Uma análise boa e cuidadosa do pré

Dec 18, 2023

Pela aparência de uma calçada ou calçada comum, pode parecer que o concreto está destinado a rachar. Mas se o concreto é tão propenso a rachar, como podemos usá-lo em tantas aplicações de alto estresse, como pontes e arranha-céus? Esta pergunta surgiu enquanto eu pesquisava termite impressa em 3D para um artigo. Thermite é frequentemente usado na soldagem de trilhos de trem, e vinculei um vídeo de trilhos novos sendo soldados com dormentes de concreto. Eu sabia que precisava descobrir como o concreto poderia ser feito para suportar a pressão dos trens de carga.

Por si só, o concreto é frágil e não oferece nenhuma elasticidade. Mas isso não significa que não seja forte. Embora o concreto tenha boa resistência à compressão, a resistência à tração é bastante baixa. Por volta do final de 1800, alguém pensou em fortalecer vãos de concreto com barras de reforço de aço, mais conhecidas como vergalhões. O aço pode esticar, a adição de barras de aço dá ao concreto alguma resistência à tração para acompanhar sua resistência à compressão. O vergalhão também permite lajes e outros membros mais finos.

Vergalhões ou concreto reforçado com malha são bons para coisas como estacionamentos e estradas, mas ainda falham antes do esperado. Na verdade, geralmente ele precisa rachar antes que o vergalhão possa quebrar qualquer parte de sua resistência à tração.

Em aplicações de concreto sob alta tensão, como pontes e arranha-céus, é extremamente importante evitar a deflexão – é quando um membro de concreto flexiona e dobra sob carga. A deflexão pode fazer com que as películas de vidro modernas se soltem dos arranha-céus, entre outros problemas.

Uma ponte sólida e rígida é muito mais agradável para caminhar, dirigir e andar de bicicleta do que uma ponte que balança com a brisa. Mas como você faz uma ponte rígida? Uma solução é aplicar tensões ao concreto antes que ele suporte a carga de carros e caminhões ou uma programação constante de trens de carga.

O concreto protendido é como o concreto reforçado com vergalhões, mas com o poder adicional de tensão incorporado. Ao adicionar tensão ao concreto antes de entrar em serviço, a deflexão será reduzida ou talvez totalmente eliminada. Com a adição da resistência à tração, mais resistência do próprio concreto pode entrar em ação.

O concreto protendido é feito passando tendões ao longo de um membro de concreto ou adjacente a ele e, em seguida, puxando os tendões esticados dos pontos de ancoragem para adicionar tensão. Esses tendões são geralmente feitos de aço de alta tensão, fibra de carbono ou fibra de aramida, que é usada em tecidos antibalísticos. Eles são dispostos em uma configuração monofilamentar ou multifilar e agem um pouco como elásticos.

O resultado do concreto protendido é que as futuras forças de compressão farão com que o militar aja como um superconcreto, e as futuras forças de tração farão com que ele atue mais como o aço de alta tensão. Em outras palavras, o concreto protendido pode resistir à pressão e até mesmo à torção muito melhor do que o concreto normal. É essencialmente programável porque é pré-esforçado de uma forma calculada que imita as tensões que suportará quando estiver em serviço.

O 'pré' em pré-esforço significa que isso acontece antes do membro concreto entrar em serviço. O tensionamento em si pode ser feito antes da concretagem ou após a pega do concreto. Existem vários motivos para usar um método ou outro, mas são praticamente iguais em termos de resultados.

Este é o método mais antigo de concreto protendido e remonta ao final do século XIX. O pré-tensionamento é normalmente usado na fabricação de vigas, lajes, varandas, tanques de água e tubos de concreto. Antes de o concreto ser derramado, os cabos são fixados entre as ancoragens finais, independentemente de os cabos terminarem dentro do concreto ou diretamente próximos a ele.

À medida que o concreto cura, ele adere aos tendões e a tensão dos tendões é transferida para o concreto curado. Depois de desaparafusadas, as hastes permanecem tensionadas, mantidas no lugar pelo concreto. O pré-tensionamento geralmente é feito antes de um projeto de construção e as peças concluídas são enviadas para o local. Dessa forma, múltiplos podem ser feitos de uma só vez em um molde grande chamado leito de fundição. Eles são montados com tendões de vários membros e depois cortados após a cura do concreto.