Introdução

Quando se fala em concreto estrutural, a primeira propriedade que normalmente vem à mente é o fck, ou seja, a resistência característica à compressão do concreto.

No entanto, quando o concreto é utilizado em fundações, essa abordagem pode ser simplista e até equivocada. Em muitos casos, o desempenho do concreto em fundações depende mais de outros fatores do que propriamente do valor de resistência especificado.

Aspectos como relação água/cimento, cobrimento das armaduras, ambiente de exposição, presença de água no solo e durabilidade do material são determinantes para o comportamento adequado das fundações ao longo da vida útil da estrutura.

Este artigo apresenta uma análise técnica baseada nas recomendações das normas NBR 6118 – Projeto de Estruturas de Concreto e NBR 6122 – Projeto e Execução de Fundações, mostrando por que o concreto de fundações não deve ser avaliado apenas pelo valor de fck.

Assista ao vídeo sobre o tema

Neste vídeo explicamos de forma objetiva por que o concreto utilizado em fundações possui particularidades importantes em relação ao concreto de superestrutura.

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O vídeo apresenta uma visão resumida do tema. A seguir aprofundamos os principais aspectos técnicos envolvidos.

O significado do fck no concreto estrutural

O fck representa a resistência característica à compressão do concreto aos 28 dias, definida estatisticamente como o valor abaixo do qual apenas 5% dos resultados de ensaio podem ocorrer.

A resistência à compressão é determinada por meio de ensaios realizados em corpos de prova cilíndricos, conforme estabelecido pelas normas técnicas.

A tensão média de compressão é obtida por:fc=PAf_c = \frac{P}{A}fc​=AP​

onde:

fc = tensão de compressão do concreto
P = carga aplicada no ensaio
A = área da seção transversal do corpo de prova

Embora essa propriedade seja fundamental para o dimensionamento estrutural, ela não é suficiente para caracterizar o desempenho do concreto em fundações.

Relação água/cimento e microestrutura do concreto

Um dos fatores mais importantes para o desempenho do concreto é a relação água/cimento (a/c).

Essa relação influencia diretamente a porosidade da pasta de cimento e, consequentemente, a durabilidade do material.

De forma simplificada:

  • relações água/cimento menores resultam em matrizes menos porosas
  • relações maiores produzem concretos mais permeáveis e menos duráveis

A hidratação do cimento gera principalmente o C-S-H (silicato de cálcio hidratado), que é o principal responsável pela resistência e pela coesão da matriz do concreto.

Quanto menor a relação água/cimento, maior tende a ser a quantidade de C-S-H formado em relação aos vazios capilares.

Ambiente de exposição em fundações

As fundações frequentemente trabalham em ambientes diferentes daqueles encontrados na superestrutura.

Em muitas situações o concreto permanece em contato permanente com:

  • solo úmido
  • água subterrânea
  • ambientes agressivos do ponto de vista químico.

Em cidades como Montes Claros, por exemplo, é comum que parte das estacas esteja situada abaixo do nível freático, o que significa que o concreto permanecerá permanentemente saturado.

Essa condição exige atenção especial à durabilidade do concreto, conforme previsto na NBR 6118.

Cobrimento das armaduras

Outro aspecto fundamental no concreto de fundações é o cobrimento das armaduras.

O cobrimento tem como principais funções:

  • proteger as armaduras contra corrosão
  • garantir aderência adequada entre aço e concreto
  • aumentar a durabilidade da estrutura.

A espessura do cobrimento depende da classe de agressividade ambiental, definida na NBR 6118.

Em ambientes onde o concreto permanece em contato com solo ou água, os cobrimentos exigidos costumam ser maiores do que aqueles adotados em elementos da superestrutura.

Concretos utilizados em fundações profundas

Nas fundações profundas, como estacas escavadas ou hélice contínua, o concreto precisa apresentar características específicas.

Entre elas:

  • boa fluidez para lançamento
  • resistência à segregação
  • capacidade de preenchimento adequado da escavação
  • estabilidade em presença de água.

Essas propriedades são fundamentais para garantir a integridade da estaca ao longo de toda sua extensão.

Interação solo-concreto

O comportamento das fundações não depende apenas das propriedades do concreto isoladamente.

Nas estacas, por exemplo, parte significativa da capacidade de carga pode ser mobilizada através da resistência lateral ao longo do fuste.

Essa interação depende diretamente da qualidade da interface entre o concreto e o solo.

Superfícies irregulares, vazios ou segregações podem reduzir significativamente a capacidade de carga da fundação.

Conclusão

Embora o valor de fck seja um parâmetro importante no projeto estrutural, ele não representa sozinho o desempenho do concreto utilizado em fundações.

Fatores como:

  • relação água/cimento
  • ambiente de exposição
  • cobrimento das armaduras
  • qualidade da execução
  • interação solo-estrutura

são igualmente determinantes para o comportamento e a durabilidade das fundações.

Por esse motivo, o projeto e a execução de fundações exigem uma abordagem integrada entre engenharia estrutural e geotecnia.

Referências bibliográficas

Associação Brasileira de Normas Técnicas.
NBR 6118 – Projeto de Estruturas de Concreto.

Associação Brasileira de Normas Técnicas.
NBR 6122 – Projeto e Execução de Fundações.

Mehta, P.; Monteiro, P.
Concrete: Microstructure, Properties and Materials.

Neville, A.
Properties of Concrete.