmica.
Outro efeito é que esta “nuvem” absorve a energia luminosa o que torna todos os
metais opacos.
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Figura :
Ligação metálica representação esquemática dos elétrons livres (“nuvem
eletrônica”) em uma estrutura de íons positivos. A ligação metálica pode ser
considerada como uma atração entre íons positivos e elétrons livres (exemplo:
cobre).
Forças de Van der Waals É uma ligação secundária fraca, mas que também contribui para a atração
interatômica. A maior parte das forças de Van der Waals se origina de dipolos
elétricos, que são conseqüência de uma assimetria da molécula onde o centro de
carga positiva não coincide com o centro de carga negativa originando o dipolo.
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A polarização (a) nas moléculas assimétricas ocorre um desbalanceamento elétrico
denominado polarização. (b) Este desbalanceamento produz um dipolo elétrico
com uma extremidade positiva e outra negativa. (c) Os dipolos resultantes
originam forças de atração secundárias entre as moléculas. A extremidade positiva
de um dipolo é atraída pela negativa de outro.
ATENÇÃO: NA MAIORIA DOS CASOS, TODOS OS TIPOS DE ATRAÇÃO
INTERATÔMICA ESTÃO PRESENTES, COM MAIOR OU MENOR
PREDOMINÂNCIA.
3.2) ARRANJOS ATÔMICOS Conhecendo as formas de atração interatômica (átomo a átomo), necessita-se
conhecer agora como se distribuem estes átomos e qual a sua orientação espacial
(organização espacial das moléculas). As propriedades dos materiais dependem
desse arranjo de átomos ou moléculas. Os arranjos são classificados em:
1- Estruturas moleculares, isto é, agrupamento de átomos;
2- Estruturas cristalinas, isto é, um arranjo repetitivo de formas geométricas de
átomos;
3- Estruturas amorfas, distribuição dos átomos sem nenhuma forma de
regularidade.
Por possuírem os metais, uma estrutura cristalina, vamos nestas notas considerar
somente este arranjo.
Estrutura cristalina:
Uma molécula tem uma regularidade estrutural, quando as ligações entre elas
determinam um número específico de vizinhos para cada átomo e a orientação no
espaço dos mesmos. A maioria dos materiais de interesse à construção civil tem
arranjos atômicos, que também são repetições, nas três direções, de uma unidade
básica. Tais estruturas são denominadas cristais.
A repetição tridimensional nos cristais é devida a coordenação atômica no interior
do material, e, esta repetição, algumas vezes, controla a forma externa do cristal.
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As superfícies externas planas dos cristais de pedras preciosas e quartzo são todas
manifestações externas dos arranjos cristalinos internos.
Exemplo de estrutura cristalina: a cristalização do sal de cozinha na forma de
cubos decorre da estrutura cristalina cúbica do NaCl. O MgO tem a mesma
estrutura.
Estrutura dos metais, composta por um aglomerado de cristais, cada cristal com sua
orientação de planos de clivagem.
Metalografias mostrando os grãos de cristais de um aço manganês (esquerda) e liga
zinco-níquel (direita).
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Todos os cristais tem grupo espacial, chamado reticulado cristalino que obedece a
uma das seguintes 14 formas geométricas possíveis de cristalização ao solidificarse, ou seja, o seu arranjo atômico sempre corresponde a uma das seguintes formas
geométricas :
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Sistema de cristalização
Rede de Bravais
Triclínico
Simples
Centrado
Simples
Centrado
na base
Simples
Centrado
no volume
Simples
Centrado
no volume
Monoclínico
Centrado
no volume
Ortorrômbico
Hexagonal
Romboédrico
ou trigonal
Tetragonal
Cúbico
ou isométrico
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Centrado
na face
Centrado
na face
Grupos espaciais, estes 14 reticulados de Bravais se repetem nas três dimensões.
Cada ponto indicado tem idênticas vizinhanças. Cada grupo espacial tem uma
capacidade maior ou menor de adaptar-se às solicitações externas a que seja
submetido. A visualização e a identificação do reticulado cristalino é possível
através de microscopia eletrônica.
Análise metalográfica - Ruptura de viga mitálica por fratura nas superfícies dos
cristais.
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3.3 ) DEFORMAÇÃO ELÁSTICA DOS METAIS À luz da estrutura cristalina dos metais e dentro da região de comportamento
elástico, a deformação é resultado de uma pequena alongação da célula unitária na
direção da tensão de tração ou a uma pequena contração na direção da tensão de
compressão.
Figura :
A deformação elástica normal (muito exagerada na figura). Os átomos não ficam
permanentemente deslocados em relação aos seus vizinhos originais. (a) tração,
(b)sem deformação, (c) compressão.
Na faixa de comportamento elástico a deformação é aproximadamente
proporcional à tensão. A relação entre a tensão e a deformação é o módulo de
deformação longitudinal “E” (módulo de elasticidade ou módulo de Young) e é
uma característica do metal.
E=σ/ε
Quanto mais intensas forem as forças de atração entre os átomos, maior é o módulo
de deformação longitudinal.
Qualquer elongação ou compressão de uma estrutura cristalina em uma direção,
causada por uma força uniaxial, produz um ajustamento nas dimensões
perpendiculares à direção da força. Na figura anterior, por exemplo, pode-se
observar uma pequena contração na direção perpendicular à força de atração. A
relação entre a deformação lateral εx e a deformação direta εy , com sinal negativo,
é denominada coeficiente de Poisson “η”.
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η = - ( εx / εy )
Nas aplicações de engenharia, as tensões de cisalhamento também solicitam as
estruturas cristalinas (figura a seguir). Essas produzem um deslocamento de um
plano de átomos em relação ao plano adjacente. A deformação elástica de
cisalhamento γ é definida pela tangente do ângulo de cisalhamento α.
γ = tg (α)
E o módulo de cisalhamento G é a relação entre a tensão de cisalhamento e a
deformação de cisalhamento γ :
G=C/γ
Figura:
A figura anterior representa a deformação elástica por cisalhamento. A tensão de
cisalhamento produz um deslocamento de um plano atômico em relação ao
seguinte. Desde que os vizinhos dos átomos sejam mantidos, está-se na faixa de
deformação elástica. (a) Sem deformação, (b) deformação por cisalhamento.
Este módulo de cisalhamento (também chamado de rigidez) não é igual ao módulo
de deformação longitudinal E; entretanto ambos estão relacionados pela expressão:
E = 2.G.( 1 + η)
Como o coeficiente de Poisson está normalmente na faixa de 0,25 a 0,50 o valor de
G é aproximadamente 35 % de E
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Os módulos de deformação longitudinal “E”, à tração e à compressão, o módulo de
cisalhamento (G), assim como o coeficiente de Poisson (η), são parâmetros
importantes que definem um material, dando elementos para previsão do seu
comportamento frente às solicitações externas.
3.4) DEFORMAÇÃO PLÁSTICA DE CRISTAIS METÁLICOS Os materiais podem ser solicitados por tensões de tração, de compressão ou de
cisalhamento. Como os dois primeiros tipos podem ser decompostos em
componentes de cisalhamento (figura a seguir) e como a maior parte dos metais é
significativamente menos resistente ao cisalhamento que à tração ou à compressão,
os metais se deformam pelo estado plástico ou escorregamento de um plano
cristalino em relação aos demais. O escorregamento causa um deslocamento
permanente; a retirada da tensão não implica no retorno dos planos cristalinos às
suas posições originais.
Figura:
Na figura os componentes de tensões normais: (a) tração e (b) Compressão.
Em materiais dúcteis e não-porosos tanto a ruptura por compressão, como a por
tração são precedidas por escorregamento. Em materiais frágeis, pode ocorrer uma
ruptura puramente por tração. Ruptura puramente por compressão não ocorre em
materiais não porosos. Todas as rupturas de metais, causadas por cargas de
compressão, são conseqüências de cisalhamento.
Em particular a ruptura por tração, pode se apresentar com uma das seguintes
formas:
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Figura:
Quando a fratura é dúctil ocorre o cisalhamento dos grãos. Nesse caso a ruptura se
inicia no centro da região estrita, por meio de micro-cavidades e se propaga em
direção normal à tração, até as bordas. Durante todo o processo a ruptura se dá por
cisalhamento a 45º, o que acarreta o aspecto fibroso da superfície.
Figura:
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(a) ruptura em amostra mais dúctil
(b) ruptura em amostra mais frágil
4) AÇOS 4.1 ) ESTRUTURA Aço é todo produto siderúrgico, obtido por via líquida, com teor de carbono abaixo
de 2 % (alguns autores consideram 1,67 %). Os aços para construção tem, em geral
0,5 % ou menos de teor de carbono (aços tipo “patenting” para fios usados em
concreto protendido algo perto de 0,6 %).
A obtenção do aço é feita através da mistura de minério de ferro, coque (retirado de
carvão mineral), e fundentes (como as “cástinas” que são argilas calcárias, que
funcionam também como corretor de Ph), que são sinterizados em um equipamento
chamado alto-forno, sob temperaturas da ordem de 1500 ºC.
As escórias de alto-forno, usadas como adições ao cimento portland, são o resíduo
que sobrenada no ferro-gusa (Fe+ ±4% de C, que é o produto do alto-forno).
O produto do alto-forno, o ferro-gusa, tem um teor excessivo de carbono (Fe+ ±4%
de C), que torna a liga um metal de baixa resistência mecânica e frágil quando
sólido, chamado de ferro-fundido.
Para a obtenção do aço é necessária a redução da porcentagem de carbono para
menos de 1,67%, tarefa que é feita no conversor, equipamento que converte o
ferro-gusa em aço, pela oxidação do material, (injeção de um jato de oxigênio),
onde ocorre a combinação O2 + 2C Æ CO, onde o monóxido de carbono segue
para a atmosfera (ou equipamentos especiais que o transforma em CO2).
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Fluxo de produção da AÇOMINAS, (fonte catálogo digital).
O aço sai do conversor na forma líquida, quando é convertido em lingotes que
posteriormente serão, nos laminadores, transformados em chapas perfis ou
vergalhões.
Os aços assim como todos os metais, tem uma estrutura cristalina. Estes cristais
formados por elementos químicos simples, combinações líquidas e soluções
sólidas.
As soluções sólidas, também denominadas cristais mistos, são justaposições de
sistemas que cristalizam junto num mesmo cristal, de modo análogo as soluções
líquidas.
O carbono solubiliza-se no ferro-gama (CFC = Cúbico de face centrada), abaixo
destas temperaturas os cristais transformam-se CCC (Cúbicos de Corpo Centrado).
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Ocorrem no diagrama de resfriamento do ferro :
1.539°C - Patamar de Solidificação - forma-se o ferro delta (CCC);
1.390°C - Transformação alotrópica para ferro gama (CFC);
910°C - Transformação alotrópica para ferro beta (CCC);
768°C - Transformação para ferro lambda (CCC), perde as propriedades
magnéticas (Pto. Curie);
O ferro o principal componente, com 0,008 a 2 % de Carbono (anteriormente era
considerado o limite 1,67 % para o C).
% de Carbono presente nos produtos:
0,15 a 0,40 % - Arames, chapas, aço CA-50;
0,40 a 0,60 % - Ferramentas tipo p, cabos de aço, engrenagens, peças forjadas;
0,60 a 0,70 % - Peças forjadas, trilhos, engrenagens;
0,70 a 1,20 % - Aços p/ concreto protendido, molas, serras;
1,20 a 2,00 % - Ferramentas de corte;
As propriedades destas soluções sólidas, (ligas metálicas), dependem
evidentemente da composição química, mas de uma forma muito complexa.
A solidificação de uma liga metálica não se efetua habitualmente a uma
temperatura fixa, existindo uma inicial e outra final, onde na faixa intermediária
existem cristais sólidos dissolvidos em parte do material líquido.
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Os metais são aglomerados de cristais, sendo que estes tem tamanhos variáveis e
orientações diversas, fazendo que no conjunto o metal não tenha planos de
clivagem.
Apesar da composição melatográfica (tipo e natureza dos cristais formados) dos
aços ser complexa, e, a formação dos cristais dependerem não só da composição
química inicial, como também das temperaturas alcançadas no aquecimento e
resfriamento, os aços são ligas metálicas, (sob o ponto de vista físico tem
comportamento similar aos dos metais) e como tal possuem as mesmas
propriedades e comportamento.
4.2) TRATAMENTO DOS AÇOS Os tratamentos tem a finalidade de melhorar nos produtos siderúrgicos algumas de
suas propriedades físicas.
Os tratamentos podem ser unicamente térmicos ou termo-químicos, nos térmicos
como no processo de têmpera, ocorrem só operações com variações de
temperatura, já nos termo-químicos, como na cementação ocorrem
simultaneamente as variações de temperatura a exposição a compostos como
nitratos ou carbono para alterar a composição química superficial do aço.
Ex. :
Tempera = aquecimento ao rubro, seguido de resfriamento brusco, operação que
torna o aço mais duro, com maior resistência mecânica e mais frágil;
Cementação = exposição a altas temperaturas a elevada concentração de carbono
para endurecimento da superfície;
Recozimento = após uma deformação a frio, o aquecimento e permanência acima
da temperatura de recristalização, para permitir o crescimento dos grãos, retirando
os efeitos do encruamento e deixando o material muito dúctil.
Os tratamentos modificam essencialmente a micro-estrutura dos produtos, tanto no
tamanho dos grãos como na qualidade.
A temperatura e o tempo são fatores a considerar nos tratamentos térmicos, assim
como o trabalho mecânico nas deformações à frio.
Crescimento dos grãos -
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Quando se aquece e mantém um aço acima dos 723°C (“temperatura de
recristalização”), os cristais existentes se transformam. Os novos grãos que
aparecem dessa transformação com o tempo crescem uns à custa dos outros, tanto
mais rapidamente quanto mais elevada for a temperatura, de tal forma que um aço
pode adquirir uma textura de grãos graúdos, quer por permanecer muito tempo a
alguns graus acima da temperatura de recristalização, que por estar menos tempo a
temperaturas mais elevadas.
A granulação grosseira torna o material quebradiço, porque a coesão entre grãos
graúdos é menor que entre grãos pequenos. As fissuras também se propagam mais
facilmente no interior de grãos graúdos. Deste modo, em igualdade de condições,
os de granulação fina tem melhores propriedades mecânicas.
Quando há um superaquecimento e a temperatura vai acima de 1150°C, o aço fica
quebradiço e sua regeneração não é mais possível, não sendo apropriado para
empregos em estruturas de concreto.
O superaquecimento do aço diminui a sua ductilidade (estricção e alongamento),
porém não chega a sua resistência.
Figura : A influência da temperatura e do tempo sobre o tamanho dos grãos.
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Recristalização de grãos deformados Chama-se trabalho mecânico a quente a laminação, o forjamento e o estiramento
do aço em temperaturas acima da temperatura de recristalização (723°C). O aço aí
é mais mole, sendo mais fácil e econômico de modificar. Os grãos deformados
recristalizam-se em seguida sob a forma de novos pequenos grãos. O processo de
aquecimento do aço com conseqüente recristalização é utilizado algumas vezes
para aliviar tensões internas prejudiciais, recuperando assim o material.
Deformação a frio ou encruamento Quando o trabalho mecânico é feito abaixo da zona crítica da temperatura de
recristalização, os grãos permanecem deformados e diz-se que o material está
“encruado”.
O encruamento altera as propriedades do material, aumentando a resistência
mecânica (tensão de escoamento fy, dureza), reduz a ductilidade (diminui o
alongamento e a estricção na ruptura), e diminui também a resistência à corrosão.
Os aços podem ser encruados propositalmente, por tração, compressão ou torção,
para alterar certas propriedades como obter tensões de escoamento e ruptura mais
elevadas.
Ex.: aços CA-60 (anteriormente denominados CA-60B) e fios para concreto
protendido atuais “CP”, assim como os antigos aços marca “TORSIMA” CA-50B.
O aço encruado começa a recristalizar-se acima dos 500 ºC e com aquecimentos a
600ºC, 700ºC o material readquire as propriedades iniciais e, portanto com a
ocorrência de incêndio em que a temperatura se eleva a mais de 1000ºC, é
importantíssimo que se conheça o tratamento sofrido pelo aço, pois pode estar com
a resistência mecânica comprometida após sofrer essa elevação de temperatura.
Esquematicamente temos:
O aço deformado acima da “zona crítica” recristaliza-se imediatamente, mas se
deformado a temperatura ambiente não.
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Como exemplo de um tratamento a frio, vejamos detalhadamente o estiramento de
uma barra de fio de aço:
Se estirarmos uma barra de aço até uma deformação além daquela
correspondente à sua resistência de escoamento à tração, e, retirarmos a carga, a
tensão se anula e fica uma deformação permanente. Tornando a solicitar a barra, as
deformações crescem, de modo praticamente proporcional às tensões, até atingir o
máximo valor da tensão a que o aço foi solicitado anteriormente; nesse ponto a
curva inflete rapidamente e passa a coincidir com a curva correspondente ao
primeiro carregamento. (se o intervalo entre a retirada da carga e o novo
estiramento tiver sido de apenas poucos minutos, curva O’A’E’ da figura
anterior).
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Neste estiramento, a tensão de escoamento ficou aumentada de A para A’; o aço,
que tinha uma curva típica OAE, passou a ter a nova curva A’O’E’.
Se decorrer algum tempo entre a retirada da carga e a nova solicitação, a curva se
eleva para A” E”, ou ainda mais, dentro de certo limite; obtém-se, assim, mais
elevados limites de escoamento (convencional) e de resistência.
Esta alteração das propriedades do aço em virtude do estiramento a frio produz-se
com as seguintes características:
1ª - A elevação da curva é tanto maior, até um certo limite, quanto maior o tempo
decorrido após a descarga.
2ª - A elevação da curva é tanto maior, até um certo limite, quanto maior a
deformação atingida antes da descarga (para iguais intervalos de tempo entre o fim
da descarga e o início da nova solicitação).
Para certas barras, acima de certa deformação no estiramento, isto é, torcendo-se
além de certo limite, a curva torna a baixar, ou seja, a tensão de escoamento
29
convencional diminui novamente. Isto pode ser explicado por uma ruptura interna
dos cristais, devido ao excesso de energia aplicada.
Figura : Diagramas tensão x deformação de diferentes aços.
Esta figura representa bem o efeito que se deseja e normalmente se obtém com o
encruamento dos aços.
30
4.3) TIPOS DE AÇOS PARA CONCRETO –
Os aços estruturais para concreto, de fabricação nacional podem ser classificados
em três grupos principais:
- Aços de dureza natural laminados a quente;
- Aços encruados a frio;
- Aços patenting.
Ao primeiro grupo pertencem os aços comuns utilizados, desde longa data, no
concreto armado, atualmente contando também com mossas ou saliências para
aumentar a aderência, como os vergalhões CA-25 (sem mossas) e CA-50 (com
mossas), antigamente denominados aços tipo A.
Ao segundo grupo pertencem os aços obtidos por tratamentos a frio dos aços
comuns, como os atuais CA-60, antigamente denominados aços tipo B.
Ao terceiro grupo pertence o denominado aço duro ou aço patenting ou ainda aço
para concreto protendido, é o único tipo de aço usado em concreto protendido.
Pode ser encontrado em fios isolados ou em cordoalhas de dois três ou sete fios.
Antigamente, no Brasil, existiam alguns tipos de aços para concreto que
desapareceram do mercado, como: TORSIMA, PERISTAHL, ESTRELA,
TORSTAHL, e outros, que eram encruados a frio.
4.3.1) AÇOS PARA CONCRETO ARMADO –
Os aços para concreto armado em duas classes :
Os laminados a quente ou de dureza natural:
Com escoamento definido, caracterizado por patamar no diagrama tensão x
deformação, deformado ou forjado a quente. Ex.: CA-25, CA-50.
Os laminados à frio ou encruados:
Com resistência de escoamento convencional, definida por uma deformação
permanente de 0,2 %, encruado por deformação a frio. Ex.: CA-60.
Os algarismos numéricos nas siglas indicam a resistência de escoamento do aço à
tração fy em kgf/mm². Por exemplo: CA-50.
31
CA = concreto armado;
50 = 50 kgf/mm² (500 MPa).
A NBR-7480/85 especifica que as barras e fios com bitolas inferiores a 10 mm, de
qualquer categoria, poderão ser lisos.
Nomeclatura pela NBR-7480/85 e NBR-7482/90:
Bitola para aços para CA: O diâmetro da barra ou fio, com valor arredondado em
mm, obtido em função do peso da barra por comprimento para a massa específica
de 7,85 g/cm3, com as respectivas tolerâncias. (6% para Ø>10 mm; 10 % para
Ø<10 mm e 6 % para fios).
Normas Brasileiras:
NBR-7480 - Barras e fios de aço destinados a armaduras para concreto armado (EB-03).
NBR-6152 - Determinação propriedades mecânicas à tração de materiais metálicos (MB-4/77).
NBR-6153 - Determinação da capacidade ao dobramento de produtos metálicos (MB-5/77).
NBR-7481 - Telas de aço soldados para armadura de concreto (EB-565).
NBR-7477 - Determinação do coeficiente de conformação superficial de barras e fios de aço
destinados a armaduras de concreto armado (MB-1021).
Aços de dureza natural – CA-25 e CA-50:
Os aços de dureza natural são aços laminados a quente e não sofrem
tratamento algum após a laminação. Suas características elásticas são, pois,
alcançadas unicamente por composição química adequada com ligas de carbono,
manganês, silício e cromo. Em geral, são caracterizados pela presença no diagrama
tensão x deformação de um acentuado patamar de escoamento e grandes
deformações de ruptura.
Como eles são laminados a quente, não perdem suas propriedades de resistência
quando aquecidos ao rubro e resfriados em seguida (condicionalmente até 1100ºC
a 1200ºC). Com isso, podem ser soldados com eletrodos consumíveis comerciais
(solda a arco-voltaico), e não sofrem demasiadamente a ação de chamas
moderadas, como no caso de incêndios.
32
Fotografias apresentando um vergalhão de aço CA-25 e um feixe de CA-50
produzidos pela Belgo Mineira (fonte catálogo digital da Belgo-Mineira).
O comprimento usual das barras de vergalhões é de 11 m com uma tolerância de
9%.
Existem siderúrgicas no mercado que produzem vergalhões para concreto
pela fusão de aço reciclado de sucata e, para acertar a composição química de
origem tão diversificada e para melhorar as características mecânicas, adicionam
manganês até cerca de 0,4%, tendo como conseqüência uma redução drástica do
patamar de escoamento.
33
Aços encruados ‘a frio’ – CA-60:
Há diversos processos para se obter um aumento de resistência do aço mediante
encruamento à frio. Tais processos podem ser classificados de acordo com a
solicitação a que é submetido o aço no tratamento, a saber: por tração, por torção,
ou por compressão.
Os aços trefilados pertencem a 1a. categoria. No processo de trefilação há uma
compressão diametral do fio durante a sua passagem pela fieira, e uma tração
elevada, ambas responsáveis pela mudança de textura do aço e pelo aumento de
sua resistência. Observa-se que o aumento de resistência é conseguido à custa de
uma grande diminuição da tenacidade. De fato, o alongamento de ruptura abaixa de
20% para 6 a 8%.
Nos aços encruados por tração, o processo de fabricação é semelhante em todos os
tipos; o aço é encruado a frio por torção combinada com tração. Havendo defeitos
no material, ele rompe por ocasião do encruamento, o que torna o processo de
fabricação um verdadeiro ensaio de detecção de defeitos. Uma torção exagerada ou
tração excessiva podem encruar demasiado o material, que terá uma resistência
muito elevada, mas ductilidade insuficiente (alongamento de ruptura muito baixo).
A torção poderá também produzir tensões elevadas nas nervuras, ocasionando sua
ruptura na aplicação, durante o dobramento da barra.
Uma das grandes vantagens dos aços encruados é que, pelo aumento da aderência,
podem ser usadas tensões de trabalho, sem perigo de fissuração prejudicial.
34
Nos aços encruados por compressão, as deformações produzidas no material, são
feitas em duas direções perpendiculares que, ao achatarem os grãos, ocasionam um
aumento de comprimento na direção do eixo da barra. Todos estes processos
buscam elevar a resistência de escoamento do aço. Geralmente as matérias primas
são aços CA-25 ou CA-32 que são transformados em CA-60.
O comprimento usual das barras de vergalhões é de 11 m com uma tolerância de
9%. Os aços CA-60 podem ser fornecidos em rolos com cerca de 2.000 m.
35
Fotos apresentando aços CA-60 produzidos pela Belgo-Mineira (fonte – catálogo
digital).
36
4.3.1) AÇOS PARA CONCRETO PROTENDIDO - ‘patenting’ –
Os aços patenting são usados no concreto protendido, são fios submetidos a
processos de tratamento térmico após o seu encruamento a frio por trefilação.
Por ocasião do resfriamento, o fio adquire uma estrutura cristalina fina, muito
apropriada ao subseqüente encruamento a frio por trefilação. O material, após
decapagem em banho de ácido, é trefilado em fieiras ao diâmetro desejado, por
uma ou mais passagens.
Para alívio de tensões, usa-se em geral reaquecer o fio e resfria-lo novamente em
banho de chumbo líquido (ou estanho); porém, em tempo muito reduzido para não
perder o encruamento.
Os fios para concreto protendido, (para uso isolado ou para compor cordoalhas),
tem a seguinte composição química prevista pela NBR-7482/90: 0,60 a 0,90% de
C, 0,5 a 0,9% de Mn e 0,1 a 0,35% de Si, Max. 0,05 % de S e máximo 0,05 % de
P.
As bitolas mais comuns são de 3,5 a 9 mm, em alguns casos até 10 mm.
Como é difícil a produção de fios de aço com diâmetros superiores a 7 mm, para o
caso de grandes cargas em estruturas protendidas podem ser usadas cordoalhas e
cabos de aço que são compostos de vários fios (2, 3 ou 7 fios).
Fotografias apresentando cordoalhas produzidas pela Belgo-Mineira.
(Fotos – catálogo digital da Belgo)
37
Nestes aços não é permitida a emenda por solda ou qualquer outro processo, são
fios não dobráveis, só aceitam curvas suaves e tem também em sua composição
química teores maiores de carbono e manganês que ao aços para concreto
armado.Concreto protendido (fios e cordoalhas):
CP-150RN; CP160RN; CP-170RN; CP-175RN; CP180RN; CP-190RN;
CP-150RB; CP160RB; CP-170RB; CP-175RB; CP180RB e CP-190RB;
Assim temos a seguinte interpretação para o exemplo CP-160 RN:
CP – concreto protendido;
160 – tensão de ruptura à tração mínima de 160 kgf/mm²;
RN – Relaxação normal;
Exemplo CP-180 RB:
CP – concreto protendido;
180 – tensão de ruptura à tração mínima de 180 kgf/mm²;
RB – Relaxação normal;
Da mesma forma a ABNT, classifica as cordoalhas, que podem ser compostas de 2,
3 ou sete fios, também acompanhada das siglas RN e RB.
Os fios e cordoalhas de aço para concreto protendido são muito sensíveis à
corrosão (devido a serem parcialmente encruados), sempre devem ser armazenados
em local coberto e no caso de serem molhados, devem ser obrigatoriamente
desbobinados, enxutos e novamente enrolados.
Normalmente uma oxidação superficial uniforme que possa ser removida com a
mão ou com um pano grosseiro é aceitável.
Os arames ou fios aliviados (RN) apresentam as seguintes propriedades:
- O valor mínimo da tensão a 1% de alongamento ou do limite a 0,2% de
deformação permanente é de 85% do limite de resistência mínimo especificado;
- O alongamento após a ruptura em 10 Ø mínimo: CP-150 RN = 6%
CP-160 RN = 5%
CP-170 RN = 5%
38
- Módulo de elasticidade médio é de 21.000 kgf/mm2.
- Perda máxima por relaxação após 1.000 h a 20 ºC é de:
5% para tensões de 70% do limite de resistência mínima;
8,5% para tensões de 80% do limite de resistência mínima;
Os fios de relaxação baixa (RB) apresentam as seguintes propriedades :
- O valor mínimo da tensão a 1% de alongamento ou do limite a 0,2% de
deformação permanente é de 90% do limite de resistência mínimo especificado.
- O alongamento sobre a carga em 600 mm é de no mínimo 3,5 %.
- Módulo de elasticidade médio é de 21.000 kgf/mm2.
- Perda máxima por relaxação após 1.000 h a 20ºC é de:
2 % para tensões de 70% do limite de resistência mínima;
3 % para tensões de 80% do limite de resistência mínima;
- Maiores resistências à fadiga e corrosão que os aços RN.
As cordoalhas de relaxação normal (RN) apresentam as seguintes propriedades:
- O valor mínimo da tensão a 1% de alongamento ou do limite a 0,2% de
deformação permanente é de 85% do limite de resistência mínimo especificado.
- O alongamento sobre a carga em 600 mm é de no mínimo 3,5 %.
- Módulo de elasticidade médio é de 19.500 kgf/mm2.
- Perda máxima por relaxação após 1.000 h a 20ºC é de:
7 % para tensões de 70% do limite de resistência mínima;
12 % para tensões de 80% do limite de resistência mínima;
As cordoalhas de relaxação baixa (RB) apresentam as seguintes propriedades:
- O valor mínimo da tensão a 1% de alongamento ou do limite a 0,2% de
deformação permanente é de 90% do limite de resistência mínimo especificado.
39
- O alongamento sobre a carga em 600 mm é de no mínimo 3,5 %.
- Módulo de elasticidade médio é de 19.500 kgf/mm2.
- Perda máxima por relaxação após 1.000 h a 20ºC é de:
2,5% para tensões de 70% do limite de resistência mínima;
3,5 % para tensões de 80% do limite de resistência mínima;
- Maiores resistências à fadiga e corrosão que os aços RN.
Cordoalhas engraxadas:
Produzidas no Brasil pela Belgo-Mineira, são cordoalhas com as mesmas
características das comuns de 7 fios, com a adição de um revestimento de PEADpolietileno de alta densidade, impermeável à água, extremamente resistente e
durável, extrudado diretamente sobre a cordoalha já engraxada em toda a sua
extensão, e que permite livre movimentação da cordoalha em seu interior.
Tem como vantagem sobre as cordoalhas comuns a possibilidade de aplicação sem
estar dentro de bainhas, fato que permite uma montagem mais fácil e eficiente, pois
torna viável coloca-las em peças de com menor altura, especialmente em lajes.
Cordoalhas engraxadas para concreto protendido, produzidas pela Belgo-Mineira
(fonte catálogo digital).
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Normas Brasileiras:
NBR-6349/91 - Fio, barra e cordoalha de aço para armaduras de protensão - Ensaio de tração (MB864).
NBR-7482/90 - Fios de aço para concreto protendido (EB-780).
NBR-7483/90 - Cordoalhas de aço para concreto protendido (EB-781).
NBR-7484/91 - Fios, barras e cordoalhas de aço destinados a armadura de protensão - Ensaio de
relaxação isotérmica (MB-784).
5) EMENDAS DE ARMADURAS PARA CONCRETO ARMADO Os vergalhões para uso em concreto armado (8 mm), são fornecidos em
comprimentos limitados, geralmente de 10 a 12 metros, para facilitar o transporte e
manuseio.
Em vista disso, em algumas situações é recomendável que se façam emendas, no
local da obra.
As causas que justificam as emendas são:
a) Aproveitamento de sobras com comprimento pequeno;
b) Redução da densidade de aço em peças, para possibilitar uma melhor
concretagem;
c) Aumentar o comprimento das barras para armaduras muito longas;
d) Restauração de peças de concreto armado ou esperas danificadas.
As emendas em armaduras, sempre devem ter resistência à tração igual ou superior
a das barras originais.
A verificação à tração das emendas é normalizada pela NBR-8548/84.
As formas para a emenda de barras para concreto armado são:
a) Emendas por soldas:
As soldas podem ser de topo ou por traspasse (de topo são usadas para bitolas
iguais ou superiores a 10 mm).
41
As soldas por traspasse são mais usadas em bitolas finas (<10 mm), as de topo em
bitolas maiores.
As emendas por soldas, obviamente não podem ser feitas sobres aços encruados
(CA-60), sob pena de reduzir a sua resistência mecânica.
Normas Brasileiras :
NBR-8548 - Barras de aço destinadas a armaduras para concreto armado com emenda mecânica ou
por solda - Determinação da resistência à tração (NB-842).
NBR-8965 - Barras de aço CA-42 S com característica de soldabilidade destinadas a armaduras para
concreto armado (EB-1570).
NBR-11919 –Verificação de emendas metálicas de barras para concreto armado.
a.1) Solda elétrica por resistência :
(caldeamento por resistência elétrica de topo)
Só pode ser aplicada quando ambas as peças de aço estão soltas, (nenhuma já
concretada), com bitolas igual ou superiores a 10 mm.
É feita com a colocação das extremidades das barras em uma máquina de soldas
por caldeamento, que pressiona os dois topos um contra o outro, ao mesmo tempo
que aplica uma corrente elétrica elevada, aquecendo os topos até um estado
pastoso que após o resfriamento une-os firmemente.
É o tipo de solda mais simples, confiável e barato disponível, usada tipicamente
para aproveitamento de sobras em bitolas de 12,5 mm ou mais.
SOLDA DE TOPO POR CALDEAMENTO OU ARCO DE RESISTÊNCIA
42
a.2) Solda elétrica a arco, com eletrodos revestidos :
Pode ser aplicada para a emenda de esperas (peças já concretadas).
É feita com o uso de máquinas de soldar a arco, geralmente de corrente contínua,
com a aplicação manual de eletrodos de aço revestidos.
Tem custo mais alto que a solda por resistência é comumente usada em situações
de peças com taxa de armadura excessiva.
As soldas elétricas podem ser feitas pelo topo das barras, cortando em ângulos
(60º) as extremidades de ambas as peças e preenchendo com sobras laterais com o
eletrodo metálico.
Esta técnica só se justifica em barras de bitolas maiores (20 mm ou mais).
SOLDA DE TOPO COM ELETRODO
43
A soldagem pode ser feita também por traspasse entre as barras a serem unidas,
preenchendo com o eletrodo um comprimento no mínimo de 5 diâmetros a partir
da extremidade de cada uma das peças, com 5 diâmetros de intervalo. (Usada mais
para bitolas finas Ø< 16 mm)
SOLDA POR TRASPASSE
Outra forma de soldagem com eletrodo, é a utilização de duas barras laterais
(podem ser de diâmetro menor), com comprimento mínimo de 11 diâmetros,
unindo-as com as barras principais (encostadas pelo topo), ao longo de 5
diâmetros, a partir de cada uma das extremidades das barras justapostas. (Usadas
mais em bitolas finas Ø< 16 mm)
SOLDA COM BARRAS JUSTAPOSTAS
É mais raro o uso de soldas por traspasse, em comparação com as soldas de topo,
pelo fato de bitolas menores serem de fácil aproveitamento em estribos e peças
menores e usualmente diâmetros menores que 8 mm são de aço tipo B, (encruado)
que perde muita resistência mecânica com a recristalização causada pelo calor.
44
b) Emendas com dispositivos mecânicos :
São emendas bastante mais onerosas, porém mais práticas (rápida aplicação) que as
feitas com soldas, seu uso fica limitado as barras de grande diâmetro (diam.>20
mm).
A emenda é feita por luvas fixadas mecanicamente (macacos hidráulicos ou
mecânicos) aos topos das barras, luvas estas que podem ser separadas e conectadas
por rosqueamento.
EMENDA COM LUVA METÁLICA PRENSADA LATERALMENTEAPLICAÇÃO, NO
LOCAL DE LUVA METÁLICA COM MACACO HIDRÁULICO
6) TIPOS DE RUPTURA ESPECIAIS –
6.1) FLUÊNCIA –
A característica tensão-deformação dos materiais depende do tempo, como mostra
esquematicamente a figura a seguir. Quando um metal é solicitado por uma carga,
imediatamente sofre uma deformação elástica e, num curto período de tempo,
ocorrem ajustamentos plásticos adicionais no ponto de tensão ao longo dos
contornos de grãos e defeitos.
Após estes ajustamentos iniciais continua a haver uma deformação que progride
lentamente com o tempo, denominada fluência: tal deformação continua até ocorrer
um estrangulamento, com a conseqüente redução de área transversal reta. Após
45
esta estricção e até a ruptura, a velocidade de deformação aumenta em virtude da
redução a área que suporta a carga.
Figuras:
a) O aço resiste mais a um carregamento imediato que uma carga de longa
duração.
b) As deformações plásticas aumentam com o tempo e podem levar o material
a ruptura.
(a)
(b)
A fluência só é significativa quando a tensão é superior a um certo limite (em
geral, cerca da metade da resistência de escoamento) e será tanto mais acentuada
quanto maior a tensão. É também importante no estudo da fluência, a temperatura a
que está sujeito o aço.
Sendo a fluência um fenômeno lento que leva, às vezes, milhares de horas para se
completar, deve-se indicar o tempo na apresentação dos resultados dos ensaios.
A fluência se da de duas maneiras:
a) A tensão constante;
b) A comprimento constante.
No primeiro caso (σs = constante)`, é fácil medir-se a fluência, pois basta
determinar o alongamento correspondente).
46
No segundo caso (L = constante pela fixação das extremidades), haverá uma queda
de tensão ao se dar a fluência. Temos, então, de medir a tensão.
Podemos fazer essa determinação, indiretamente, com o dispositivo mostrado na
figura a seguir.
Tem-se a barra de comprimento L inicial. Depois estirada com a força P
(deformação imediata) ela fica com comprimento L e, então suas extremidades são
ancoradas, de modo a manter-se constante o comprimento L, por intermédio de
porcas e calços. Imediatamente após esta operação, se quisermos retirar o calço
entre a chapa e a porca, devemos aplicar axialmente uma força P’maior que P a fim
de afrouxar o calço. Decorridas algumas horas, verificamos que para retirar o calço
basta que apliquemos uma força P” menor que P, o que significa que a tensão na
barra diminuiu.
Podemos, então, ir verificando a queda de tensão na barra.
Está comprovado experimentalmente que o efeito da fluência a comprimento
constante é menor e dá-se muito mais rapidamente do que com tensão constante.
Verificou-se também que há diminuição da fluência quando, previamente, aplicase, durante um curto período de tempo uma tensão maior que a desejada.
Assim, a fim de reduzir o efeito da fluência, pode-se estirar a barra de aço
inicialmente com uma força maior do que a que vai solicita-la permanentemente e,
depois de poucos minutos, baixa-la ao valor previsto, ancorando então a barra.
6.2) FRATURA Podemos ter dois tipos de fratura dos materiais: a fratura dúctil, na qual a
deformação plástica continua até uma redução cerca de 100 % na área e a fratura
frágil, na qual as partes adjacentes do metal são separadas por tensões normais à
superfície da fratura. Como a fratura frágil não produz deformação plástica, ela
requer, menos energia que uma fratura dúctil, na qual se consome energia na
formação de discordância e outras imperfeições no interior dos cristais.
O risco de fratura frágil se apresenta principalmente nos aços destinados à
protensão. É chamada corrosão sob tensão.
A fissura se inicia na superfície e está situada em um plano normal à direção da
máxima tração.
No interior a fissura segue normal nos aços cuja estrutura é isótropa (revenidos)
enquanto que nos trefilados se ramifica na direção do eixo.
47
Todas estas rupturas apresentam características comuns; uma parte escura (que
corresponde ao período de propagação lenta da fissura) onde se encontra Fe3 O4
entre os óxidos; uma zona central plana; característica das rupturas
macroscopicamente frágeis e um contorno periférico inclinado, mais ou menos a
45˚, típico de ruptura produzida por esforço cortante.
Dada a importância desta ruptura, formou-se em 1970 um comitê misto RILEM –
FIP – CEB que estuda o fenômeno, tentando reproduzi-lo em laboratório com o
ensaio de NH4 SCN.
6.3) FADIGA Existem vários exemplos documentados de rupturas de eixos rotativos de turbinas
e de outros equipamentos mecânicos que permaneceram em operação durante
muito tempo. A explicação comum de que o metal ficou “cansado” e rompeu por
fadiga é mais apropriada do que pode parecer à primeira vista, particularmente
quando se sabe que as tensões que aparecem nos metais são alternativas.
A tensão que um material pode suportar ciclicamente é muito menor que a
suportável em condições estáticas.
A resistência de escoamento, que é uma medida da tensão estática sob a qual o
material resiste sem deformação permanente, pode ser usada como um guia apenas
para estruturas que operam em condições de carregamento estático.
A figura a seguir mostra o número de ciclos que antecedem a ruptura de um aço
solicitado por tensões alternadas.
A fim de aumentar o número de ciclos de tensão possíveis em uma máquina, é
necessário superdimensiona-la. Felizmente muitos materiais apresentam níveis de
tensão que permitem um número quase infinito de ciclos sem ruptura.
O nível de tensão máxima antes da ruptura, representado pela parte horizontal da
curva na figura recebe o nome de limite de resistência à fadiga.
48
Curva de tensão – número de ciclos para um lote de barras de aço trabalhado a
quente. Tensões baixas permitem mais ciclos: no limite de resistência à fadiga o
número é quase infinito.
Mecanismo da fadiga –
A diminuição na carga máxima possível, sob aplicação cíclica da carga é
diretamente atribuída ao fato do material não ser um sólido idealmente homogêneo.
Em cada meio ciclo, produz-se pequeníssimas deformações que não são totalmente
reversíveis. Uma observação cuidadosa indica que a ruptura por fadiga ocorre
segundo as seguintes etapas :
1) O tensionamento cíclico causa deformações à frio e escorregamentos
localizados;
2) A gradual redução da ductilidade nas regiões encruadas resulta na
deformação de fissuras submicroscópicas;
3) O efeito de entalhe das fissuras concentra tensões até que ocorra a ruptura
completa.
Portanto, a ruptura por fadiga está relacionada com o fato de, ao invés de ter um
comportamento elástico ideal e reversível do material, ter-se deformação plástica
não uniforme. Essas deformações não reversíveis se localizam ao longo dos planos
de escorregamento, nos contornos de grãos e ao redor de irregularidades de
superfície devidas a defeitos geométricos ou de composição.
Igualmente importante é a natureza do acabamento superficial do componente
solicitado ciclicamente.
As características da superfície são muito importantes já que, usualmente a mesma
está sujeita a maiores solicitações que qualquer outra parte.
A redução das irregularidades superficiais nitidamente aumenta a resistência à
fadiga, pois entalhes macroscópicos e irregularidades microscópicas causam
concentrações de tensão.
Esses pontos sofrerão deformação plástica com cargas para as quais o material
como um todo não se deforma: conseqüentemente deve ser grande a preocupação
dos engenheiros civis com as superfícies das barras de aço, em especial as
destinadas a concreto protendido.
49
Durante o seu transporte e armazenagem no canteiro de obra, assim como na
montagem da armadura na peça estrutural, pode ocorrer entalhes que irão
comprometer o desempenho futuro do material.
Norma Brasileira :
NBR-7478/77 - Método de ensaio de fadiga de barras de aço para concreto armado (MB-1108).
6.4) CORROSÃO A corrosão do aço dentro do concreto é um processo eletroquímico, ou seja, uma
reação química, que ocorre em um eletrólito quando existe uma diferença de
potencial.
Essa oxidação é denominada corrosão generalizada, pois dá-se numa região,
reduzindo a seção transversal da barra. Se houver ruptura esta é do tipo dúctil.
No concreto protendido também pode ocorrer este tipo porém, é mais comum e
perigosa (porque não avisa e rompe em segundos) a corrosão sob tensão citada em
6.2, que dá uma ruptura do tipo frágil em uma única seção.
Na corrosão generalizada, a formação de óxidos só é possível nas seguintes
condições:
a) Deve existir um eletrólito – A água geralmente está presente no concreto em
quantidades suficientes para tal, principalmente nas regiões da obra expostas
à intempérie. Como certos componentes do cimento hidrtatado, entre eles o
óxido de cálcio (CaO) que é solúvel em água, forma nos poros e capilares
uma solução saturada desse produto que constitui um bom eletrólito.
b) Deve existir uma diferença de potencial – É necessário que se forme ânodos
e cátodos. Essa diferença de tensão entre pontos próximos da armadura
podem originar-se por causas muito diferentes, entre elas; a diferença de
composição química do aço, a solicitações mecânicas diferentes no concreto,
a diferenças de aeração devido à maior ou menor compacidade do concreto e
vários outros fatores.
c) Pode existir oxigênio – Para o aço, além do eletrólito representado pela água
deve haver oxigênio para que aconteça a reação de formação da ferrugem
(hidróxido férrico);
50
4Fe + 3 O2 + 6H2O Æ 4 Fe (OH)3
d) Podem existir elementos agressivos – A formação de ferrugem pode ser
acelerada por elementos agressivos contidos ou absorvidos pelo concreto.
Entre eles podemos citar os íons sulfatos (SO4), os íons cloro (Cl ¯) e o CO2
agressivo. O gás carbônico agressivo CO2, denomina-se a quantidade deste
gás dissolvido na água, porém não combinado na forma de carbonatos.
Nestas condições ele não permite a formação de uma película passiva
protetora do aço e a corrosão é agravada. Quando há cloro ocorre a seguinte
reação :
Fe +++ + 3Cl ¯ Æ FeCl3 e por hidrólises FeCl3 + 3OH¯ Æ Fe(OH)3 +Cl¯
e a reação continua sem consumir o íon cloro. Portanto como se vê,
pequenas quantidades de cloro podem ser responsáveis por grandes
corrosões.
Uma das vantagens do concreto armado é que ele pode, por natureza e se bem
executado proteger a armadura da corrosão. Essa proteção se baseia no
impedimento da formação de íons de ferro, pelos seguintes motivos :
a) Proteção física – Um bom cobrimento das armaduras, com um concreto
denso e compacto, garante proteção do aço ao ataque de agentes agressivos
externos (poluição atmosférica, águas residuais, águas industriais, dejetos
orgânicos, etc.).
b) Proteção química – Em ambiente alcalino se forma uma capa protetora
passiva. A alcalinidade deriva da cal livre (CaO) que se forma da reação de
hidratação do cimento contido no concreto, e que se dissolve na água dos
poros formando o hidróxido de cálcio Ca(OH)2, básico. O Ca(OH)2 tem um
PH aproximadamente 12,6 que proporciona ao aço uma capa de óxido que
evita a dissolução anódica do ferro. O efeito do concreto consiste em
proteger esta camada contra danos mecânicos e proporcionar sua
estabilidade química.
Fica claro portanto que a corrosão do aço de estruturas de concreto está
diretamente relacionada à qualidade de execução da peça estrutural,
qualidade que começa no projeto estrutural e encontra seu ápice na eleição
dos materiais e controle da execução.
Figura :
51
52
7) CRITÉRIOS DE ACEITAÇÃO DE AÇO PARA ESTRUTURAS DE
CONCRETO –
Vimos de uma forma resumida como se compõe, se comportam e se rompem os
aços para concreto armado e protendido. Esses conhecimentos são fundamentais
para o melhor emprego desses materiais e para a compreensão dos fenômenos
relacionados com sua utilização.
No entanto no dia a dia da atividade profissional esses conhecimentos servem para
a sustentação das decisões que são tomadas a partir de regras práticas consagradas.
Essas regras são traduzidas em normas, especificações e métodos de ensaio que
fornecem o mínimo indispensável para a correta utilização do material.
No Brasil, atualmente, é a Associação Brasileira de Normas Técnicas, ABNT,
quem se encarrega da normalização de aços para estruturas de concreto armado e
protendido.
Essa normalização transparece na forma de Normas Brasileiras, NBR, onde são
reomendados os critérios para o cálculo, a execução e o controle das estruturas
onde se emprega o aço.
A NBR-7480/85 (EB-03), estabelece os ensaios relativos à aceitação ou rejeição de
um lote de aço.
A amostragem é feita separando a quantidade total de aço em lotes de 500 kg por
bitola, para as categorias CA-25 e CA-32, ou lotes de 300 kg por bitola para as
demais categorias.
De cada lote é separada uma barra, e da mesma é extraido de uma extremidade um
segmento de 2 m o qual será a amostra representativa do lote.
Da-se a aceitação do lote quando todos os ensaios forem satisfatórios.
Quando um ou mais resultados indicarem insuficiência, a barra da qual foi retirada
a amostra deve ser rejeitada. A fim de se possibilitar a eventual aceitação do lote,
serão retiradas de duas novas barras do mesmo lote, novas amostras (como corpo
de contra-prova).
O lote será aceito se todos os resultados obtidos com as duas novas amostras forem
suficientes, em caso contrário o lote será rejeitado. Se mais de 20% dos lotes forem
53
rejeitados, o fornecimento total será rejeitado ou desclassificado para uma
categoria inferior.
Vamos estudar a seguir, cada ensaio em particular, fornecendo ao final de cada um
os índices mínimos que devem atender os resultados obtidos.
Aqui cabe uma explicação óbvia, porém necessária. Ao se julgar uma determinada
propriedade de um material a partir de um resultado de ensaio corremos o risco de
tomar uma decisão errada, aceitando um mau aço ou rejeitando um bom, porque os
ensaios são sempre feitos em base a uma amostra de um lote que se supõe de
mesmas características.
Esse risco é inevitável e pode ser minorado com o aumento do número de
exemplares (corpos de provas) de uma amostra. Esse número de exemplares que
comporão uma amostra representativa de um lote, está estabelecido nas NBR.
Portanto sempre que analisarmos um ensaio, e, ao final fixarmos o índice mínimo
que deve atender, este índice refere-se à composição (valor médio, valor
característico associado a um quantil, valor mínimo de número de exemplares, etc.)
de todos os resultados obtidos de cada exemplar da amostra e não a um resultado
isolado.
Antes de entrarmos nos ensaios, por questões de uniformização de linguagem,
vamos adotar a nomeclatura recomendada pela NBR-6152/80 :
Es – módulo de deformação longitudinal;
fy – resistência de escoamento do aço à tração;
fyk – resistência característica do aço à tração;
fyd – resistência de cálculo do aço à tração;
fyc – resistência de escoamento do aço à compressão;
fyck – resistência característica do aço à compressão;
fycd – resistência de cálculo do aço à compressão;
Ø – diâmetro da armadura;
µs – coeficiente de minoração da resistência do aço;
εs – deformação específica do aço;
εy – deformação específica de escoamento do aço;
ηb – coeficiente de conformação superficial das barras da armadura, suposta igual
a um para barras lisas;
σs – tensão normal de tração na armadura.
54
8) PRINCIPAIS ENSAIOS PARA OS AÇOS a) Determinação das propriedades mecânicas à tração de materiais metálicos :
NBR-6152/80 (MB-4/77).
Este método de ensaio descreve a forma de se obter a curva tensão x deformação
de um aço, assim como medir o módulo de elasticidade ou módulo de deformação
longitudinal Es. Essas propriedades são determinadas a partir do ensaio de tração
em corpos de provas de dimensões padronizadas.
Neste ensaio a área da seção inicial é medida através da densidade do aço, admitida
constante e igual a 7,85 kg/dm³, a massa do corpo de prova e seu comprimento
total a ser ensaiado.
Isto é muito útil e prático porque na maioria dos casos a existência de nervuras,
mossas e outras saliências impedem a determinação da área inicial através de
medida direta do diâmetro da barra.
A curva tensão deformação é traçada a partir dos dados obtidos da própria máquina
de ensaio, sendo a carga fornecida por dinamômetro e a deformação medida por
meio de um extensômetro. Estes podem ser mecânicos, ópticos, elétricos ou
eletrônicos. O mais simples e mais utilizado é o extensômetro mecânico com
relógio comparador. Esse tipo de extensômetro consiste de um micrômetro com
precisão de 0,001 mm montado em um dispositivo formado por dois tubos
metálicos interpenetrântes, contendo cada um uma garra que o fixa ao corpo de
prova.
A tração é feita até a ruptura do corpo de prova obtendo-se para cada material o seu
diagrama tensão x deformação típico.
O resultado obtido de um corpo de prova não define por si só as propriedades do
aço que está sendo julgado. Esse resultado é apenas o resultado de um exemplar da
amostra que representa um determinado lote de material de mesmas características.
Portanto sempre é necessário estudar-se o conjunto de resultados obtidos de todos
os exemplares de uma amostra para poder concluir a respeito da conformidade ou
não do lote e das características e propriedades exigíveis que estão especificadas na
NBR correspondente.
55
Como o diagrama tensão x deformação obtido, temos, para um aço classe A,
laminado a quente; por exemplo CA-50 A;
Nesse diagrama observa-se :
- a deformação é proporcional à tensão até atingir um determinado ponto;
- verifica-se que a parir daí as deformações são crescentes apesar da carga não
sofrer aumento. É o chamado patamar de escoamento; define-se aqui a
resistência de escoamento do aço à tração, fy ;
- aumentando-se a carga, a deformação cresce até atingir a máxima tensão em
A; chamada limite de resistência;
- a partir de A, mesmo com diminuição da carga, as deformações continuam a
crescer até a ruptura do material em B, denominada tensão de ruptura.
Na realidade o ponto B indica uma tensão aparente de ruptura porque, em todos os
pontos a tensão é obtida dividindo-se a carga pela área da seção transversal inicial.
Como Vimos anteriormente esta área diminui devido ao fenômeno da estricção, se
a cada instante fosse feito o cálculo pela área real e a tensão real, a curva teria o
aspecto tracejado e romperia em C.
Para o aço da classe B, estirados à frio, não há escoamento e as tensões, crescem de
modo contínuo com as tensões, até a ruptura. Para emprego em concreto armado
interessa-nos a resistência de escoamento do aço fy à qual corresponde a uma
deformação que não interessa ultrapassar. Esta deformação vem limitada pela
fissuração do concreto cm prejuízos estéticos e de durabilidade.
56
Portanto neste caso a resistência de escoamento é calculada convencionalmente
como a tensão correspondente à deformação permanente de 0,2 % e o diagrama
obtido no ensaio tem o seguinte diagrama tensão x deformação típico para um aço,
por exemplo CA-60:
Normalmente admite-se que o comportamento à compressão do aço é o mesmo que
à tração, desde que seja afastado o perigo da flambagem.
Os valores obtidos dos vários exemplares de uma amostra, referente a um lote,
devem ser submetidos aos critérios da NBR-7480 (EB-03) e atenter a :
Categoria
CA – 24
CA – 32
CA – 40
CA – 50
CA – 60
Resistência característica
do aço à tração fy
MPa
Kgf/cm²
240
320
400
500
600
2.400
3.000
4.000
5.000
6.000
Tensão de
ruptura
1,3 x fy
1,3 x fy
1,1 x fy
1,1 x fy
1,1 x fy
Alongamento em
10 diâmetros
18 %
14 %
10 %
8%
5%
O ensaio de tração para aços de concreto armado deve obedecer a NBR-6152/80
(MB-4/77).
57
As amostras deverão ter 10 diâmetros de comprimento como parte útil, acrescidos
do necessário para a fixação na prensa.
A prensa deverá desenhar o diagrama tensão/deformação e possuir um marcador de
tensões.Deverão ser medidos a tensão de escoamento (real ou convencional) e o
alongamento em 10 diâmetros para cada amostra e verificados se satisfazem aos
mínimos da NBR
O alongamento após a ruptura, em porcentagem, definido por:
Alongamento = [(L – Lo) x 100 ]/ Lo
Lo = comprimento inicial
L = comprimento do C.P. rompido.
Para determinação do comprimento inicial Lo devem ser feitas duas marcas como
referência na parte útil do corpo de provas.
Deformação permanente é a deformação residual, em porcentagem, observada em
um corpo de provas não rompido após a retirada da carga.
Estricção é a relação entre a redução de área de aço e a área inicial do corpo de
provas.
Estricção = = [(So – S) x 100 ]/ So
So = Área inicial
S = Área do C.P. rompido na secção estrita.
No projeto das estruturas de concreto armado, por facilidade e simplicidade de
cálculo, o diagrama tensão x deformação real dos aços é substituído por um
diagrama fictício, mais simples, onde o material é admitido homogêneo.
58
Nestas condições só se utilizam os valores da resistência característica do aço à
tração, fyk, calculada a partir dos fy obtidos dos exemplares da amostra.
Estes valores são ainda minorados por diversas razões tais como, correlação
ensaio-peça estrutural, posicionamento das armaduras, etc, cujo coeficiente de
minoração dado na NBR-6118 (NB-1) é µs = 1,15.
Com relação às características geométricas devem atender segundo a NBR-7480
(EB-03) o seguinte :
BITOLA
Valor nominal utilizado
pelos projetistas de C.A..
Valor real utilizado pelos tecnologistas
de materiais de construção para controle
Fios Barras Área da seção Peso linear Perímetro Peso linear Peso linear Peso linear Peso linear Peso linear
em cm²
em kgf/m
em cm
min. (-10%) min. (-6%)
exato
máx.(+6%) máx.(+10%)
I
3,2
4,0
5,0
6,3
8,0
10,0
-
II
5,0
6,3
8,0
10,0
12,5
16,0
20,0
25,0
32,0
40,0
III
0,060
0,125
0,200
0,315
0,500
0,800
1,250
2,000
3,150
5,000
8,000
12,500
IV
0,063
0,100
0,160
0,250
0,400
0,630
1,000
1,600
2,500
4,000
6,300
10,000
V
VI
VII
VIII
IX
X
1,00
1,25
1,60
2,00
2,50
3,15
4,00
5,00
6,30
8,00
10,00
12,50
1,410
0,223
0,354
-
0,0586
0,0929
0,1470
0,2330
0,3700
0,5860
0,9290
1,4700
2,3300
3,7000
5,8600
9,2900
0,0624
0,0988
0,1570
0,2480
0,3930
0,6240
0,9880
1,5700
2,4800
3,9300
6,2400
9,8800
0,0661
0,1050
0,1660
0,2630
0,4170
0,6610
1,0500
1,6600
2,6300
4,1700
6,6100
10,5000
0,172
0,273
0,433
-
Por sua vez o módulo de deformação longitudinal para o aço é admitido como
constante e igual a Es=210.000 MPa (Es=2.100.000 kgf/cm²).
Esquematicamente temos -
Observação :
µs = 1,15 sempre que sejam obedecidas as prescrições da NBR-7480/85 (EB-3) quanto ao
controle de qualidade;
µs = 1,25 quando não for realizado o controle de qualidade;
µs = 1,2 x 1,15 ou 1,2 x 1,25 quando a peça estiver sujeita à ação prejudicial de agentes externos
tais como ácidos, águas agressivas, temperaturas muito altas ou muito baixas etc.
59
AÇO – CA-50
Diagrama Real Obtido do Material :
E = tg α
Desconhecimentos : fyd = fyk / µs
Diagrama simplificado adotado no cálculo :
E = constante = tg α
fycd = fyd
60
AÇO – CA 60
Diagrama Real Obtido do Material :
Dos exemplares 1,2,3, .... n, obtém-se
E = tg α
Desconhecimentos : fyd = fyk / µs
Diagrama simplificado adotado no cálculo :
E = constante = tg α
fycd = fyd
61
b) Ensaio de dobramento :
O ensaio de dobramento deve obedecer a NBR-6153/80 (MB-5/77), consiste em
efetuar um dobramento de 180 em torno de um cutelo (ou pino cilíndrico) de
diâmetro prefixado. A amostra deve suportar o dobramento sem ruptura ou
fissuração.
O diâmetro do cutelo depende da bitola da amostra ensaiada.
Em grande parte das ocasiões, as quebras de aços em obra deve-se ao raio de
curvatura inadequado. A fissuração ou o quebramento em geral são decorrentes de
excesso de carbono na liga.
62
Os diâmetros dos cutelos em mm para 180 graus são:
Categoria
CA-25
CA-32
CA-40
CA-50
CA-60
Bitola
< 25mm
1 diam.
2 diam.
3 diam.
4 diam.
5 diam.
Bitola
>= 25mm
2 diam.
3 diam.
4 diam.
5 diam.
--
c) Ensaio de tração em aços para concreto protendido:
Para aços de concreto protendido a NBR-6349/91 (MB-864) trata do ensaio de
tração.
A velocidade do ensaio não deve exceder uma variação de tensão nominal de 3
kgf/mm2 por segundo (dentro do domínio elástico).
As dimensões dos corpos de prova devem ser de:
- Parte útil com 200 mm para fios, total é 500 mm;
- Parte útil com 200 mm para cordoalhas para a determinação do
alongamento, total é 900 mm;
Dados importantes a determinar:
-
Carga ou tensão a 1% de alongamento;
Alongamento após a ruptura;
Alongamento uniforme ou fora estricção;
Alongamento sob carga (para cargas acima de 10% da carga de ruptura);
Diagrama de tração (tensão/deformação);
Módulo de elasticidade (no domínio elástico);
63
e) Ensaio de relaxação isotérmica :
O ensaio de relaxação isotérmica, feito para os aços para concreto protendido, deve
obedecer a NBR-7484/91 (MB-784).
Este ensaio, embora não seja um ensaio comum de recebimento, é muito
importante para o estudo do fenômeno da fluência em aços para concreto
protendido.
Relaxação isotérmica é a perda de carga ocorrida em um corpo de prova submetido
a uma carga inicial dada e mantido a comprimento e temperatura constantes. Ela é
expressa em % da carga inicial para uma determinada temperatura e duração.
A amostra a ser retirada deve permitir a extração de três corpos de provas (o
tamanho depende da máquina de ensaio, não devendo ser inferior a 40 diâmetros).
A temperatura do ensaio deverá ser de 20°C±1C, sendo feitas diversas leituras de
cargas: a 1 a um min., 2 a 3 min., ..., 10 a 2 horas, ..., 15 a 72 horas, ..., 19 a 500
horas e 20 a 1000 horas.
Submetendo um corpo de provas a tração constante, a temperaturas de constantes
(20°C), com diversas cargas, anotando o alongamento no tempo, pode-se desenhar
um gráfico com a determinação da perda de carga por relaxação e a resistência à
fluência.
A resistência à fluência a carga estática máxima que pode suportar indefinidamente
uma amostra, sem que ocorra a ruptura.
64
Valores de Relaxação ou % de perda de tensão, para os aços nacionais mais
comuns :
Designação Relaxação para % da
carga mínima de ruptura
70 %
80 %
CP-150 RN 5,0 %
8,5 %
CP-160 RN 5,0 %
8,5 %
CP-170 RN 7,0 % 12,0 %
CP-175 RN 7,0 % 12,0 %
CP-180 RN 7,0 % 12,0 %
CP-190 RN 7,0 % 12,0 %
CP-150 RB 2,0 %
3,0 %
CP-160 RB 2,0 %
3,0 %
CP-170 RB 2,0 %
3,0 %
CP-175 RB 2,5 %
3,5 %
CP-180 RB 2,5 %
3,5 %
CP-190 RB 2,5 %
3,5 %
Diagrama de fluência, ou
perda de tensão por relaxação
para os aços Belgo-Mineira
RN (vermelho) e RB (azul).
Cordoalhas nas curvas mais
altas e fios nas mais baixas.
65