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Concreto Protendido
Atualizado: 23 de mar. de 2025
Concreto protendido é uma técnica de construção que utiliza aço para aumentar a resistência do concreto, diminuindo a fissuração e os deslocamentos da estrutura. É composto por concreto e aço, sendo que o concreto resiste à compressão e o aço à tração.
A técnica de protensão é utilizada em obras de grande porte e complexas, como pontes e shoppings. É também empregada em projetos que precisam de vãos grandes sem pilares no meio.
Os elementos de concreto protendido são aqueles nos quais parte das armaduras é previamente alongada por equipamentos especiais de protensão com a finalidade de, em condições de serviço, impedir ou limitar a fissuração e os deslocamentos da estrutura e propiciar o melhor aproveitamento de aços de alta resistência no estado limite último (ELU).
A armadura ativa (de protensão) é constituída por barra, fios isolados ou cordoalhas, destinada à produção de forças de protensão, isto é, na qual se aplica um pré-alongamento inicial. O artifício da protensão, aplicado ao concreto, consiste em introduzir esforços prévios que reduzam ou anulem as tensões de tração no concreto sob ação das solicitações em serviço.
Nessas condições minimiza-se a importância da fissuração como condição determinante de dimensionamento da viga, por exemplo.
A protensão do concreto é realizada, na prática, por meio de cabos de aço de alta resistência, tracionados e ancorados no próprio concreto. O artifício da protensão desloca a faixa de trabalho do concreto para o âmbito das compressões, onde o material é mais eficiente. Com a protensão, aplicam-se tensões de compressão nas partes da seção tracionadas pelas solicitações dos carregamentos. Desse modo, pela manipulação das tensões internas, pode-se obter a contribuição da área total da seção.
Sob ação de cargas, uma viga protendida sofre flexão, alterando-se as tensões de compressão aplicadas previamente. Quando a carga é retirada, a viga volta à sua posição original e as tensões prévias são restabelecidas. Se as tensões de tração provocadas pelas cargas forem inferiores às tensões prévias de compressão, a seção continuará comprimida, não sofrendo fissuração.
Sob ação de cargas mais elevadas, as tensões de tração ultrapassam as tensões prévias, de modo que o concreto fica tracionado e fissura. Retirando-se a carga, a protensão provoca o fechamento das fissuras. Os aços utilizados nos cabos de protensão têm resistência três a cinco vezes superiores às dos aços usuais do concreto armado. O concreto protendido pode ser adotado em edifícios, reservatórios, pistas de aeroporto, pisos, pontes, viadutos, barragens etc.
Tipos de Concreto Protendido
A execução do concreto protendido pode ser de:
a) Concreto com Armadura Ativa Pré-tracionada (protensão com aderência inicial): concreto protendido em que o pré alongamento da armadura ativa é feito utilizando-se apoios independentes do elemento estrutural, antes do lançamento do concreto, sendo a ligação da armadura de protensão com os referidos apoios desfeita após o endurecimento do concreto; a ancoragem no concreto realiza-se só por aderência.
b) Concreto com Armadura Ativa Pós-Tracionada (protensão com aderência posterior): concreto protendido em que o pré alongamento da armadura ativa é realizado após o endurecimento do concreto, sendo utilizadas, como apoios, partes do próprio elemento estrutural, criando posteriormente aderência com o concreto de modo permanente, através da injeção das bainhas.
c) Concreto com Armadura Ativa Pós-Tracionada sem Aderência (protensão sem aderência): concreto protendido em que o pré-alongamento da armadura ativa é realizado após o endurecimento do concreto, sendo utilizados, como apoios, partes do próprio elemento estrutural, mas não sendo criada aderência com o concreto, ficando a armadura ligada ao concreto apenas em pontos localizados. Neste último caso adotam-se cordoalhas engraxadas.
Protensão Aderente
É o sistema de protensão no qual a injeção de nata de cimento nas bainhas garante a aderência mecânica da armadura de protensão ao concreto em todo o comprimento do cabo, além de assegurar a proteção das cordoalhas contra a corrosão.
A aderência garante a distribuição das fissuras, maior segurança à ruína e maior segurança da estrutura na parte e no todo, diante de situações como incêndios e explosões.
O cabo de protensão é composto basicamente por:
uma ou mais cordoalhas de aço;
ancoragens;
bainha metálica;
e purgadores.
As cordoalhas ficam inicialmente soltas dentro da bainha, o que permite a sua movimentação na ocasião da protensão. Após a concretagem da estrutura e a cura do concreto, os cabos são protendidos e é injetada nata de cimento no interior das bainhas (Concreto com Armadura Ativa Pós-Tracionada – protensão com aderência posterior).
Bainhas
As principais funções das bainhas são possibilitar a movimentação das cordoalhas durante a operação de protensão e receber a nata de cimento, na operação de injeção.
Bainhas usadas em vigas têm seção transversal circular, enquanto em lajes, usam-se bainhas chatas. Sua escolha deve ser feita em função da quantidade de cordoalhas do cabo. As bainhas devem ter diâmetro interno pelo menos medindo 10 mm (admitindo-se 6 mm para bainhas chatas) a mais do que o diâmetro do respectivo cabo e área interna de sua seção transversal igual a no mínimo 2,5 vezes a área da seção transversal dos aços de protensão.
Para cabos verticais e para o caso de se adotar o princípio da cablagem pós-enfiada (concretagem da peça estrutural com as bainhas vazias) esses valores devem ser aumentados. No caso de barra, o diâmetro interno da bainha deve medir pelo menos 6 mm a mais que o diâmetro da barra. Para evitar que os aços de protensão permaneçam no interior das bainhas por período muito prolongado até a operação de 82231257220 protensão, deve ser adotado, sempre que possível, o critério de pós enfiação da cablagem. As emendas de bainhas são asseguradas por meio de luvas externas, feitas com o mesmo material das bainhas e diâmetro ligeiramente maior
Cordoalhas
As cordoalhas mais utilizadas neste sistema de protensão são compostas de sete fios e têm diâmetro de 12,7 mm ou 15,2 mm. São produzidas sempre na condição de relaxação baixa e fabricadas com seis fios de mesmo diâmetro nominal encordoados em torno de um fio central de diâmetro ligeiramente maior do que os demais.
O concreto protendido tem várias vantagens, como:
Aumento da resistência do concreto, que pode ser duas a três vezes maior do que a do concreto armado
Economia, já que é mais econômico do que o aço no concreto armado convencional
Fornecimento em grandes comprimentos, na forma de fios e cordoalhas, evitando conflitos relacionados às emendas de armaduras
No entanto, o concreto protendido também tem desvantagens, como:
Dificuldade para execução de reformas
Necessidade de mão de obra especializada
Necessidade de concreto de alta resistência, que nem sempre é possível conseguir
Protensão sem Aderência
É o sistema de protensão no qual não existe aderência entre o aço de protensão e a estrutura de concreto. Os cabos são compostos basicamente por uma ancoragem em cada extremidade e uma cordoalha de aço envolta com graxa e capa de polietileno de alta densidade.
De acordo com Walid Yazigi (2009), utiliza-se uma proteção anticorrosiva ao cabo formada por tubo de polietileno ou polipropileno e uma proteção secundária constituída por graxa especial que envolve diretamente a cordoalha. A graxa possibilita a movimentação das cordoalhas nas bainhas, por ocasião da protensão. Após a concretagem da estrutura e a cura do concreto, os cabos são protendidos e ancorados (Concreto com Armadura Ativa Pós-Tracionada sem Aderência – protensão sem aderência.
Neste sistema, como não existe aderência entre a armadura de protensão e o concreto, a manutenção da tensão ao longo da vida útil da estrutura se concentra nas ancoragens. Devido a isso, é fundamental que elas sejam fabricadas com elevado padrão de qualidade. As cordoalhas usadas no sistema de protensão não aderente são as mesmas utilizadas no sistema aderente, compostas de sete fios e com diâmetro de 12,7 mm ou 15,2 mm.
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