ANCORAGEM POR ADERÊNCIA ENTRE CONCRETO E AÇO

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A utilização de armaduras como meio de resistir aos esforços de tração no concreto armado só é possível devido a aderência entre o aço e o concreto, permitindo que os dois materiais trabalhem juntos e com a mesma deformação. Sem aderência, as barras não seriam solicitadas à tração e o concreto armado perde o propósito.

Segundo Leonhardt & Mönnning, o fenômeno de aderência ocorre por meio de três parcelas:

• Aderência por Adesão
• Aderência por Atrito
• Aderência Mecânica (Engrenamento)

A seguir, será discutido o funcionamento de cada mecanismo de aderência entre concreto e o aço.

ADERÊNCIA POR ADESÃO

Existe uma ação de colagem entre a nata de cimento e o aço que provém da adesão ou de forças capilares. Esse efeito de colagem depende da condição em que se apresenta a superfície das armaduras, a rugosidade e limpeza influenciam diretamente.

A aderência por adesão, no entanto, é uma ligação frágil que pode ser desfeita no caso de pequenos deslocamentos. A adesão pode ser verificada pela resistência apresentada ao tentar separar um elemento concretado diretamente sobre uma placa de aço, de acordo com a Figura – 1.

ADERÊNCIA POR ATRITO

A aderência por atrito ocorre na superfície de contato entre o aço e o concreto, e é solicitada quando há tendência de deslocamento relativo entre os dois elementos.

Para verificar a sua atuação, é realizado o ensaio de arrancamento conforme apresentado na FIGURA – 2. A força aplicada para arrancar a barra de aço parcialmente mergulhada no elemento de concreto é significativamente superior ao valor previsto a partir da resistência do ensaio de Aderência por Adesão, apresentado anteriormente.

Esse acréscimo de aderência, como sugerem os ensaios, ocorre devido ao atrito existente entre o aço e o concreto. Quanto mais rugosa e irregular é a barra, maior o atrito gerado.

Além disso, a existência de pressão transversal exercida pelo concreto sobre a barra de aço favorece o acréscimo de aderência por atrito. A pressão transversal pode ocorrer, por exemplo, por:

• Retração do concreto (Figura – 3)
• Tensões de compressão em região de apoio (Figura – 4)

ADERÊNCIA MECÂNICA (ENGRENAMENTO)

A aderência mecânica é decorrente das saliências presentes nas barras, que funcionam como peças de apoio. Quando as barras são tracionadas, as mossas e saliências aplicam forças de compressão no concreto que tende a impedir o deslocamento relativo.

Entre as nervuras/saliências das barras, formam-se “consolos de concreto”. A região sofre tensões de compressão e tração, conforme visto na FIGURA – 6, onde a superfície de ruptura se forma quando o concreto atinge sua capacidade limite.

Portanto, a aderência mecânica contribui significativamente para a aderência total das barras, aproveitando ao máximo as resistência elevadas do aço.

CONCLUSÃO

Na prática da engenharia estrutural, a avaliação das parcelas de aderência entre o aço e o concreto não se dá de forma isolada. Compreender os princípios fundamentais que regem essa aderência é crucial para quantificá-la adequadamente e determinar os comprimentos de ancoragem necessários das armaduras.

Portanto, o conhecimento dos princípios da aderência entre o aço e o concreto não é apenas acadêmico, mas sim uma necessidade prática para os engenheiros projetarem estruturas seguras e confiáveis. É a compreensão desses fundamentos que permite a criação de edifícios, pontes e outras infraestruturas que resistem ao teste do tempo e das condições variáveis do ambiente.

Acompanhe também o procedimento de CÁLCULO DO COMPRIMENTO DE ANCORAGEM EM ARMADURA PASSIVA, de acordo com a ABNT NBR 6118 Projeto de estruturas de concreto – Procedimento.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Técnica de Armar as Estruturas de Concreto

Cálculo e detalhamento de estruturas usuais de concreto armado

Construções de Concreto: Princípios Básicos do Dimensionamento de Estrutura de Concreto Armado (Volume 1)