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ESTRUTURAS DE CONCRETO – CAPÍTULO 3
Libânio M. Pinheiro, Cassiane D. Muzardo, Sandro P. Santos. 31 de março, 2003.

AÇOS PARA ARMADURAS

3.1

DEFINIÇÃO E IMPORTÂNCIA Aço é uma liga metálica composta principalmente de ferro e de pequenas

quantidades de carbono (em torno de 0,002% até 2%). Os aços estruturais para construção civil possuem teores de carbono da ordem de 0,18% a 0,25%. Entreoutras propriedades, o aço apresenta resistência e ductilidade, muito importantes para a Engenharia Civil. Como o concreto simples apresenta pequena resistência à tração e é frágil, é altamente conveniente a associação do aço ao concreto, obtendo-se o concreto armado. Este material, adequadamente dimensionado e detalhado, resiste muito bem à maioria dos tipos de solicitação. Mesmo em peçascomprimidas, além de fornecer ductilidade, o aço aumenta a resistência à compressão.

3.2

OBTENÇÃO DO PRODUTO SIDERÚRGICO Para a obtenção do aço são necessárias basicamente duas matérias-primas:

minério de ferro e coque. O processo de obtenção denomina-se siderurgia, que começa com a chegada do minério de ferro e vai até o produto final a ser utilizado no mercado. O minério de ferro de maioremprego na siderurgia é a hematita (Fe2O3), sendo o Brasil um dos grandes produtores mundiais.

USP – EESC – Departamento de Engenharia de Estruturas

Aços para armaduras

Coque é o resíduo sólido da destilação do carvão mineral. É combustível e possui carbono. Em temperaturas elevadas, as reações químicas que ocorrem entre o coque e o minério de ferro, separam o ferro do oxigênio. Este reagecom o carbono do coque, formando dióxido de carbono (CO2), principalmente. Também é utilizado um fundente, como o calcário, que abaixa o ponto de fusão da mistura. Minério de ferro, coque e fundente são colocados pelo topo dos altos-fornos, e na base é injetado ar quente. Um alto forno chega a ter altura de 50m a 100m. A temperatura varia de 1000°C no topo a 1500°C na base. A combinação do carbonodo coque com o oxigênio do minério libera calor. Simultaneamente, a combustão do carvão com o oxigênio do ar fornece calor para fundir o metal. O ponto de fusão é diminuído pelo fundente. Na base do alto forno obtém-se ferro gusa, que é quebradiço e tem baixa resistência, por apresentar altos teores de carbono e de outros materiais, entre os quais silício, manganês, fósforo e enxofre. Atransformação de gusa em aço ocorre nas aciarias, com a diminuição do teor de carbono. São introduzidas quantidades controladas de oxigênio, que reagem com o carbono formando CO2.

3.3

TRATAMENTO MECÂNICO DOS AÇOS O aço obtido nas aciarias apresenta granulação grosseira, é quebradiço e de

baixa resistência. Para aplicações estruturais, ele precisa sofrer modificações, o que é feito basicamente pordois tipos de tratamento: a quente e a frio. a) Tratamento a quente Este tratamento consiste na laminação, forjamento ou estiramento do aço, realizado em temperaturas acima de 720°C (zona crítica).
3.2

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Aços para armaduras

Nessas temperaturas há uma modificação da estrutura interna do aço, ocorrendo homogeneização e recristalizaçãocom redução do tamanho dos grãos, melhorando as características mecânicas do material. O aço obtido nessa situação apresenta melhor trabalhabilidade, aceita solda comum, possui diagrama tensão-deformação com patamar de escoamento, e resiste a incêndios moderados, perdendo resistência, apenas, com temperaturas acima de 1150 °C (Figura 3.1). Estão incluídos neste grupo os aços CA-25 e CA-50.

Figura3.1 - Diagrama tensão-deformação de aços tratados a quente

Na Figura 3.1 tem-se: P: força aplicada; A: área da seção em cada instante; A0: área inicial da seção; a: ponto da curva correspondente à resistência convencional; b: ponto da curva correspondente à resistência aparente; c: ponto da curva correspondente à resistência real.

3.3

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