Tubos de Concreto Armado

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    19-Jun-2015

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ESCOLA POLITCNICA DA UNIVERSIDADE DE SO PAULO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE CONSTRUO CIVIL

Tubos de concreto com fibras para guas pluviais e esgotoAntonio D. de Figueiredo

Tubos de Concreto

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Principais Aplicaes

Trip das obras de engenhariaEMPREENDIMENTOControle de produo e Controle de recebimentoe e dad iida ual qua a q uto da e d odut rolle p od ntro pr ont Co

Co ntro le d e e da qu xec alida u de o

Projeto baseado em modelo confivel

do do

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Obras de Saneamento BsicoO bom desempenho de uma obra de infra-estrutura depende de 3 fatores fundamentais: Elaborao de um Projeto adequado a realidade de uma populao; Aquisio de um Produto que atenda os requisitos especificados em projeto; Execuo que resulte em uma Obra econmica, segura, durvel e que atenda as anseios da populao;

Comparao de CustosCOMPARAR SISTEMA COMPLETO E NO APENAS PREO UNITRIO DOS PRODUTOS! Custo global e desempenho global que devem ser otimizados. Existncia de Normalizao do Sistema proposto e Conformidade com especificao.

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Comparao de CustosAnalisar as variveis intervenientes:Condies ambientais; Solicitaes (carregamentos, agentes agressivos, etc.); Manuteno; Impacto no entorno da obra.

Projeto

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Projeto Dimensionamento hidrulicoCaractersticas geomtricas; Vazo, declividade e profundidade; Locao em planta e cortes; Medidas de proteo contra eroso e entupimentos.

Dimensionamento de cargas atuantesDeterminao de carregamentos; Dimensionamento do tubo.

Projeto EstruturalCarga total / Fe = Carga de Fissura (Ruptura) Onde :Carga total = carga de terra + carga mvel + carga localizada Fe = fator de equivalncia (conforme bases de assentamento) Carga Fissura = carga de resistncia mnima do tubo - ABNT

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Classes de Tubo - ABNTRESISTNCIA DOS TUBOS DE CONCRETO PARA ESGOTO SANITRIODIMETRO NOMINAL (MM) EA2 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 90 105 120 CARGAS MNIMAS DE FISSURA (kN/m) EA3 27 36 45 54 63 72 81 90 99 108 135 158 180 EA4 EA2 CARGAS MNIMAS DE RUPTURA (kN/m) EA3 EA4

300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1500 1750 2000

3648 60 72 84 96 108 120 132 144 180 210 240

2736 45 54 63 72 81 90 99 108 135 158 180

4154 68 81 95 108 122 135 149 162 203 237 270

5472 90 108 126 144 162 180 198 216 270 315 360

Controle de Qualidade NBR 8890/2007 Tubos deconcreto, de seo circular, para guas pluviais e esgotos sanitrios - Requisitos e Mtodos de Ensaios

NBR 15319/2006 Tubos deconcreto, de seo circular, para cravao - Requisitos e Mtodos de Ensaios

Norma Tcnica do material no pode ser ignorada !

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Controle de Produto AcabadoO controle de recebimento dos tubos previsto na NBR 8890/2007 prev : inspeo visual e dimensional, compresso diametral, permeabilidade e estanqueidade da junta, e absoro.

Produtoinspeo visual edimensional,

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Controle de Produto Acabadoabsoro

estufa

balana

equipamentos para fervura dos corpos de prova

Fibras de ao A utilizao do concreto reforado com fibras de ao ocorre no Brasil h vrios anos. Isto veio acontecendo sem que se tivesse disposio qualquer norma nacional sobre o assunto. Houve a publicao, pela ABNT, da norma NBR 15530:07 Fibras de ao para concreto Especificao. Diversas aplicaes

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Construo de tneis com concreto projetado reforado com fibras de ao

Caves na Califrnia

Channel Tunnel Rail Link - London

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Channel Tunnel Rail Link - London Segmentos com fibras de ao e polipropileno

Tubos de concreto para gua pluvial e esgoto

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Introduo Trabalhos anteriores: Avaliao comparativa de desempenho (CHAMA NETO e FIGUEIREDO, 2003). Caracterizao do comportamento mecnico do componente (FIGUEIREDO et al, 2007).

Viabilizao do uso das fibras de ao na reviso da norma NBR 8890 - Tubo de concreto, de seo circular, para guas pluviais e esgotos sanitrios.

Introduo A concepo da NBR similar norma europia NBN EN1916 Concrete pipes and fittings, unreinforced, steel fibre and reinforced, com algumas inovaes na avaliao do componente. a primeira norma do Brasil a parametrizar o uso do concreto reforado com fibras de ao.

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Introduo Desenvolvida em paralelo com a norma de especificao da prpria fibra (NBR 15530:07). Aqui sero comentados os aspectos especficos do uso da fibra na produo dos tubos. Especialmente: ensaio de compresso diametral.

Produo dos tubos Tubos so componentes pr-moldados de concreto, controlados como produto acabado. Pode possuir marca de conformidade ou certificado de conformidade de terceira parte. Preocupao SABESP: controle de recepo.

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Produo de tubos

Produo de tubos

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Produo de tubos

Concepo da norma para o uso das fibras A nova norma considera os tubos produzidos com CRFA como tubos reforados. Podem ser utilizados nas mesmas condies que aqueles armados convencionalmente. Deve haver identificao especfica para os tubos reforados com fibras. No se permite troca do tipo de reforo sem prvia qualificao especfica.

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Concepo da norma para o uso das fibras A norma, prev um plano de controle dos tubos que chegam obra abordando: Tolerncias dimensionais; Defeitos; Capacidade resistente (ensaio de compresso diametral).

Princpios bsicos da engenharia: No houve revogao da necessidade do controle da qualidade em nenhum setor da engenharia. inconcebvel utilizar tubos sem controle de aceitao do componente, qualquer que seja o reforo. Princpio bsico: o controle da qualidade no pode ser baseado em critrios intuitivos como: Amizade Confiana Necessidade de reduo de custo, Etc.

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Concepo da norma para o uso das fibras Os tubos reforados com fibras seguem a mesma classificao adotada para os tubos de concreto armado convencional. Parmetros bsicos de classificao: Carga de fissura - tubos armados. Carga mnima isenta de dano - tubos reforados com fibras.

Estas cargas so determinadas no ensaio de compresso diametral.

Diferena bsica entre fibra e tela: reforo da espessura do tubo

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Trabalho da Fibra: ponte de transferncia de tenso na fissuraSuper fissura Fibra longa

Eliminao de fragilidade Constatou-se uma razovel capacidade de suporte ps-fissurao mesmo para baixos teores em tubos no conformes segundo a norma.

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Ensaio de compresso diametral

Filosofia

P

D

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Filosofia

P

D

FilosofiaP

D

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Ensaio de compresso diametral A norma prev dois procedimentos diferentes para a qualificao dos tubos, sejam eles armados convencionalmente ou com fibras. Apesar de algumas diferenas o princpio bsico do ensaio muito similar. O nvel das exigncias mais alto para os tubos de CRFA.

Ensaio de compresso diametral No ensaio do tubo convencional submetese o mesmo a um carregamento contnuo at a sua ruptura e determina-se: carga de fissura (0,25 mm) carga de ruptura (mxima). No ensaio do tubo de CRFA o procedimento visa tambm verificar o nvel de resistncia ps-fissurao (ductilidade).

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Ensaio de compresso diametral:

O ensaio para tubos de concreto com fibras

Ensaio de compresso diametral A norma prev para a carga de classificao do componente que: Os tubos que forem reforados com fibras no podero apresentar qualquer dano Os tubos convencionalmente armados podero apresentar fissuras com aberturas de at 0,25mm

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Ensaio de compresso diametral As diferenas no procedimento de ensaio no implicam numa resposta diferente do componente (FIGUEIREDO et al, 2007), podendo-se comparar os resultados diretamente.

Ensaio monitorado de tubo de CRFA em conformidade com a norma

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Ensaio monitorado de tubo de CRFA em conformidade com a norma

Ensaio monitorado de tubo de CRFA em conformidade com a norma

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Ensaio de compresso diametral40kg/m NBR - Araraquara 250Instabilidade3

200 Carga (kN) 150 100 50 0 0 2 4 6 8 Deformao diametral mdia (mm)Carga mxima Inicio da fissurao

Ensaio de compresso diametral40kg/m EN1916 - AraraquaraCarga mxima3

300 250 Carga (kN) 200 150 100 50 0 0 2 4 6 8 Deformao diametral mdia (mm)Manuteno da carga de 120kN Descarregamento Re-carregamento Carga mxima no re-carregamento

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Ensaio de compresso diametralCarga na deformao crtica de re-carregaemnto (mm) 250 200 150 100 50 0 5 15 25 353

EN1916 NBR Linear (EN1916) Linear (NBR)

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Teor de fibras (kg/m )

Demais exigncias Um nico tipo de fibra pode ser utilizado no reforo dos tubos: A I ao trefilado resistncia mnima do ao de 1000 MPa ancoragem em gancho fator de forma mnimo de 40.

Objetivo: otimizar a capacidade de reforo da fibra para o tubo dado que a resistncia da fibra tem papel preponderante para isto. J foi comprovado em estudos anteriores (CHAMA NETO, FIGUEIREDO, 2003).

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Demais exigncias A norma admite que surjam fibras aparentes na superfcie externa do tubo, no definindo isto como causa de rejeio do tubo. No se admite fibras aparentes na superfcie interna e na ponta do tubo, dado que isto pode comprometer o desempenho do componente.

Demais exigncias Os tubos produzidos com concreto com fibras devero tambm atender a todos os requisitos estabelecidos para o concreto: Permeabilidade Estanqueidade Absoro Tolerncia dimensional.

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Comentrios finaisA norma apresenta uma postura inovadora mas conservadora: Introduz uma nova tecnologia no mercado brasileiro O uso do concreto com fibras estar restrito a tubos com dimetro nominal igual ou inferior a um metro. Exigncias maiores para o tubo com fibras em relao ao armado convencional (carga de fissura carga isenta de dano) Melhor comportamento mecnico Maior durabilidade

Comentrios finaisEsta norma uma grande inovao: Foi publicada antes mesmo de se ter uma aplicao regular do produto. Introduziu algumas novidades em relao normalizao internacional como a exigncia de se controlar a carga mxima psfissurao.

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Obrigado!

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