Concreto - Concrete


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Exterior do Roman Pantheon , terminou 128 AD, a maior concreto sem reforço cúpula do mundo.
Interior da cúpula Pantheon, visto de baixo. O betão para o caixotão cúpula foi colocada em moldes, montado em andaimes temporária.
Opus caementicium exposta em um arco romano característica. Em contraste com estruturas de concreto modernas, o concreto usado em edifícios romanos foi geralmente coberto com tijolo ou pedra.

Betão , geralmente cimento Portland , é um material compósito constituído por finos e grossos agregado ligado em conjunto com um fluido de cimento (pasta de cimento) que endurece com o tempo-mais frequentemente uma cal com base na pasta de cimento, tal como cimento Portland , mas por vezes com outra cimentos hidráulicos , tais como um cimento de aluminato de cálcio . Distingue-se das outras, não-cimentícias tipos de betão todos ligação alguma forma de agregados em conjunto, incluindo o betão betuminoso com um betume aglutinante, que é frequentemente usado para superfícies de estrada , e betões de polímeros que utilizam polímeros como um ligante.

Quando agregado é misturado com cimento Portland e seco de água, a mistura forma um fluido de lama que é facilmente vertido e moldado em forma. O cimento reage quimicamente com a água e outros ingredientes de modo a formar uma matriz dura que se liga os materiais em conjunto em um material de pedra semelhante durável que tem muitos usos. Muitas vezes, os aditivos (tais como pozolanas ou superplastificantes ) estão incluídos na mistura para melhorar as propriedades físicas da mistura húmida ou o material acabado. Mais betão é vazado com os materiais (tais como o reforço de vergalhões ) incorporadas para proporcionar resistência à tracção , obtendo-se betão armado .

Estruturas de concreto famosos incluem o Hoover Dam , o Canal do Panamá e do Roman Pantheon . Os primeiros usuários em larga escala de tecnologia de concreto foram os antigos romanos , e concreto foi amplamente utilizado no Império Romano . O Coliseu em Roma foi construída em grande parte do concreto, ea cúpula de concreto do Panteão é a maior cúpula de concreto sem reforço do mundo. Hoje, estruturas de betão de grandes dimensões (por exemplo, barragens e parques de estacionamento de vários andares) são normalmente feitas com concreto armado.

Após a queda do Império Romano, o uso de concreto tornou-se rara até que a tecnologia foi reconstruído em meados do século 18. Worldwide, concreto ultrapassou aço na tonelagem de material utilizado.

Etimologia

A palavra concreta vem da palavra latina " concretus " (que significa compacto ou condensado), o particípio perfeito passivo de " concrescere ", de " con -" (juntos) e " crescere " (a crescer).

História

Pré-história

Produção em pequena escala de datas materiais concretos semelhante a 6500 aC, foi pioneira pelos Nabataea comerciantes ou beduínos , que ocuparam e controlados uma série de oásis e desenvolveu um pequeno império nas regiões do sul da Síria e do norte da Jordânia. Eles descobriram as vantagens de cal hidráulica, com algumas propriedades de auto-cimentação, em 700 aC. Eles construíram fornos para fornecer argamassa para a construção de casas escombros de paredes, pisos de concreto, e à prova d'água subterrâneos cisternas . Eles mantiveram o segredo cisternas como estes permitiram a Nabataea para prosperar no deserto. Algumas destas estruturas sobrevivem até hoje.

era clássica

Nos egípcios antigos e mais tarde romanas eras, construtores re-descobriu que a adição de cinzas vulcânicas à mistura lhe permitiu definir subaquática.

Arqueólogo alemão Heinrich Schliemann encontrou pisos de concreto, que foram feitas de cal e seixos, no palácio real de Tiryns , Grécia, que data aproximadamente de 1400-1200 aC. Argamassas de cal foram usados na Grécia, Creta e Chipre, em 800 aC. O assírio Jerwan aqueduto (688 aC) fez uso de concreto impermeável . Concreto foi utilizado para a construção de muitas estruturas antigas.

Os romanos usavam concreto extensivamente a partir de 300 aC a 476 dC, uma extensão de mais de setecentos anos. Durante o Império Romano, concreto Roman (ou opus caementicium ) foi feita a partir de cal viva , pozolana e um agregado de pedra-pomes . A sua utilização generalizada em muitas estruturas romanas , um evento chave na história da arquitetura denominada Revolução Architectural Roman , libertou construção romana das restrições de pedra e tijolo materiais. Permitiu novos projetos revolucionários em termos de complexidade estrutural e dimensão.

Concreto, como os romanos sabiam, era um material novo e revolucionário. Colocado na forma de arcos , abóbadas e cúpulas , rapidamente endurecido para formar uma massa rígida, livres de muitas das pressões internas e estirpes que perturbaram os construtores de estruturas semelhantes em pedra ou de tijolo.

Testes mostram que modernos opus caementicium tinha resistência tanto à compressão como moderno betão Portland cimento (cerca de 200 kg / cm 2  [20 MPa; 2800 psi]). No entanto, devido à ausência de reforço, a sua resistência à tracção era muito menor do que moderno betão armado , e o seu modo de aplicação também foi diferente:

Concreto estrutural moderno difere de concreto romano em dois detalhes importantes. Em primeiro lugar, a sua consistência mistura é fluida e homogénea, permitindo-lhe ser vertida em formas, em vez de exigir que em conjunto com a colocação do agregado, o qual, na prática, romano, muitas vezes consistia de mão-de camadas entulho . Em segundo lugar, o aço de reforço integrante dá conjuntos de betão modernos grande resistência à tensão, enquanto que concreto romano poderia dependem apenas a força da ligação de betão para resistir à tensão.

A durabilidade a longo prazo das estruturas de concreto romanos foi encontrado para ser devido à sua utilização de piroclástico (vulcânica) rocha e cinzas, pelo que a cristalização de stratlingite e a coalescência de cálcio-alumínio-silicato-hidrato de aglutinante de cimentação ajudou a dar o betão uma maior grau de resistência à fractura mesmo em ambientes actividade sísmica. Concreto Roman é significativamente mais resistentes à erosão pela água do mar do que o concreto moderna; ele é utilizado materiais piroclásticos que reagem com a água do mar para formar Al- tobermorite cristais ao longo do tempo.

A torre de Smeaton

O uso generalizado de concreto em muitas estruturas romanas assegurou que muitos sobrevivem até os dias atuais. As Termas de Caracalla , em Roma são apenas um exemplo. Muitos aquedutos romanos e pontes, como a magnífica Pont du Gard no sul da França, tem revestimento de alvenaria em um núcleo de concreto, assim como a cúpula do Panteão .

Meia idade

Após o Império Romano, o uso de cal queimado e pozolana foi muito reduzida até que a técnica foi praticamente esquecido entre 500 e do século 14. A partir do século 14 a meados do século 18, o uso de cimento gradualmente retornado. O Canal du Midi foi construído usando concreto em 1670.

era industrial

Talvez o maior avanço no uso moderno do concreto foi a torre de Smeaton , construído pelo engenheiro britânico John Smeaton em Devon, Inglaterra, entre 1756 e 1759. Esta terceira Farol Eddystone pioneira na utilização de cal hidráulica em concreto, usando pedras e tijolos em pó como agregar.

Um método para produzir cimento Portland foi desenvolvido na Inglaterra e patenteado por Joseph Aspdin em 1824. Aspdin escolheu o nome para sua semelhança com pedra de Portland , que foi extraído na ilha de Portland , em Dorset , Inglaterra. Seu filho William continuou desenvolvimentos na década de 1840, o que lhe valeu o reconhecimento para o desenvolvimento de cimento Portland "moderno".

Concreto armado foi inventado em 1849 por Joseph Monier . ea primeira casa foi construída por François Coignet em 1853. A primeira concreto armado ponte foi projetada e construída por Joseph Monier em 1875.

Composição

Muitos tipos de betão estão disponíveis, distinguem-se pelas proporções dos ingredientes principais abaixo. Desta forma ou da sua substituição por as fases de cimento e agregados, o produto acabado pode ser adaptado para a sua aplicação. Força, densidade, assim como a resistência química e térmica são variáveis.

Agregada consiste em grandes pedaços de material em uma mistura de betão, geralmente um grosseiro cascalho ou pedras trituradas, tais como pedra calcária , ou granito , juntamente com materiais mais finos, tais como areia .

Cimento , mais comumente cimento Portland , está associado com o termo geral "concreto". Uma variedade de outros materiais podem ser usados como o cimento no concreto também. Um dos mais conhecidos destes cimentos alternativos é concreto asfáltico . Outros materiais de cimento, tais como cinzas volantes e do cimento de escória , são por vezes adicionadas como misturas minerais (ver abaixo) -, quer pré-misturados com o cimento ou directamente como um componente de betão - e se tornam parte do ligante para o agregado.

Para produzir concreto da maioria dos cimentos (excluindo asfalto), a água é misturada com o pó e seca agregada, que produz uma pasta semi-líquida que pode ser em forma, tipicamente, vertendo-a numa forma. Os solidifica concretas e endurece por meio de um processo químico chamado hidratação . A água reage com o cimento, que liga os outros componentes em conjunto, a criação de um material de pedra do tipo robusto.

Aditivos químicos são adicionados para alcançar propriedades variadas. Estes ingredientes podem acelerar ou retardar a taxa a que o betão endurece, e conferir muitas outras propriedades úteis, incluindo o aumento da resistência à tracção, o arrastamento de ar e resistência à água.

Reforço é muitas vezes incluído em concreto. Betão pode ser formulado com elevada resistência à compressão , mas tem sempre menor resistência à tracção . Por este motivo, é usualmente reforçado com materiais que são fortes na tensão, tipicamente aço vergalhão .

Aditivos minerais se tornaram mais populares nas últimas décadas. A utilização de materiais reciclados como ingredientes de concreto foi ganhando popularidade devido à legislação ambiental cada vez mais rigorosas, ea descoberta de que tais materiais têm propriedades complementares e valiosas. A mais notável destas são as cinzas volantes , um subproduto de centrais eléctricas de queima de carvão ; chão granulado de escória de alto-forno , um subproduto da produção de aço ; e fumo de sílica , um subproduto da indústria fornos de arco eléctrico . O uso destes materiais em betão reduz a quantidade de recursos necessários, como as misturas minerais agir como uma substituição parcial de cimento. Isto desloca alguns produção de cimento, um processo energeticamente caro e ambientalmente problemático, ao mesmo tempo reduzir a quantidade de resíduos industriais que devem ser eliminados. Adjuvantes minerais podem ser pré-misturados com o cimento durante a sua produção para venda e utilização como um cimento misturado, ou directamente misturado com outros componentes, quando o betão é produzido.

O projecto de mistura depende do tipo de estrutura a ser construída, como o cimento é misturado e entregue, e como ela é colocada de modo a formar a estrutura.

Cimento

Várias toneladas de cimento ensacado, cerca de dois minutos de saída a partir de um 10.000 toneladas por dia forno de cimento

O cimento Portland é o tipo mais comum de cimento no uso geral. É um ingrediente básico de concreto, argamassa e muitas emplastros . Trabalhador alvenaria britânico Joseph Aspdin patenteado cimento Portland em 1824. Foi nomeado por causa da semelhança de sua cor para Portland de calcário , extraído a partir do Inglês Isle of Portland e amplamente utilizado em arquitetura Londres. É constituída por uma mistura de silicatos de cálcio ( alite , belite ), aluminatos e ferrites - compostos que combinam cálcio, silício, alumínio e ferro em formas que irá reagir com a água. Cimento Portland e materiais semelhantes são feitas por aquecimento de pedra calcária (uma fonte de cálcio) com argila ou xisto (uma fonte de silício, alumínio e ferro) e moendo este produto (chamado clínquer ) com uma fonte de sulfato (mais comumente de gesso ).

Em modernos fornos de cimento muitos recursos avançados são usados para diminuir o consumo de combustível por tonelada de clínquer produzido. Fornos de cimento são extremamente grandes, complexos e inerentemente empoeirado instalações industriais, e têm emissões que devem ser controlados. Dos vários ingredientes usados para produzir uma determinada quantidade de cimento, o cimento é o mais caro energicamente. Mesmo complexos e eficientes fornos requerem 3,3 a 3,6 gigajoules de energia para produzir uma tonelada de clínquer e depois transformá-lo em cimento . Muitos fornos podem ser alimentados com difícil de desfazer-de resíduos, sendo os pneus mais comuns utilizados. As temperaturas extremamente elevadas e longos períodos de tempo a essas temperaturas permite fornos de cimento para queimar de forma eficiente e totalmente combustíveis até difícil de usar.

agua

A combinação de água com um material de cimento forma uma pasta de cimento pelo processo de hidratação. A pasta de cimento cola o agregado em conjunto, preenche espaços vazios no seu interior, e torna-o fluir mais livremente.

Tal como indicado por lei Abrams , uma proporção menor de água para cimento produz, um betão durável mais forte, ao passo que mais água dá um concreto livre-corrente com uma maior queda . Água impura usado para fazer betão pode causar problemas na fixação ou em causar a falha prematura da estrutura.

Hidratação envolve muitas reacções diferentes, muitas vezes, ocorrem ao mesmo tempo. Como as reacções prosseguir, os produtos do processo de hidratação do cimento, gradualmente, se unirem as partículas de areia e cascalho individuais e outros componentes do betão para formar uma massa sólida.

Reação:

Notação cimento químico : C 3 S + H + CH → CSH
Notação padrão: Ca 3 SiO 5 + H 2 O → (CaO) · (SiO 2 ) · (H 2 O) (gel) + Ca (OH) 2
Equilibrada: 2Ca 3 SiO 5 + 7H 2 O → 3 (CaO) · 2 (SiO 2 ) · 4 (H 2 O) (gel) + 3Ca (OH) 2 (aproximadamente; as proporções exactas do CaO, SiO 2 e H 2 O em CSH pode variar)

agregados

Esmagado agregado de pedra

Agregados finos e grosseiros constituem a maior parte de uma mistura de betão. Areia , cascalho natural, e brita são usados principalmente para este fim. Agregados reciclados (de construção, demolição, e resíduos de escavação) são cada vez mais utilizadas como substitutos parciais de agregados naturais, enquanto que um número de agregados fabricados, incluindo arrefecida ao ar de alto-forno escórias e cinzas também são permitidas.

A distribuição do tamanho do agregado determina a quantidade de ligante é necessária. Agregado com uma distribuição muito uniforme de tamanho tem os maiores lacunas ao passo que a adição de agregado com as partículas menores tendem a preencher esses intervalos. O ligante tem de preencher as lacunas entre o agregado, assim como colando as superfícies do agregado em conjunto, e é normalmente o componente mais caro. Assim variação em tamanhos de agregado reduz o custo do concreto. O agregado é quase sempre mais forte do que o ligante, pelo que a sua utilização não afecte negativamente a resistência do betão.

Redistribuição de agregados após a compactação muitas vezes cria heterogeneidade devido à influência de vibração. Isto pode conduzir aos gradientes de força.

Pedras decorativas, como quartzito , pedras pequenas do rio ou vidro moído são por vezes adicionadas à superfície do concreto para uma decorativo "exposta agregado" terminar, popular entre os designers paisagem.

Além de ser decorativo, agregado exposto podem adicionar robustez a um concreto.

Reforço

Construindo um vergalhão gaiola que irá ser permanentemente incorporado num terminado betão armado estrutura

O betão é forte em compressão , como o agregado de forma eficiente transporta a carga de compressão. No entanto, é fraco em tensão como o cimento que o agregado em lugar pode rachar, permitindo que a estrutura para falhar. Betão reforçado adiciona quer barras de aço de reforço , fibras de aço , fibras de vidro ou fibras de plástico para transportar cargas de tracção .

aditivos químicos

Chemical misturas são materiais na forma de pó ou líquidos que são adicionadas ao concreto para dar certas características não podem ser obtidas com as misturas de betão simples. Em utilização normal, as dosagens de mistura são menores do que 5% em massa de cimento e são adicionados ao betão no momento da dosagem / mistura. (Veja a seção sobre Produção de concreto, abaixo.) Os tipos mais comuns de aditivos são os seguintes:

  • Aceleradores acelerar a hidratação (endurecimento) do betão. Os materiais típicos usados são CaCl
    2
    ,Ca (NO3)2eNaNO3. No entanto, o uso de cloretos pode causar corrosão no aço reforçado e é proibida em alguns países, de modo que os nitratos podem ser favorecidos. Misturas de aceleração são especialmente úteis para modificar as propriedades do betão em tempo frio.
  • Retardadores de atrasar a hidratação do betão e são utilizados em grandes penetra ou difíceis onde configuração parcial antes de a vazar é completa é indesejável. Típicos de poliol retardadores são açúcar , sacarose , de gluconato de sódio , glicose , ácido cítrico , e ácido tartárico .
  • Agentes incorporadores de ar adicionar e arrastar pequenas bolhas de ar no concreto, o que reduz danos durante o congelamento e descongelamento ciclos, aumentando a durabilidade. No entanto, o ar arrastado implica um trade-off com força, à medida que cada 1% de ar podem diminuir a resistência à compressão por 5%. Se demasiado ar fica preso no betão como um resultado do processo de mistura, antiespumantes podem ser usados para estimular a bolha de ar para se aglomerarem, subir para a superfície do betão húmido e, em seguida dispersar.
  • Plastificantes aumentar a trabalhabilidade de plástico ou betão "fresco", permitindo que ele seja colocado mais facilmente, com menos esforço de consolidação. Um plastificante típico é lignosulfonato. Plastificantes podem ser utilizados para reduzir o teor de água de um concreto, mantendo a trabalhabilidade e às vezes são chamados de água de redução devido a este uso. Um tal tratamento melhora as suas características de resistência e durabilidade. Superplastificantes (também chamados de qualidade mais elevada de água-redutores ) são uma classe de agentes plastificantes que têm menos efeitos deletérios e podem ser usadas para aumentar a trabalhabilidade mais do que é prática com plastificantes tradicionais. Os compostos utilizados como superplastificantes incluem sulfonados de naftaleno condensado de formaldeído, melamina formaldeído sulfonado condensado, o condensado de formaldeído de acetona e os éteres de policarboxilatos.
  • Pigmentos pode ser usado para alterar a cor de concreto, para a estética.
  • Os inibidores de corrosão são utilizados para minimizar a corrosão das barras de aço e aço em concreto.
  • Os agentes de ligação são usados ​​para criar uma ligação entre o velho e novo concreto (geralmente um tipo de polímero), com tolerância de temperatura larga e resistência à corrosão.
  • auxiliares de bombagem melhorar a capacidade de bombagem, engrossar a pasta e reduzir a separação e sangramento.

aditivos minerais e cimentos misturados

Componentes de cimento
Comparação de características químicas e físicas de um
Propriedade Portland
Cement
Silicioso
(ASTM C618 Classe F)
Fly Ash
Calcário
(ASTM C618 Classe C)
Fly Ash
escória
de cimento
sílica
Fume
SiO 2 teor (%) 21.9 52 35 35 85-97
Al 2 O 3 teor (%) 6,9 23 18 12 -
Fe 2 O 3 teor (%) 3 11 6 1 -
teor de CaO (%) 63 5 21 40 <1
teor de MgO (%) 2,5 - - - -
SO 3 teor (%) 1,7 - - - -
Superfície específica, b
(m 2 / kg)
370 420 420 400 15.000
30.000
Gravidade específica 3.15 2,38 2.65 2,94 2,22
Uso geral
no concreto
primário
ligante
cimento
de substituição
cimento
de substituição
cimento
de substituição
propriedade
potenciador
a Os valores mostrados são aproximados: os de um material específico podem variar.
b medições de superfície específicos para fumo de sílica por adsorção de azoto (BET) método,
outros por permeabilidade ao ar método (Blaine).

Os materiais inorgânicos que têm pozolânicos propriedades hidráulicas latentes ou, estes muito refinadas materiais são adicionados à mistura de betão para melhorar as propriedades do betão (misturas de minerais), ou como um substituto para o cimento Portland (cimentos misturados). Os produtos que incorporam calcário, cinzas volantes, escória de alto forno, e outros materiais úteis com propriedades pozolânicas na mistura, estão a ser testados e utilizados. Este desenvolvimento é devido a ser a produção de cimento um dos maiores produtores (em cerca de 5 a 10%) das emissões globais de gases de efeito estufa, bem como diminuir os custos, melhorando as propriedades do concreto e resíduos de reciclagem.

  • As cinzas volantes : Um sub-produto de carvão plantas de geração eléctrica , que é utilizada para substituir parcialmente o cimento Portland (de até 60% em massa). As propriedades de cinzas volantes depender do tipo de carvão queimado. Em geral, as cinzas volantes silicioso é pozolânico, enquanto calcário cinzas volantes tem propriedades hidráulicas latentes.
  • Chão de escória de alto-forno granulada (GGBFS ou GGBS): Um sub-produto de produção de aço é utilizado para substituir parcialmente o cimento Portland (de até 80% em massa). Ele tem propriedades hidráulicas latentes.
  • Fumo de sílica : um subproduto da produção de silício e ferro-silício ligas. Fumo de sílica é semelhante à cinza volante, mas tem um tamanho de partícula de 100 vezes menor. Isso resulta em uma maior proporção superfície-para-volume e uma reacção muito mais rápido pozolânico. Fumo de sílica é usada para aumentar a resistência e durabilidade do betão, mas, geralmente, requer o uso de superplastificantes para trabalhabilidade.
  • Alta reactividade Metacaulino (GRH): Metacaulino produção de betão com resistência e durabilidade semelhante ao betão feito com pó de sílica. Enquanto fumo de sílica é normalmente cinzento escuro ou negro na cor, de alta reactividade metacaulino é geralmente de cor branca brilhante, que torna a escolha preferida para betão arquitectónico, onde a aparência é importante.
  • Nanofibras de carbono pode ser adicionado ao concreto para aumentar a resistência à compressão e ganhar um maior módulo de Young , e também para melhorar as propriedades eléctricas necessárias para monitorização estirpe, avaliação de danos e monitorização auto-saúde de betão. A fibra de carbono tem muitas vantagens em termos de propriedades mecânicas e eléctricas (por exemplo, de resistência superior) e comportamento de auto-controlo, devido à elevada resistência à tracção e uma alta condutividade.
  • produtos de carbono foram adicionados para fazer o concreto eletricamente condutor, para fins de degelo.

Produção

Central de betão que mostra uma betoneira ser cheio através de silos de ingrediente

Produção de betão é o processo de misturar os vários ingredientes à água, agregado, cimento, e quaisquer aditivos para a produção de betão. Produção de concreto é sensível ao tempo. Uma vez que os ingredientes são misturados, os trabalhadores devem colocar o concreto no lugar antes que endurece. No uso moderno, a maioria produção de concreto ocorre em um grande tipo de instalação industrial chamado de uma central de betão , ou muitas vezes uma planta lote.

No uso geral, centrais de betão vêm em dois tipos principais, plantas Ready Mix e plantas mix centrais. Uma planta de mistura pronta mistura todos os ingredientes com excepção da água, enquanto que uma planta de mistura central de mistura de todos os ingredientes incluindo a água. Uma planta de mistura central dispõe de um controlo mais preciso da qualidade do betão através de melhores medições da quantidade de água adicionada, mas deve ser colocado mais perto do local de trabalho onde o betão vai ser usado, uma vez que a hidratação começa na planta.

Uma central de betão consiste de grandes tremonhas de armazenamento para vários ingredientes reactivos como o cimento, o armazenamento para os ingredientes a granel, como agregado e água, mecanismos para a adição de vários aditivos e alterações, máquinas para pesar com precisão, movimento, e misturar alguns ou todos os ingredientes, e instalações para dispensar o betão, muitas vezes a uma betoneira caminhão.

Concreta moderna é normalmente preparado como um fluido viscoso, de modo que pode ser vertida em formas, que são recipientes erigidos no campo para dar o concreto a sua forma desejada. Betão de cofragem pode ser preparado de várias maneiras, tais como a betonagem deslizante e construção da placa de aço . Alternativamente, o concreto pode ser misturado em secador, as formas não-fluidos e usado em configurações de fábrica para fabricação de betão prefabricados produtos.

Uma grande variedade de equipamento é utilizado para o processamento de concreto, de ferramentas manuais para máquinas industriais pesadas. Qualquer que seja a construtores de equipamentos usar, no entanto, o objetivo é produzir o material de construção desejado; ingredientes devem ser adequadamente misturado, colocado, em forma, e retida dentro das restrições temporais. Qualquer interrupção no derramar o concreto pode causar o material inicialmente colocado para começar a definir antes do próximo lote é adicionado no topo. Isso cria um plano horizontal de fraqueza chamado de junta fria entre os dois lotes. Uma vez que a mistura é onde deveria estar, o processo de cura tem de ser controlada para assegurar que o betão atinja os atributos desejados. Durante a preparação de concreto, vários detalhes técnicos pode afetar a qualidade e natureza do produto.

Quando inicialmente misturado, o cimento Portland e água formam-se rapidamente um gel de cadeias emaranhadas de cristais de bloqueio, e os componentes do gel de continuar a reagir ao longo do tempo. Inicialmente, o gel é fluido, o que melhora a trabalhabilidade e ajuda na colocação do material, mas como os conjuntos de betão, as cadeias de cristais juntar-se a uma estrutura rígida, contrariando a fluidez do gel e fixa as partículas de agregado no lugar. Durante a cura, o cimento continua a reagir com a água residual num processo de hidratação . Em concreto adequadamente formulada, uma vez que este processo de cura tenha terminado, o produto tem os físicas desejadas e propriedades químicas . Entre as qualidades desejadas são tipicamente resistência mecânica , baixa permeabilidade à humidade, e a estabilidade química e volumétrico.

misturando

A mistura completa é essencial para a produção de uniforme, betão de alta qualidade. Para este equipamento e métodos razão deve ser capaz de misturar eficazmente materiais de betão contendo o maior agregado especificado para produzir misturas uniformes do menor queda prático para o trabalho.

Separada de mistura de pasta mostrou que a mistura de cimento e de água até formar uma pasta antes de combinar estes materiais com agregados pode aumentar a resistência à compressão do betão resultante. A pasta é geralmente misturado em um de alta velocidade do misturador, do tipo de cisalhamento a uma W / cm (água para cimentar proporção) de 0,30-0,45 em massa. A pré-mistura de pasta de cimento pode incluir aditivos tais como aceleradores ou retardadores, superplastificantes , pigmentos , ou fumo de sílica . A pasta pré-misturada é, então, misturado com agregados e qualquer água remanescente e lote de mistura final é concluída em equipamento de mistura de betão convencional.

trabalhabilidade

Piso de concreto de um parque de estacionamento a ser colocado
Verter e suavizando concreto em Palisades Park, em Washington, DC

Trabalhabilidade é a capacidade de um (plástico) mistura de betão fresco para preencher o formulário / molde adequadamente com o trabalho desejado (vibração) e sem reduzir a qualidade do betão. Trabalhabilidade depende do teor de água, agregada (forma e distribuição de tamanhos), teor de cimento e idade (nível de hidratação ) e podem ser modificados pela adição de aditivos químicos, como superplastificante. Aumentando o teor de água ou a adição de aditivos químicos aumenta trabalhabilidade concreto. Excesso de água leva a um aumento de hemorragias ou segregação de agregados (quando o cimento e os agregados começam a separar), com o betão resultante tendo qualidade reduzida. A utilização de uma mistura de agregados com uma gradação indesejável pode resultar num projecto de mistura muito dura com uma queda muito baixa, o que não pode ser facilmente feito mais viável por adição de quantidades razoáveis de água. Uma gradação indesejável pode implicar a utilização de um grande agregado que é demasiado grande para o tamanho da cofragem, ou que tem muito poucas classes menores agregados para servir para preencher as lacunas entre os graus de maior dimensão, ou usando areia muito pouco ou demasiado para a mesma razão, ou usando pouca água, ou muito cimento, ou mesmo utilizando brita irregulares em vez de suave agregado rodada tais como seixos. Qualquer combinação desses fatores e outros podem resultar numa mistura que é muito dura, ou seja, que não flui ou espalhar-se sem problemas, é difícil para entrar na cofragem, e que é difícil de acabamento de superfície.

Trabalhabilidade pode ser medida pelo teste de queda concreta , uma medida simples da plasticidade de um lote fresco de betão seguindo as ASTM padrões de teste C 143 ou EN 12350-2. Slump é normalmente medida enchendo um " Abrams cone " com uma amostra de um lote fresco de betão. O cone é colocado com a extremidade larga para baixo para uma superfície plana e não-absorvente. Ele é, em seguida, encheu-se em três camadas de igual volume, com cada camada a ser prensado com uma haste de aço para consolidar a camada. Quando o cone é cuidadosamente levantada, o material encerrado quedas de uma certa quantidade, devido à gravidade. Uma amostra relativamente seco afunda muito pequeno, tendo um valor de abaixamento de uma ou duas polegadas (25 ou 50 mm) para fora de um dos pés (305 mm). Uma amostra de betão relativamente húmida pode cair tanto como oito polegadas. Trabalhabilidade também pode ser medido pelo teste de mesa de fluxo .

Slump pode ser aumentada por adição de aditivos químicos, tais como plastificante ou superplastificante sem alterar a proporção de água-cimento . Alguns outros aditivos, em especial de mistura ar-arrastamento, pode aumentar a queda de uma mistura.

Betão de elevado fluxo, como betão auto-consolidação , é testada por outros métodos de medição de fluxo. Um desses métodos inclui a colocação do cone na extremidade mais estreita e observando-se como a mistura flui através do cone, enquanto ele é levantado gradualmente.

Após a mistura, o concreto é um líquido e pode ser bombeada para o local onde for necessário.

Cura

Uma laje de betão a ser mantidos hidratados durante a cura de água por submersão (ponding)

Betão devem ser mantidas húmidas durante a cura, de modo a atingir resistência e durabilidade óptima. Durante a cura a hidratação ocorre, permitindo hidrato de silicato de cálcio (CSH), para formar. Mais de 90% da resistência final de uma mistura é tipicamente atingido no prazo de quatro semanas, com os restantes 10% alcançado ao longo de anos ou décadas. A conversão de hidróxido de cálcio no betão em carbonato de cálcio a partir de absorção de CO 2 ao longo de várias décadas reforça ainda mais o concreto e o torna mais resistente a danos. Esta carbonação reacção, no entanto, diminui o pH da solução de poro do cimento e pode corroer as barras de reforço.

Hidratação e endurecimento do concreto durante os três primeiros dias é crítica. secagem anormalmente rápida e encolhimento devido a factores tais como a evaporação do vento durante a colocação pode levar a aumento de tensões de tracção, numa altura em que ainda não tem vindo a ganhar força suficiente, resultando em maior craqueamento encolhimento. A resistência inicial do betão pode ser aumentada, se for mantido húmido durante o processo de cura. Minimizando o stress antes da cura minimiza craqueamento. concreto de alta-cedo-força é projetado para hidratar mais rápido, muitas vezes, pelo aumento do uso de cimento que aumenta o encolhimento e rachaduras. A força de mudanças concretas (aumentos) para até três anos. Depende dimensão secção transversal dos elementos e das condições de exploração estrutura. A adição de fibras de polímero de corte curto pode melhorar (reduzir) tensões induzidas pelo encolhimento durante a cura e aumentar a resistência à compressão mais cedo e final.

Adequadamente cura ligações concretas para o aumento da força e menor permeabilidade e evita a fissuração onde a superfície seca prematuramente. Cuidados também devem ser tomados para evitar o congelamento ou superaquecimento devido à exotérmica definição de cimento. Cura inadequada pode causar escala , a força reduzida, pobre abrasão resistência e de craqueamento .

técnicas

Durante o período de cura, o concreto é de preferência mantida a uma temperatura e humidade controlada. Para assegurar uma hidratação completa durante o endurecimento, placas de betão são frequentemente pulverizadas com compostos "cura" que criam um filme de retenção de água sobre o concreto. filmes típicos são feitos de cera ou compostos hidrofóbicos relacionados. Após o betão está suficientemente curada, a película é deixada a abrasão do betão através da utilização normal.

condições tradicionais para a cura envolvem por pulverização ou ponding a superfície de betão com água. A imagem ao lado mostra uma das muitas maneiras de conseguir isso, ponding - submergindo definição concreta em água e embalagem em plástico para evitar a desidratação. métodos de cura adicionais comuns incluem estopa húmida e folhas de plástico que cobre o concreto fresco.

Para aplicações de alta resistência, acelerada de cura técnicas podem ser aplicadas para o concreto. Uma técnica comum envolve o aquecimento do betão vazado com vapor, o que serve tanto para mantê-lo húmido e aumentar a temperatura, de modo que o processo de hidratação prossegue mais rapidamente e mais completamente.

tipos especiais

pérvio

betão permeável é uma mistura de agregado especialmente graduada grosseiro, cimento, água e pouco ou nenhum agregados finos. Este concreto também é conhecido como "não-multas" ou concreto poroso. Misturando os ingredientes num processo cuidadosamente controlado cria um colar que reveste e liga as partículas de agregado. O betão endurecido contém vazios de ar interligadas num total de cerca de 15 a 25 por cento. A água corre através dos espaços vazios no pavimento ao solo por baixo. aditivos de arrastamento de ar são muitas vezes utilizados em climas congelamento e descongelamento para minimizar a possibilidade de danos causados ​​pela geada.

Nanoconcrete

placa decorativa feita de Nano concreto com de alta energia de mistura (HEM)
pavimentadoras duas camadas, camada superior pigmentada feito de nanoconcrete HEM

Nanoconcrete é criado por meio de mistura de alta energia (HEM) de cimento, areia e água. Para assegurar a mistura completa é suficiente para criar nano-concreto, o misturador deve aplicar-se uma energia total de mistura para a mistura de 30-600 watts por quilograma da mistura. Esta mistura deve continuar por tempo suficiente para produzir um líquido específico de energia gasta em cima da mistura de pelo menos 5000 joules por quilograma de mistura. Um plastificante ou um superplastificante é então adicionado à mistura activada, o que pode posteriormente ser misturado com agregados em um convencional misturador de betão . No processo de HEM, a intensa mistura de cimento e água com areia fornece dissipação de energia e aumenta a tensões de corte sobre a superfície de partículas de cimento. Esta mistura intensa serve para dividir as partículas de cimento em tamanhos escala nanométrica extremamente finas, que fornece para a mistura extremamente minuciosa. Isso resulta no aumento do volume de água que interage com cimento e aceleração de cálcio Hidrato de Silicato criação colóide (CSH).

O processo natural inicial de hidratação do cimento, com formação de glóbulos coloidais cerca de 5 nm de diâmetro se espalha em todo o volume de cimento - matriz água como a energia gasta sobre as abordagens de mistura e excede 5000 joules por quilograma.

A mistura de alta energia líquido ativado pode ser usado por si só para a fundição de pequenos detalhes arquitetônicos e objetos de decoração, ou espuma ( expandida ) para concreto leve . HEM Nanoconcrete endurece em condições de baixa e de temperatura abaixo de zero e possui um aumento de volume de gel, que reduz capilaridade em materiais sólidos e porosos.

microbial

Bactérias tais como Bacillus pasteurii , Bacillus pseudofirmus , Bacillus cohnii , Sporosarcina pasteuri , e de Arthrobacter crystallopoietes aumentar a resistência à compressão do betão através da sua biomassa. Nem todas as bactérias aumentam a resistência do concreto significativamente com sua biomassa. Bacillus sp. TC-5. pode reduzir a corrosão das armaduras em betão armado em até quatro vezes. Pasteurii Sporosarcina reduz água e cloreto de permeabilidade. B. pasteurii aumenta a resistência ao ácido. Bacillus pasteurii e B. sphaericuscan induzir a precipitação de carbonato de cálcio na superfície de fissuras, a adição de resistência à compressão.

Polímero

betões poliméricos são misturas de agregados e qualquer um dos vários polímeros e pode ser reforçado. O cimento é mais caro do que os cimentos à base de cal, mas concretos de polímero, no entanto, tem vantagens, eles têm resistência à tracção significativa, mesmo sem reforço, e eles são, em grande parte impermeável à água. Eles são freqüentemente usados ​​para a reparação e construção de outras aplicações, tais como drenos.

Segurança

Moagem de concreto podem produzir poeiras perigosas . A exposição ao pó de cimento pode levar a problemas, tais como a silicose , a doença renal, a irritação da pele e efeitos semelhantes. O Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional dos Estados Unidos recomenda anexando mortalhas exaustão local para moedores de concreto elétricos para controlar a propagação desta poeira. Além disso, o Safety and Health Administration Ocupacional (OSHA) colocou regulamentações mais rigorosas sobre as empresas cujos trabalhadores regularmente entrar em contacto com pó de sílica. Uma regra de sílica atualizado, que OSHA postas em prática 23 de setembro de 2017 para empresas de construção, restringiu a quantidade de trabalhadores sílica cristalina respirável poderia legalmente entrar em contacto com a 50 microgramas por metro cúbico de ar por 8 horas dia de trabalho. Essa mesma regra entrou em vigor 23 de junho de 2018 para a indústria geral, fraturamento hidráulico e marítimo. Deve-se notar, no entanto, que o prazo foi estendido para 23 de junho de 2021 para controles de engenharia na indústria de fraturamento hidráulico. As empresas que não cumpram as normas de segurança apertados pode enfrentar encargos financeiros e penalidades extensas.

pó de cimento não é a única preocupação equipes enfrentam quando trabalham com concreto. ergonomia inadequadas podem conduzir a dores musculares e tensões. Como tal, é importante para as tripulações de praticar bom alongamento antes de embarcar em um dia de trabalho ocupado. Trabalhando em estreita trimestres também pode colocar os membros da equipe em perigo. Não só pode lotado espaços de trabalho tornam difícil para as tripulações para sair com segurança, mas certos ambientes de trabalho - tais como trabalhos realizados tambores de mistura dentro de cimento - fazer a ventilação de um obstáculo. Além disso, as equipes que realizam grande parte do seu trabalho ao ar livre enfrentar preocupações relacionadas com o clima. É importante para tripulações de tomar precauções especiais quando confrontado com condições extremamente quentes, bem como condições de frio. Tal é o caso de todas as tripulações ao ar livre, se eles trabalham com concreto ou não.

propriedades

Betão tem relativamente elevada resistência à compressão , mas muito mais baixa resistência à tracção . Por este motivo, é usualmente reforçado com materiais que são fortes na tensão (muitas vezes de aço). A elasticidade de betão é relativamente constante em níveis baixos de stress, mas começa a diminuir a níveis de tensão mais elevados como craqueamento matriz desenvolve. Betão tem um muito baixo coeficiente de expansão térmica e diminui à medida que amadurece. Todas as estruturas de concreto de crack, em certa medida, devido ao encolhimento e tensão. Concreto que é submetido a forças de longa duração está propenso a rastejar .

Os testes podem ser realizados para assegurar que as propriedades do betão de corresponder às especificações para a aplicação.

um ensaio de compressão de um cilindro de concreto

diferentes combinações de ingredientes de concreto produzir diferentes forças. valores de resistência de betão são normalmente especificado como a resistência à compressão do limite inferior de qualquer um ou espécime cilíndrico cúbicos, como determinado por procedimentos de teste padrão.

Diferentes pontos fortes de concreto são utilizados para fins diferentes. Muito baixo-força - 14 MPa (2.000 psi) ou menos - de concreto pode ser usado quando o concreto deve ser leve. betão leve é ​​muitas vezes conseguida através da adição de ar, espumas, ou agregados leves, com o efeito secundário que a força é reduzida. Para a maioria dos usos de rotina, 20 MPa (2900 psi) a 32 MPa (4600 psi) de betão é frequentemente utilizado. 40 MPa (5800 psi) de betão é facilmente disponível comercialmente como um mais duráveis, embora mais caro, opção. Superior resistência do concreto é usado frequentemente para projetos civis maiores. Forças acima de 40 MPa (5800 psi) são muitas vezes utilizados para elementos de construção específicas. Por exemplo, as colunas de piso inferior de edifícios de betão de grande altura pode usar betão de 80 MPa (11.600 psi) ou mais, para manter o tamanho das colunas pequenas. As pontes podem usar longas vigas de betão de alta resistência para diminuir o número de vãos necessários. Ocasionalmente, outras necessidades estruturais pode exigir de concreto de alta resistência. Se uma estrutura deve ser muito rígida, concreto de muito alta resistência pode ser especificado, mesmo muito mais forte do que é necessário para suportar as cargas de serviço. Forças tão elevadas como 130 MPa (18.900 psi) têm sido usados ​​comercialmente, por estas razões.

Em construção

Betão é um dos materiais de construção mais duráveis. Ele fornece resistência ao fogo superior em comparação com a construção de madeira e os ganhos de força ao longo do tempo. Estruturas de concreto pode ter uma longa vida útil. Betão é usado mais do que qualquer outro material artificial do mundo. A partir de 2006, cerca de 7,5 bilhões de metros cúbicos de concreto são feitas a cada ano, mais de um metro cúbico para cada pessoa na Terra.

estruturas de massa

Foto aérea da reconstrução em Taum Sauk (Missouri) bombeado instalação de armazenamento no final de novembro de 2009. Após o reservatório original falhou, o novo reservatório foi feito de concreto compactado a rolo.

Devido à do cimento exotérmica reacção química durante a configuração, as grandes estruturas de betão, tais como barragens , eclusas , grandes bases esteira, e grandes diques gerar calor excessivo durante a hidratação e expansão associado. Para atenuar estes efeitos pós-arrefecimento é geralmente aplicadas durante a construção. Um dos primeiros exemplos em Hoover utilizada uma rede de tubos entre canais verticais de concreto para circular a água de arrefecimento durante o processo de cura para evitar o sobreaquecimento prejudicial. Sistemas similares são usadas ainda; dependendo do volume do vazamento, a mistura de betão usada, e a temperatura do ar ambiente, o processo de arrefecimento pode durar muitos meses após o betão é colocado. Vários métodos também são usados para pré-arrefecer a mistura de betão em estruturas de betão de massa.

Outra abordagem para estruturas de betão de massa que minimiza subproduto térmica do cimento é o uso de betão compactado a rolo , que utiliza uma mistura seca que tem um requisito de resfriamento muito mais baixa do que a colocação húmida convencional. É depositado em camadas espessas como um material semi-seco, em seguida rolo compactado numa massa densa, forte.

acabamentos de superfície

basalto preto piso de concreto polido

superfícies de betão matérias tendem a ser porosa, e tem uma aparência relativamente desinteressante. Muitos acabamentos diferentes pode ser aplicado para melhorar a aparência e preservar a superfície contra a coloração, a penetração da água, e congelamento.

Exemplos de aparência melhorada incluem estampada betão onde o betão húmido tem um padrão impresso na superfície, para dar um efeito pavimentada, paralelepípedos ou do tipo tijolo, e podem ser acompanhados com coloração. Outro efeito popular para pavimentos e tampos de mesa é concreto polido em que o betão é polido opticamente plana com abrasivos de diamante e selada com polímeros ou outros selantes.

Outros acabamentos podem ser alcançados com cinzelamento, ou técnicas mais convencionais, tais como pintura ou cobrindo-o com outros materiais.

O tratamento adequado da superfície de betão, e por conseguinte, as suas características, é uma fase importante na construção e na renovação das estruturas arquitectónicas.

estruturas pré-esforçado

cacti.jpg Scott Sistema

Betão pré-esforçado é uma forma de betão armado que se acumula em tensões de compressão durante a construção se opor tensões de tracção experimentadas em utilização. Isso pode reduzir significativamente o peso das vigas ou lajes, distribuindo melhor as tensões na estrutura optimizar a utilização do reforço. Por exemplo, uma viga horizontal tende a ceder. Reforço pré-esforçado ao longo do fundo do feixe compensa isso. Em concreto pré-tensionada, o pré-esforço é conseguido através da utilização de aço ou de polímero tendões ou barras que são submetidos a uma força tênsil antes do vazamento, ou para betão pós-tensionado, após a fundição.

Mais de 55.000 milhas (89.000 km) de rodovias nos Estados Unidos são pavimentadas com este material. Concreto armado , concreto protendido e concreto pré-moldado são os mais utilizados tipos de concreto extensões funcionais em dias modernos. Veja brutalismo .

colocação de tempo frio

Meteorológicas extremas condições (calor ou frio; condição de vento, e variações de humidade) podem alterar de forma significativa a qualidade do betão. Muitas precauções são observados na colocação de tempo frio. Baixas temperaturas retardar significativamente as reacções químicas envolvidas na hidratação do cimento, afectando, assim, o desenvolvimento de força. Prevenir a congelação é a precaução mais importante, tal como a formação de cristais de gelo pode causar danos à estrutura cristalina da pasta de cimento hidratado. Se a superfície do betão derramado é isolado a partir das temperaturas exteriores, o calor de hidratação vai evitar o congelamento.

A Concrete American Institute (ACI) definição de placmement tempo frio, ACI 306 , é:

  • Um período, quando há mais do que três dias sucessivos a temperatura média diária do ar cai abaixo de 40 F (~ 4,5 ° C), e
  • Temperatura permanece abaixo de 50 F (10 ° C) durante mais do que um meio de qualquer período de 24 horas.

No Canadá, onde as temperaturas tendem a ser muito menor durante a estação fria, os seguintes critérios são usados pelo CSA A23.1:

  • Quando a temperatura do ar é ≤ 5 ° C, e
  • Quando existe uma probabilidade de que a temperatura pode cair abaixo de 5 ° C no decurso de 24 horas da colocação do concreto.

A força mínima de betão antes de expor ao frio extremo é de 500 psi (3,5 MPa). CSA Um 23,1 especificada uma resistência à compressão de 7,0 MPa a ser considerado seguro para exposição à congelação.

Roads

Estradas de concreto são mais eficiente de combustível para dirigir, mais reflexivo e duram muito mais tempo do que outras superfícies de pavimentação, ainda tem uma quota de mercado muito menor do que outras soluções de pavimentação. Métodos modernos de pavimentação e práticas de design mudaram a economia da pavimentação de concreto, de modo que um pavimento de concreto bem concebido e colocado será menos caro em custos iniciais e significativamente menos caro ao longo do ciclo de vida. Outro grande benefício é que de concreto permeáveis pode ser usado, o que elimina a necessidade de colocar bueiros perto da estrada, e reduzindo a necessidade de estrada ligeiramente inclinado para ajudar a água da chuva para fugir. Já não é necessária descartando a água da chuva através da utilização de canos também significa que menos electricidade é necessário (mais de bombeamento é normalmente necessário no sistema de distribuição de água), e a água da chuva não fica poluído, uma vez que não se mistura com a água poluída. Pelo contrário, ela é imediatamente absorvida pelo solo.

Eficiência energética

Exigências de energia para transporte de concreto são baixos porque é produzido localmente a partir de recursos locais, normalmente fabricados a 100 quilômetros do local de trabalho. Da mesma forma, relativamente pouca energia é utilizada na produção e combinando as matérias-primas (apesar de grandes quantidades de CO 2 são produzidos pelas reacções químicas no fabrico de cimento ). O total energia incorporada de betão em cerca de 1 a 1,5 megajoules por quilograma é, portanto, inferior do que para a maioria dos materiais estruturais e de construção.

Uma vez no local, concreto oferece grande eficiência energética durante a vida útil de um edifício. As paredes de betão vazamento de ar muito menos do que aqueles feitos de armações de madeira. Vazamento de ar é responsável por uma grande porcentagem de perda de energia de uma casa. As propriedades de massa térmica do concreto aumentar a eficiência de ambos os edifícios residenciais e comerciais. Por armazenar e libertar a energia necessária para o aquecimento ou arrefecimento, a massa térmica do betão proporciona benefícios durante todo o ano, reduzindo as variações de temperatura no interior e minimizando custos de aquecimento e arrefecimento. Enquanto isolamento reduz a perda de energia através da envolvente do edifício, a massa térmica usa paredes para armazenar e libertar energia. Sistemas de paredes de betão modernos usam tanto de isolamento externo e massa térmica para criar uma construção eficiente em termos energéticos. Formas concretas de isolamento (ECI) são blocos vazados ou painéis feitos de espuma isolante ou rastra que estão empilhadas para formar a forma das paredes de um edifício e, em seguida, preenchido com betão armado para criar a estrutura.

Segurança contra incêndios

Boston City Hall (1968) é um brutalista projeto construído em grande parte da pré-moldado e derramou no lugar concreto. Ele foi eleito o "mais feio edifício do mundo" em 2008

Edifícios de betão são mais resistentes ao fogo do que as construídas utilizando estruturas de aço, uma vez que concreto tem baixa condutividade de calor que o aço e pode durar mais tempo, assim, sob as mesmas condições de incêndio. Betão é por vezes utilizado como uma proteção contra incêndio para armações de aço, para o mesmo efeito que o anterior. Concrete como um escudo de fogo, por exemplo Fondu fyre , também pode ser usado em ambientes extremos, como uma plataforma de lançamento de mísseis.

Opções para construção não combustíveis incluem pisos, tetos e telhados feitos de cast-in-place e oco-core de pré-moldados de concreto. Para paredes, tecnologia de alvenaria de concreto e formas concretas de isolamento (ECI) são opções adicionais. ECI são blocos vazados ou painéis de espuma isolante à prova de fogo que são empilhados para formar a forma das paredes de um edifício e, em seguida, preenchido com betão armado para criar a estrutura.

Betão também proporciona boa resistência contra as forças aplicadas externamente, tais como ventos fortes, furacões, e tornados devido à sua rigidez lateral, o que resulta no movimento horizontal mínima. No entanto, esta rigidez pode funcionar contra certos tipos de estruturas em betão, particularmente onde uma estrutura de flexão relativamente mais elevada é necessária para resistir às forças mais extremas.

segurança terremoto

Como discutido acima, o concreto é muito forte em compressão, mas fraco em tensão. terremotos maiores podem gerar grandes cargas de cisalhamento em estruturas. Estas cargas de cisalhamento sujeitar a estrutura tanto para tracção e cargas compressivas. estruturas de concreto sem reforço, como outras estruturas de alvenaria não reforçada, pode falhar durante terremoto tremendo. estruturas de alvenaria não reforçada constituem um dos maiores riscos do terremoto globalmente. Estes riscos podem ser reduzidos através de reequipamento sísmica dos edifícios em situação de risco, (edifícios por exemplo escolares em Istambul, Turquia).

Degradação

Betão fragmentação causada pela corrosão de vergalhões

Betão pode ser danificada por diversos processos, tais como a expansão da corrosão produtos das aço barras de reforço , a congelação da água retida, fogo ou calor radiante, a expansão do agregado, os efeitos da água do mar, a corrosão bacteriana, lixiviação, erosão por água rápido-corrente, danos físicos e danos químicos (a partir de carbonatação , cloretos, sulfatos e água destilada). As micro fungos Aspergillus Alternaria e Cladosporium foram capazes de crescer em amostras de betão usada como uma barreira de resíduos radioactivos, a Chernobil reactor; lixiviação de alumínio, de ferro, de cálcio e de silício.

O Tunkhannock Viaduto no nordeste da Pensilvânia abriu em 1912 e ainda está em uso regular hoje

Efeito do uso moderno

Betão planta de mistura em Birmingham, Alabama em 1936

O concreto é amplamente utilizado para fazer arquitectónicas estruturas , fundações , tijolo / bloco paredes, pavimentos , pontes / viadutos , estradas, pistas, estacionamento estruturas, represas , piscinas / reservatórios , tubos, fundamentos para portões, cercas e postes e até mesmo barcos . O concreto é usado em grandes quantidades em quase toda parte há uma necessidade de infra-estrutura. Betão é um dos materiais de construção mais utilizados em casas dos animais e de estruturas de estrume e de armazenamento de silagem na agricultura.

A quantidade de betão utilizada em todo o mundo, tonelada por tonelada, é duas vezes a do aço, madeira, plásticos, e alumínio combinado. uso de concreto no mundo moderno é superado apenas pelo de água que ocorre naturalmente.

O concreto é também a base de uma grande indústria comercial. Globalmente, a indústria de concreto de mistura pronta, o maior segmento do mercado de concreto, deverá ultrapassar US $ 100 bilhões em receitas em 2015. Nos Estados Unidos sozinho, produção de concreto é uma indústria por 30 bilhões de anos de US $, considerando apenas o valor do betão pronto vendidos a cada ano. Dado o tamanho da indústria de concreto, eo modo concreto fundamental é usado para moldar a infra-estrutura do mundo moderno, é difícil exagerar o papel deste material desempenha hoje.

Ambiental e de saúde

A fabricação e utilização de betão produzir uma ampla gama de consequências ambientais e sociais. Alguns são prejudiciais, algumas bem-vindas, e alguns de ambos, dependendo das circunstâncias.

Um componente importante de concreto é de cimento , que semelhante exerce efeitos ambientais e sociais . A indústria do cimento é um dos três principais produtores de dióxido de carbono , um dos principais gases de estufa (sendo as outras duas das indústrias de produção de energia e transporte). A partir de 2001, a produção de cimento Portland contribuiu para 7% global antropogénico CO 2 emissões, em grande parte devido à sinterização de calcário e de argila em 1500 ° C (2730 ° F). Os pesquisadores sugeriram uma série de abordagens para melhorar o sequestro de carbono relevantes para produção de concreto.

O betão é utilizado para criar superfícies duras que contribuem para a superfície de escoamento , que pode causar forte erosão do solo, a poluição da água, e inundações, mas por outro lado pode ser utilizada para desviar, barragem, e controlam inundações. Pó de concreto lançado pela demolição do edifício e os desastres naturais podem ser uma importante fonte de poluição do ar perigosa.

Betão é um contribuinte para a ilha de calor urbano efeito, embora menos do que asfalto.

Trabalhadores que cortam, moagem ou betão polonês estão em risco de inalação de sílica no ar, o que pode levar a silicose . Isto inclui membros da tripulação que trabalham em Chipping concreto . As empresas estão encarregados de proteger seus membros da equipe contra os perigos do pó de cimento, como a exposição pode resultar em uma série de questões de saúde, incluindo pulmão e doença renal, queimaduras químicas e irritação da pele. Na verdade, nos últimos meses, o Safety and Health Administration Ocupacional (OSHA) colocou regulamentações mais rigorosas sobre as empresas que trabalham em torno de pó de sílica. A nova regra de sílica limita a quantidade de trabalhadores sílica cristalina respirável pode entrar em contacto com a 50 microgramas por metro cúbico de ar por 8 horas dia de trabalho. Empresas encontrados para estar expondo os trabalhadores a valores mais elevados poderiam enfrentar pagamentos financeiros e outras penalidades.

A presença de algumas substâncias em betão, incluindo os aditivos úteis e não desejados, podem causar problemas de saúde, devido à toxicidade e a radioactividade. concreto fresco (antes da cura é completa) é altamente alcalina e devem ser manuseados com equipamento de proteção adequado.

Reciclado betão triturados, para ser reutilizada como enchimento granular, é carregado num camião semi-despejo

Reciclando

Reciclagem de concreto é um método cada vez mais comum para a eliminação de estruturas de concreto. Detritos de concreto foi uma vez rotineiramente enviado para aterros para eliminação, mas de reciclagem está a aumentar devido à melhoria da consciência ambiental, leis governamentais e benefícios econômicos.

Concreto, o qual deve estar livre de lixo, madeira, papel e outros tais materiais, é recolhida a partir de locais de demolição e colocada através de uma máquina de trituração , muitas vezes juntamente com asfalto , tijolos e pedras.

O betão armado contém vergalhão e outros reforços metálicos, que são removidos com imans e reciclados em outras posições. Os pedaços agregadas restantes são classificados por tamanho. Pedaços maiores podem passar pelo triturador de novo. Pequenos pedaços de concreto são utilizados como cascalho para novos projectos de construção. Base de agregado cascalho é previsto como a camada mais baixa de uma estrada, com betão fresco ou asfalto colocado sobre ele. Reciclado de concreto esmagado por vezes pode ser usado como o agregado seco para novo concreto se é livre de contaminantes, embora o uso de reciclados força limites concretos e não é permitido em muitas jurisdições. Em 3 de março de 1983, uma equipe de pesquisa financiado pelo governo (o research.codep Virl) estimou que quase 17% dos aterros sanitários em todo o mundo era resíduos com base subprodutos de concreto.

É importante notar que, como acontece com chipping concreto , polimento e trabalho semelhante, o processo de concreto reciclagem pode expor os trabalhadores ao pó de sílica perigoso. Uma atualização recente regra de sílica estabelecido pelo Safety and Health Administration Ocupacional (OSHA) limita a quantidade legal de trabalhadores sílica cristalina respirável pode entrar em contato com a 50 microgramas por metro cúbico de ar por 8 horas dia de trabalho.

Chipping

Lascar concreto é o acto de romper o betão secos que se forma ao longo das paredes centrais e misturadores de betão de mistura pronta camiões. Sempre que possível, as equipes de realizar o trabalho, inserindo fisicamente os espaços e romper o material seco com a ajuda de martelos pneumáticos portáteis e cinzéis. Uma vez removido, o concreto quebrada ou é arrastado para aterros, reciclados ou reutilizados de qualquer outra forma.

Enquanto as necessidades específicas concretas lascar variam de acordo com o tamanho da frota, concreto combina em jogo e os tambores específicos em uso, é geralmente aceite que uma empresa deve ter seus tambores lascado a cada três meses. Essa manutenção ajuda as empresas a evitar lentidão na produção, capacidade do tambor baixou e avarias que podem afetar sua linha de fundo.

Como com todo o trabalho concreto, chipping concreto carrega a sua quota de perigos on-the-job. Exposição à sílica poeira, quartos apertados, detritos e outros perigos são preocupações membros da equipe podem enfrentam no trabalho. Formação regular, bem como a aderência aos regulamentos estabelecidos pela Occupational Safety and Health Administration (OSHA) ajudar a manter os membros da equipe de segurança.

Recordes Mundiais

O recorde mundial para o maior concreto derrama em um único projeto é a Barragem das Três Gargantas na província de Hubei, na China pela Three Gorges Corporation. A quantidade de concreto utilizado na construção da barragem é estimado em 16 milhões de metros cúbicos ao longo de 17 anos. O recorde anterior era de 12,3 milhões de metros cúbicos detidas pela usina hidrelétrica de Itaipu no Brasil.

O recorde mundial para o bombeamento de concreto foi estabelecido em 7 de agosto de 2009, durante a construção da Parbati Projeto Hidrelétrico, perto da aldeia de Suind, Himachal Pradesh , na Índia, quando a mistura de concreto foi bombeada através de uma altura vertical de 715 m (2.346 pés).

O recorde mundial para o maior jangada concreto continuamente derramado foi alcançado em agosto de 2007, em Abu Dhabi pela empresa de contrair Al Habtoor-CCC Joint Venture eo fornecedor concreto é UNIBETON Ready Mix. O derrame (a parte da fundação para o de Abu Dhabi Landmark Tower ) foi de 16.000 metros cúbicos de concreto derramado dentro de um período de dois dias. O recorde anterior, 13.200 metros cúbicos derramado em 54 horas, apesar de uma tempestade tropical severa requerendo o site para ser coberto com lonas para permitir o trabalho para continuar, foi alcançado em 1992 por conjuntos consórcios japoneses e sul-coreanos Hazama Corporação ea Samsung C & T Corporation para a construção dos Petronas em Kuala Lumpur , Malásia .

O recorde mundial para o maior piso de concreto continuamente derramado foi concluída 08 de novembro de 1997, em Louisville , Kentucky pela empresa de concepção-construção EXXCEL Gerenciamento de Projetos. A colocação monolítico consistiu de 225.000 20.900 pés quadrados (m 2 ) de betão colocados dentro de um período de 30 horas, terminou a uma tolerância à lisura de F F 54,60 e uma tolerância de nivelamento F G 43,83. Este ultrapassou o registo anterior em 50% no volume total e 7,5% em área total.

O recorde de maior concreto submerso continuamente colocado derramar foi completado 18 outubro de 2010, em Nova Orleans, Louisiana pelo contratante CJ Mahan Construction Company, LLC de Grove City, Ohio. A colocação consistiu de 10,251 jardas cúbicas de concreto colocados em um período de 58,5 horas usando duas bombas de concreto e duas plantas de mistura de concreto dedicados. Após a cura, este posicionamento permite a 50.180 pés quadrados (4,662 m 2 ensecadeira) para ser desidratada, aproximadamente, 26 pés (7,9 m) abaixo do nível do mar para permitir a construção do porto interno navegação Canal Sill & Monolith Project para ser completada no seco.

Veja também

Referências

Bibliografia

  • Matthias Dupke: als Textilbewehrter Beton Korrosionsschutz . Diplomica Verlag, Hamburgo 2010, ISBN  978-3-8366-9405-6 .

links externos