In the child’s best interest – discretion, paternalism and children

Entende-se por tensão de aderência, a relação entre a força atuante na armadura e a área da barra aderente ao concreto. Essa tensão ocorre desde que aconteça variação de força no aço em um determinado trecho, que pode ser ocasionada por diversos parâmetros, os quais devem ser considerados quando se realiza o dimensionamento e análise de estruturas de concreto armado.

Diversos fatores físicos e mecânicos interferem no comportamento da aderência aço- concreto. Tais fatores influenciam na resistência e ductibilidade das ancoragens, tanto no estado limite último quanto no estado limite de serviço.

É feita uma divisão entre esses fatores relativos ao comportamento local da aderência e fatores relacionados à resposta global pelo modelo CEB-FIP (1990). De acordo com Castro (2002), o comportamento local da aderência é controlado pelas condições básicas de aderência como, por exemplo, posição de concretagem e direção relativa do carregamento com direção de concretagem. O comportamento global de uma região de ancoragem é influenciado por vários fatores relacionados ao seu confinamento, como arranjo transversal das barras ancoradas e arranjo da armadura transversal.

A seguir são apresentados os principais fatores que interferem no comportamento da aderência (local e global), e posteriormente são apresentados seus detalhes.

• Propriedades do concreto no estado fresco e endurecido; • Características físicas e geométricas da barra;

• Posição da barra na concretagem;

• Cobrimento e espaçamento das barras da armadura (arranjo transversal das barras ancoradas);

• Quantidade e posição da armadura transversal; • Comprimento de ancoragem;

• Idade, tipo, velocidade e duração do carregamento; • Temperatura;

• Números de ciclos e amplitude do carregamento.

3.4.1 Propriedades do concreto no estado fresco e endurecido

concreto não apresenta propriedades mecânicas satisfatórias no estado endurecido, a ruptura pode se dar por fendilhamento, quando as tensões circunferenciais de tração atingem e/ou ultrapassam a resistência à tração do concreto. A resistência à compressão do concreto também é importante, pois é ela que resiste às forças diagonais exercidas pelas nervuras.

Se o concreto apresentar teores elevados de cimento, excesso de água e outros fatores que contribuam para a retração, surgirá tensões de compressão transversais à armadura. Segundo Casagrande (2014), essa compressão resultará no impedimento da deformação do concreto, causado pela presença da barra. Por equilíbrio, as tensões de compressão criam tensões de tração longitudinais na região de ancoragem da armadura, o que aumenta o efeito de fendilhamento decorrente das forças de ancoragem e pode diminuir a tensão de aderência última.

Adicionalmente, pode-se afirmar que quanto maior a resistência mecânica, maiores serão os esforços de aderência que o concreto poderá suportar (SILVA, 2010).

Silva et al. (2013) ainda complementam que o mal adensamento do concreto prejudica a aderência, principalmente nas regiões de maiores concentrações de armaduras, por se tratar de regiões que apresentam maior dificuldade de concretagem e adensamento, principalmente quando o concreto apresenta baixa trabalhabilidade. Portanto, possibilita o surgimento de vazios, comprometendo a eficiência da região danificada.

A influência da dosagem do concreto na aderência aço-concreto é pouco avaliada. No entanto, Leonhardt e Mönning (1977) afirmam que a relação entre a resistência de aderência e a resistência à compressão do concreto é linear.

3.4.2 Características físicas e geométricas das barras

As nervuras podem ser classificadas como elementos descontínuos de ligação (FUSCO, 1995). Entretanto, a presença de nervuras nas barras de aço faz com que a aderência mecânica aumente, devido a seu grande número e seu pequeno afastamento relativo, tudo se passa como se houvesse ligação contínua de características melhoradas (LEONHARDT; MÖNNING, 1977).

As nervuras podem ser classificadas em dois tipos de acordo com a sua posição em relação ao eixo da barra: longitudinais, paralelas ao eixo da barra, e transversais ou oblíquas, inclinadas em relação ao mencionado eixo (FRANÇA, 2004).

De modo geral, pode-se dizer que as nervuras transversais são fundamentais, pois as mesmas têm a função de gerar o engrenamento mecânico responsável pela parcela de resistência

de aderência. Em contrapartida, as longitudinais têm a função de impedir o giro da barra no interior do concreto. Segundo a NBR 7480:2007 (ABNT, 2007), as barras devem apresentar pelo menos duas nervuras longitudinais contínuas e diretamente opostas, exceto em caso que as nervuras transversais estejam dispostas de forma a se oporem ao giro da barra no interior do concreto.

Tratando do diâmetro da barra, Soroush e Choi (1989) afirmam que as barras com diâmetros menores têm melhor comportamento que as barras de maiores diâmetros. Justifica- se pelo fato de que barras de maiores diâmetros elevam o volume de poros na interface entre concreto e aço. No entanto, o diâmetro da barra tem pouca influência sobre a resistência de aderência, de acordo com o que é ilustrado na Figura 3.7.

Figura 3.7 Influência do diâmetro da barra na aderência

Fonte: Rehm4 _{apud Leonhardt e Mönning (1977).}

A NBR 6118:2014 (ABNT, 2014) afirma ainda que o diâmetro da barra quando ultrapassa 32 mm, interfere na resistência de aderência. Em contrapartida, outros pesquisadores como Leonhardt e Mönning (1977) e Ribeiro (1985) indicam uma influência pouco relevante para tal condição, e que apenas deve ser alertado o fato da peça possuir comprimento de ancoragem e cobrimento proporcional ao diâmetro da armadura, assim como a distância entre barras e feixes de barras de maneira a evitar o acúmulo de tensões.

4 _{REHM, G.; ELIGEHAUSEN, R. (1979). Bond of ribbed bars under cycle repeated loads. ACI}

3.4.3 Posição da barra na concretagem

A posição da barra dentro do concreto proporciona condições distintas para o comportamento de aderência. Segundo Fernandes (2000) o sentido da concretagem que gera melhor comportamento é da armadura na vertical ou quando apresentar distâncias superiores a 60 cm da borda superior das peças. Ainda Ribeiro (1985) complementa que as barras localizadas no fundo das formas possuem melhores condições de aderência que as superiores, assim como o aumento do cobrimento propricia o ganho de resistência ao fendilhamento.

Para Castro (2002), a inclinação da barra, além da posição da mesma durante a concretagem, pode influenciar significativamente o comportamento da aderência. Para o mesmo autor, este comportamento é devido ao aumento da resistência e da rigidez de aderência para barras concretadas na vertical e solicitadas na direção contrária ao lançamento do concreto. Leonhardt e Mönning (1977) afirmam que, assim como a altura, a posição das barras durante a concretagem é essencial, pois a segregação do concreto fresco gera um acúmulo de água sob as barras, e mais tarde o concreto absorve essa água acumulada, deixando vazios nos poros localizados na parte inferior das barras.

Mediante a esta situação, a NBR 6118:2014 (ABNT, 2014) considera as barras de aço em situação de boa aderência quando estão em alguma das posições apresentadas (Figura 3.8).

Figura 3.8 Situações de boa e má aderência para barras horizontais

Fonte: ABNT NBR 6118:2014

a. Inclinação maior que 45º sobre a horizontal;

b. Horizontais ou com inclinação menor que 45º sobre a horizontal, desde que:

• Elementos estruturais com h < 60 cm, localizados no máximo 30 cm acima da face inferior do elemento ou da junta de concretagem mais próxima;

• Elementos estruturais com h ≥ 60 cm, localizados no mínimo 30 cm abaixo da face superior do elemento ou da junta de concretagem mais próxima.

c. Trechos de barras posicionadas diferentemente do citado acima, e em ocasiões que se utilizem de formas deslizantes, devem ser considerados em má situação quanto à aderência.

3.4.4 Cobrimento e espaçamento das barras da armadura

O cobrimento da armadura e o espaçamento existente entre as barras estão associados ao maior confinamento do concreto, sendo a adoção de valores adequados para se evitar a ruptura por fendilhamento. Segundo o que é apresentado pela FIB (2000) Bulletin n.10, sem pressão transversal decorrente de cargas externas ou reações de apoio, ou sem armadura transversal suficiente, um cobrimento de aproximadamente três vezes o diâmetro da barra parece ser necessário para admitir ruptura por arrancamento, tanto para concreto usual quanto para concreto de alto desempenho.

3.4.5 Temperatura

Segundo Castro (2002), até um determinado nível de temperatura, a resistência de aderência acompanha a perda de resistência à compressão. Quando ultrapassa 400°C a resistência de aderência é menor em comparação à resistência à compressão. Segundo este mesmo pesquisador, a relação entre a resistência de aderência e resistência à compressão reduz de 65% a 400°C para 35% a 600°C e, para esta temperatura, a resistência à compressão é aproximadamente 10% da resistência em temperaturas ambientes. Conclui-se que, entre 600 e 800°C a resistência de aderência é quase nula.