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ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE O RADIER DE CONCRETO PROTENDIDO E O

CONCRETO ARMADO.

Kerem Jemima Freire Oliveira 1

Euler André Barbosa de Alencar 2

1 Graduando de Bacharelado em Engenharia Civil pelo Centro Universitário do Norte –

UNINORTE Laureate International Universities (2019). E-mail: kerenoliver72@gmail.com

2 Professor Orientador, Especialista em Gestão de Projetos em Engenharias e Arquitetura pelo

instituto de Pós-Graduação e Graduação (IPOG).

RESUMO

O desenvolvimento e utilização de novos métodos construtivos empregado com novas

tecnologias tem como objetivo reduzir tempo, custo e mão – de – obra. O processo

construtivo do radier de concreto protendido é uma exemplificação de redução de

custo, tempo e praticidade se comparado com o radier de concreto armado. Contudo,

o radier de concreto armado não precisa de mão – de – obra qualificada e a utilização

de equipamentos especiais para a sua construção. Dito isso, neste trabalho será

apresentando um comparativo entre a utilização do radier de concreto protendido e

do radier de concreto armado em construções de pequeno e grande porte.

Especificado características do concreto protendido como a classificação da

protensão, sendo aderente e não aderente bem como, a perda de protensão. São

especificados também os materiais utilizados sedo eles o concreto, cordoalhas

engraxadas e armadura passiva e protensão. Assim como, a classificação geral do

radier, os aspectos construtivos, econômicos, desempenho e execução do radier de

concreto protendido em relação ao concreto armado. Demonstrando os métodos

construtivos das respectivas tecnologias na construção da fundação, assim como o

custo, vida útil e os métodos construtivos, a vantagem e a desvantagem no emprego

desse sistema no canteiro de obra.

Palavras chaves: radier, concreto protendido, concreto armado, comparativo,

vantagens.

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ABSTRACT

The development and use of new constructive methods employed with new

technologies aim to reduce time, cost and manpower. The constructive process of the

prestressed concrete radier is an exemplification of cost, time and practicality reduction

compared to the radar of reinforced concrete. However, the reinforced concrete radier

does not require skilled labor and the use of special equipment for its construction.

That said, this work will be presenting a comparison between the use of the radier of

prestressed concrete and the radier of reinforced concrete in small and large

constructions. Specified characteristics of the prestressed concrete as the

classification of the pretension, being adherent and non-adherent as well, loss of

pretension. Also, specified are the materials used for the concrete, greased struts, and

passive reinforcement. As well as, the general classification of the radier, the

constructive, economic aspects, performance and execution of the radier of

prestressed concrete in relation to the reinforced concrete. Demonstrating the

constructive methods of the respective technologies in the construction of the

foundation, as well as the cost, life and construction methods, the advantage and the

disadvantage in the use of this system in the construction site.

Key words: radier, reinforced concrete, prestressed concrete, comparative,

advantages.

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1. INTRODUÇÃO

A fundação superficial pode ser definida como um elemento estrutural onde

as cargas são transmitidas ao terreno de forma equilibrada, evitando que haja um

deslocamento do solo. Para a elaboração do projeto de fundações deve - se fazer

uma análise de diversas alternativas, levando em consideração a topografia da área,

dados geológicos – geotécnicos, dados sobre as construções vizinhas e dados da

estrutura a construir. (Falta citação)

As fundações superficiais são divididas em blocos, sapatas, sapatas

associadas, sapatas corridas e radier, conforme a NBR 6118 (2014).

O radier, objeto de estudo, é uma placa que abrange todos ou parte dos pilares de

uma edificação, distribuindo de forma uniforme as cargas para o solo. Segundo Santos

(1987), o radier de concreto armado e concreto protendido por receber o

carregamento total da edificação, os recalques diferenciais são bastantes reduzidos

nas estruturas.

A utilização desse método é pouco difundida no Brasil e não recebe a devida

atenção tanto do ponto de vista estrutural quanto do ponto de vista executivo, visto

que, até o momento não existe uma norma especifica para o dimensionamento e

execução do radier, de modo que evitaria vários problemas que são ignorados na

construção, segundo Albino e Mascia (2009).

Segundo Doria (2007), hoje em dia a execução do radier é de forma

econômica e rápida desde que seja bem projetado. Com métodos que recebem

avanços tecnológicos e proporcionam melhor execução e resistência a cargas

elevadas da estrutura.

O concreto protendido tem sido um diferencial para a fundação do tipo radier,

utilizando concreto de alta resistência o que eleva a capacidade da fundação de

resistir a grandes carregamentos das estruturas, tecnologia essa que pode substituir

o método convencional de concreto armado. Segundo Veloso e Lopez (1998), existe

dificuldades na execução do radier por ser uma tecnologia arenosa e de difícil

execução em projetos urbanos confinados e também por ter uma demanda muito

grande concreto em construções de grande porte. Em contrapartida, o custo benefício

da utilização dessa tecnologia integrado com métodos construtivos possibilita um

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custo menor no final da construção. O que seria viável a aplicação em

comparação com outros métodos construtivos.

2. OBJETIVO

O objetivo geral deste trabalho tem como finalidade comparar dois sistemas

tecnológicos (concreto protendido e o concreto armado) para a construção da

fundação do tipo radier, mostrando os benefícios, vantagens e desvantagens,

comparando os métodos e custos dos materiais com base em estudos já publicados.

Os objetivos específicos são demonstrar os tipos de radier, apresentar as

características do concreto protendido e do concreto armado, bem como, apresentar

a forma de execução do radier com cada um desses sistemas.

3. METODOLOGIA

A metodologia adotada foi feita por levantamento bibliográfico e pesquisa

documental, apresentando dados técnicos e práticos com base em dados já

publicados. Esse trabalho não é utilizado nenhum tipo de dados experimentais ou

pesquisa de campo.

4. CLASSIFICAÇÃO DO RADIER

4.1 GEOMETRIA

O radier classifica – se como lisos, pedestais ou cogumelos, nervurados e

caixão:

Radiers lisos – a grande vantagem desse tipo é a facilidade na execução. Tem

sido bastante empregado nas edificações do Programa de Arrendamento

Residencial – PAR em Maceió. Esse projeto tem edificações com 4 (quatro)

pavimentos.

Radiers com pedestais ou cogumelos – o aumento da espessura sob os pilares

e melhora a resistência a flexão e ao esforço cortante. O pedestal tanto pode

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ser inferior como superior, o último tem a vantagem de poder escavar e deixar

a superfície do piso plana.

Radiers nervurados – podem ser executadas com nervuras secundárias e

nervuras principais, colocadas sob os pilares, executadas tanto inferior quanto

superior. A nervuras inferiores pode feito a escavação, o que não acontece com

a nervuras superiores, pois é necessário a uma camada de agregado para que

a superfície fique plana.

Radiers em caixão – esse tipo de radier tem uma elevada rigidez e pode ser

executado com vários pisos.

A espessura destes radiers variam de 0,15 metros a 2,00 metros, dependendo

do tipo empregado

4.2 RIGIDEZ

O radier pode ser classificado em rígido e elástico. O radier elástico dispõe

uma pequena rigidez e o deslocamento ligados a placa não são desprezados. A

rigidez à flexão é mais elevada no radier rígido, logo, o mesmo pode ser tratado como

um corpo rígido, segundo o ACI (American Concrete Institute, 1997).

Segundo American Concrete Institute – ACI (1997), considera o radier rígido,

quando:

1. Quando a coluna 1 atender o seguinte espaçamento:

𝑙 ≤175

√ 𝐾𝑣 ∗ 𝑏4 ∗ 𝐸𝑐 ∗ 𝑙

Onde b é a largura da faixa de influência da linha da coluna, Kv é o coeficiente

de reação vertical e EcI é a rigidez à flexão da faixa.

2. A variação da carga e o espaçamento da coluna não pode ser

maior que 20%

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Quando uma dessas condições não for atendida, o radier é considerado como

flexível.

4.3 TECNOLOGIA

Quanto à tecnologia, é empregado o concreto armado e o concreto protendido

para a execução da fundação do tipo radier.

5. CONCRETO PROTENDIDO E CONCRETO ARMADO

5.1 CONCRETO PROTENDIDO

5.1.1 Definições Básicas

A armadura ativa ou armadura protensão, é a armadura que será tracionado,

ou seja, será alongada com equipamentos especiais e, quando devidamente

ancorado, passará a força necessária de protensão ao concreto. É composta por

barras, fios isolados ou cordoalhas (NBR 6118/2014).

A armadura passiva é uma armadura que não é empregado para produzir

força de protensão, ou seja, a armadura não é alongada. É composta por barras ou

fios de aço para concreto armado (NBR 6118/2014).

5.1.2 Aços Para Concreto Protendido

Conforme Pfeil (1980) os aços usados para protensão é constituído pela sua

alta resistência e ausência de escoamento. O mesmo caracteriza –se por ser muito

econômico, em comparação entre o custo e o valor força exercida para cada tipo de

aço (comparação entre o aço CA e CP), devido a elevada resistência, que pode ser,

três vezes maior que o aço usado nas estruturas em CA, segundo (CARVALHO, 2012;

VERÍSSIMO E CÉSAR JR, 1998).

5.1.3 Concreto Protendido Pré – Tracionado

Conforme a NBR 6118, o concreto protensão da armadura ativa é pré –

alongado usando apoios independentes, sendo que a armadura de protensão é ligada

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a apoios desfeitos após o concreto ser endurecido e a ancoragem é feita por

aderência.

5.1.4 Concreto Protendido Pós – Tracionado

Feito a concretagem e cura do concreto, então é feito o estiramento da

armadura ativa com apoio na própria peça, gerando ou não aderência da armadura

com o concreto, segundo (Carvalho, 2012).

5.1.5 Concreto Protendido Com Aderência Inicial

Carvalho (2012), afirma que, a armadura ativa é posicionada, ancorada e

tracionada em blocos nas cabeceiras do berço. Depois a armação da armadura

passiva é feita a concretagem e cura do concreto, as armaduras ativas são desfeitas

da cabeceira. O tracionamento por aderência do concreto evita de o aço voltar a

posição original, o esforço de tração se transfere ao concreto na forma de

compressão.

5.1.6 Concreto Protendido Com Aderência Posterior

A armadura ativa de protensão é pré – alongada após o endurecimento do

concreto, usando como apoio a própria peça, gerando aderência com o concreto de

forma duradouro, mediante a injeção de bainhas, conforme (Ishitani; Leopoldo;

França, 2002).

5.1.7 Concreto Protendido Sem Aderência

Neste caso, o concreto protendido sem aderência, é obtido como no caso

anterior, mas após o estiramento da armadura de protensão, não é criado aderência

com o concreto. Assim, a armadura tracionada após a execução da peça de concreto

é chamada de ativa, segundo (Veríssimo, César Júnior, 1998).

5.1.8 Perdas De Força De Protensão

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As perdas que ocorrem ao longo do cabo são devido a diminuição dos

esforços e protensão e podem ser classificadas como imediatas, devido sobretudo à

forma como se procede a protensão e às propriedades do aço e do concreto, e ao

longo do tempo, que se deve às propriedades visco elásticas tanto do concreto quanto

do aço, segundo Carvalho (2012).

5.2 CONCRETO ARMADO

5.2.1 DEFINIÇÕES BÁSICAS

Depende apenas da aderência entre o concreto e a armadura e, não se

aplicam alongamentos iniciais das armaduras antes de ser gerado aderência. É

composta por barras de aço, conforme a NBR 6118 (2014).

6. MATERIAIS

6.1 Concreto

A durabilidade do projeto é um dos fatore que influenciam na escolha do tipo

de concreto e a classe que será utilizado, assim como, a resistência requerida nos

primeiros anos, os materiais disponíveis e o fator econômico. A NBR 6118 (2014), já

estabelece os valores mínimos a resistência a compressão de acordo com a

agressividade e a classe de agressividade para o concreto armado e concreto

protendido.

TIPO

Classe de Agressividade

I II III IV

CONCRETO ARMADO ≥ C20 ≥ C25 ≥ C30 ≥ C40

CONCRETO

PROTENDIDO

≥ C25 ≥ C30 ≥ C35 ≥ C40

Tabela 1 - Correspondência entre classe de agressividade do concreto; Fonte: NBR 6118 (2014), página 18.

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6.2 Cordoalhas Engraxadas

As cordoalhas devem estar livres e limpas de corrosão. Deve – se atentar para

a cobertura plástica se não tem algum rasgo ou falhas antes do lançamento do

concreto com fitas plásticas para que a cordoalha seja isolada do concreto, de acordo

com Emerick (2002).

As cordoalhas de 7 (sete) fios são normalmente utilizados em piso de concreto

pós – tensionados com aços de relaxação normal.

Figura – Detalhe da cordoalha de 7 fios

Tipo de Cordoalha Ø 12,7 mm (1/2”) Ø 15,2 mm (3/8”)

Área mínima (mm²) 98,7 140

Área aproximada (mm²) 101,4 143,5

Peso linear com bainha e graxa

(kg/m)

0,89 1,24

Carga de ruptura – fptk (kN) 187,3 265,8

Módulo de elasticidade (GPa) Aproximadamente 196

Alongamento após ruptura 3,5%

Ø cordoalha + bainha (mm) 15,4 18,1

Tabela 2 - Características das monocordoalhas engraxadas de 7 fios – Aço CP 190; Fonte: NBR

7483 (2004), página 07.

A tabela 2 demonstra algumas das propriedades físicas e geométricas das

monocordoalhas engraxadas de 7 (sete) fios com diâmetro de 12,7 mm e 15,2 mm.

As indústrias fornecem as cordoalhas já engraxadas e plastificadas. Deve –

se evitar a utilização do PVC como capa protetora, pois esse material libera íons de

cloreto em certas condições.

6.3 Armadura Passiva

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Segundo a NBR 6118 (2014), nos projetos de estruturas de concreto armado

deve ser utilizado aço classificado pela NBR 7480/1996 com o valor característico da

resistência de escoamento nas categorias CA-25, CA-50 e CA-60. Os diâmetros e

seções transversais nominais devem ser os estabelecidos na NBR 7480/1996.

6.4 Armadura de protensão

Segundo Veríssimo (1998), as armaduras de protensão contem barras ou fios,

feixes (barras ou fios paralelos) ou cordões (fios enrolados), onde provem à produção

das forças de protensão. O cabo é denominado a unidade da armadura de protensão

considerada no projeto e denomina – se também a armadura protentida como ativa.

7. PROCESSO CONTRUTIVO DO RADIER

Segundo Sobral (2015), o radier é uma estrutura em forma de placa executado

com concreto armado ou com concreto protendido dimensionado para suportar e

distribuir as cargas de forma uniforme para o solo. A utilização desse tipo de fundação

traz benefícios relacionados a recalques diferenciais, por conta disso a rigidez do

radier é indispensável. A determinação das dimensões da mesma, a tensão

admissível deve ser maior ou igual a tensão que o solo receberá.

Para Almeida (2001), a execução da fundação em radier, o subleito deve

fornecer uma base firme e que seja uniforme para a placa, no caso de não ser

possível, deve – se utilizar a brita graduada para otimização. As juntas expansivas

são utilizadas para a expansão da placa, devido à alteração da temperatura. Para

evitar fissuras no radier é recomentado a utilização de juntas de concentração no dia

do lançamento do concreto.

Dória (2007) afirma que, para a construção do radier primeiro deve ser feito a

definição do modelo estrutural, com informações das dimensões, os carregamentos,

entre outros. A determinação da espessura do radier é imprescindível, pois, assim que

adotado, deve passar por uma análise criteriosa para saber se necessita aumentar,

diminuir ou manter as dimensões da espessura. Definido o modelo é elaborado a

planta do radier e, logo após, é determinado a grelha da peça.

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7.1 RADIER DE CONCRETO PROTENDIDO

A execução do radier de concreto protendido é a simplicidade característica,

no qual, as cordoalhas e seus acessórios requer um trabalho muito simples na obra.

Cauduru (2000) sugere que a altura de um elemento de concreto protendido

seja na ordem de 70% da altura em relação concreto armado. A altura desse elemento

estrutural deve ser determinada logo na fase inicial do dimensionamento da laje.

O método mais utilizado é o de protensão sem aderência, pois não requer a

injeção de pasta de cimento, utilizando portanto cordoalhas engraxadas o que

colabora para a sua simplicidade.

Segundo Cauduru (2000), a construção do radier com concreto protendido é

feito a limpeza e preparo do terreno, colocação das canalizações, colocação de filme

plástico, formas laterais, cordoalhas com suas ancoragens e fretagens, concretagem,

alisamento mecânico e, após três dias, protensão. No dia seguinte à concretagem, já

se pode fazer a marcação da alvenaria.

O radier de concreto protendido suporta cargas mais elevadas do que o

método tradicional, tendo resistência a edifícios residenciais com 2, 7, 12 e 15

andares.

7.2 RADIER DE CONCRETO ARMADO

A resistência a compressão influencia diretamente na definição da espessura

do radier e nas propriedades das superfícies acabadas. A resistência a compressão

está diretamente ligada na deformação de retração, na deformação lenta e na

deformação referente à variação da temperatura ambiente. As especificação e

determinação dessa resistência são imprescindível para o bom funcionamento

estrutural do radier em concreto armado.

A resistência ao desgaste do concreto, está ligado a resistência a compressão

do concreto. Pesquisa da Portland Cement Association (1983), mostra que a mesma

aumenta devido à redução da quantidade de água ou devido à grande quantidade de

cimento, ou ambos a resistência a compressão do concreto aumenta. A qualidade do

concreto é prescindível; a solidez e a dureza da argamassa é importante após o

desgaste da superfície do agregado graúdo.

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Segundo Cauduro (2000), a construção do radier de concreto armado é feita

a demarcação à volta da área; escavação (valeta) sob todas as paredes retirando-se

a terra manualmente; colocação de concreto no fundo da vala; levantamento de base

de tijolos de largura maior que a das paredes até o nível adequado, colocação de

fôrmas laterais, armação e concreto sobre todas as bases, formando a “cinta”,

impermeabilização da cinta; reatêrro manual e finalmente apiloamento manual. Todos

esses trabalhos em área de 300 m², podem demorar de 5 a 7 dias para serem

executados.

As fissuras em fundações tipo radier de concreto armado, aparecem devido a

movimentação do solo, do comportamento térmico do concreto ou da retração ou da

retração do concreto.

8. VANTAGENS E DESVANTAGENS

8.1 Custo

O custo do material usado na execução da fundação do tipo radier de concreto

protendido pode ser até 35% mais econômico do que o custo do material da fundação

em concreto armado, segundo Impacto, (2019).

A execução do radier de concreto protendido requer mão – de – obra

qualificada o que pode encarecer ainda mais esse sistema. Em contrapartida, o

volume de concreto protendido utilizado na fundação é muito menor que na fundação

do sistema convencional, pois é usado concreto com elevada resistência,

proporcionando a diminuição da espessura do radier.

A armadura de protensão tem um alto custo o que pode encarecer ainda mais

esse tipo de estrutura, segundo Impacto, (2019)

8.2 Vida útil

De acordo com Leonhardt (1983), o concreto protendido tende a diminuir com o

passar do tempo as chances de elementos fletidos sofrerem flexão devido a fissuras

são baixas e no caso de acontecer a protensão impedi que a fissuras comprometam

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as estruturas tornando os valores insignificantes, essa característica permiti ao

concreto protendido uma durabilidade maior em relação ao concreto armado.

Em contra partida, a armadura do concreto protendido tende a sofrer maior

corrosão que a armadura do concreto armado, sendo mais danosos em estruturas

com armaduras ativas do que nas estruturas com armadura passiva. Deve ser feito

um tratamento nas armaduras de concreto protendido para que não ocorra corrosão

eliminando o risco.

8.3 Método construtivo

O concreto protendido tem uma vantagem maior em relação ao tempo de cura

do que o concreto armado, a desforma das estruturas com armadura ativa tem a

possibilidade divido a mesma apresentar maior eficiência no combate à flexão do que

as estruturas de concreto armado, permitindo uma redução no cronograma de

execução da obra, segundo Emerick (2002).

Por outro lado, o custo utilizando estruturas de concreto armado apresentam -se

em maior vantagem se comparado com as estruturas de concreto protendido pois,

encarece a obra por ser necessário mão – de – obra especializada.

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CONCLUSÃO

O objetivo deste estudo foi mostrar o processo de execução de um radier de

concreto protendido e armado. A revisão bibliográfica foi feita baseada nos conceitos

de protensão, armado e materiais utilizados. Assim como, a citação de algumas

vantagens e desvantagens na utilização de cada método construtivo.

Foi observado que o radier de concreto protendido, embora, seja de grande

viabilidade devido a facilidade na execução se torna difícil e mais cara por falta de

mão de obra especializada, o radier de concreto armado é mais utilizado por não

precisar de mão de obra qualificada. Em contra partida, o custo de utilizar o radier

protendido apresenta ser mais barato que o sistema convencional pois não necessita

de uma grande quantidade de concreto.

A aplicação do concreto protendido no radier se mostrou bastante vantajoso

para construções com vários pavimentos, onde, a fundação necessita de alta

resistência para suprir as cargas atuantes da estrutura. O radier de concreto

protendido apresenta vantagens também pela rapidez na execução, segurança, baixo

custo e a simplicidade na obra sendo um ponto bastante positivo na escolha de qual

tecnologia usar para a execução do mesmo.

Embora o radier de concreto protendido apresente vários pontos favoráveis,

a execução desse tipo de construção não é tão conhecida como o radier de concreto

armado. Com o tempo, o radier protendido pode vir a se popularizar pelo fato da sua

grande facilidade de execução e economia de recursos se comparada com o modelo

convencional.

Deve ser feita uma análise previa antes de escolher qual tecnologia usar antes

de determinar o tipo de radier a ser empregado, deve – se verificar não de forma

generalizada, mas que seja comprovada economicamente sempre.

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