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Fck do concreto: o que é, como é obtido e quais são as recomendações normativas?

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Atualmente existem diversos tipos de concretos no mercado da construção civil, e eles se diferenciam principalmente pelo seu fck. O conhecimento das características de composição, e o que é fck de um concreto está diretamente relacionado com durabilidade, economia e segurança de uma estrutura de concreto armado.

O fck é uma sigla referente ao termo inglês “Feature Compression Know”. Apesar da tradução livre não fazer menção direta aoconcreto, no Brasil o termo é referido para designar a resistência caraterística do concreto à compressão. O conceito do fck é imprescindível para projetos estruturais em concreto. Os cálculos considerando as propriedades corretas de resistência podem colaborar significativamente na quantificação exata de materiais, que por sua vez afeta no setor orçamentário da obra.

Se você deseja saber o que é o fck de um concreto, qual a unidade de medida e o que ela significa, além de como são obtidos os valores desta propriedade, e quais são as relações que ela tem com projetos e execução de estruturas em concreto, leia este artigo até o final!

O que é o Fck do concreto?

O fck é definido pela ABNT NBR 6118:2014, como sendo a resistência característica do concreto à compressão. É uma variável de grande importância para a correta elaboração de projetos estruturais. Sua unidade no SI é o Mega Pascal (MPa).

A norma diz ainda que quando não for especificada a data, o fck é a resistência característica do concreto à compressão aos 28 dias de idade. Além do fck é utilizado também em projetos de dosagem de concreto o fcj, que se refere a resistência do concreto à compressão em j dias de idade.

Essa resistência é medida através do ensaio de compressão, normatizado pela ABNT NBR 5739:2018 e de um cálculo estatístico especifico que serão tratados nos próximos subitens deste artigo. O método de obtenção do fck é relevante principalmente para garantia de resistência utilizada em cálculos estruturais, assim como a correta produção do concreto, tanto para concretagem de elementos estruturais como para empresas que fabricam elementos pré-moldados.

Em todo projeto estrutural de concreto, é obrigatória a especificação do fck que foi utilizado para cálculo, assim essa informação deve ser passada para equipe responsável executora do projeto.

Unidade de medida do fck

Como citado anteriormente, a unidade do fck de um determinado concreto é medida por MPa (Mega Pascal).

O Pascal é a pressão exercida pela força equivalente a 1 Newton, distribuída uniformemente sobre uma superfície de região plana com área de 1 m², e que esteja perpendicular a força aplicada, ou seja:

1 Pascal (Pa) = 1 Newton/metro quadadro (N/m²)

Mega é unidade de 1 milhão, e 1 Newton equivale a 0,101972 kgf/m², então:

1 Mega Pascal (MPa) = 1 milhão de Pascal (Pa) =  10,1972 kgf/cm²

Para projeto, usualmente este valor é aproximado para 10 kgf/cm². Por exemplo, um concreto com fck de 20 MPa tem uma resistência característica a compressão de 200 kgf/cm².

Ensaio de compressão do concreto

ensaio a compressão

A NBR 5738:2015 – Concreto – procedimento para moldagem e cura do corpo de prova – trata especificamente das etapas e procedimentos que devem ser realizados para a moldagem de corpos de prova. Essa moldagem é uma etapa essencial para realização do ensaio do concreto à compressão, que é o que determina o fck.

O ensaio de compressão por sua vez é normatizado pela ABNT NBR 5739:2018 – Concreto — Ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos.

Etapas do Ensaio (fck do concreto)

Moldagem corpos de prova:

A primeira fase é a moldagem dos corpos de prova cilíndricos, estes podem ter dimensões variáveis, sendo obrigatório que a altura seja o dobro do diâmetro, podendo ter uma variação aceitável máxima de 1% para o diâmetro e de 2% para altura. As dimensões de diâmetro podem ser de: 10 cm, 15 cm, 20 cm, 25 cm, 30 cm ou 45 cm. O padrão de corpo de prova cilíndrico utilizado no Brasil é o de 15 cm de diâmetro e 30 cm de altura.

As formas dos corpos de prova devem ser previamente lubrificadas com uma fina camada de óleo mineral. O concreto deve ser então inserido nas formas e corretamente adensado, conforme as especificações de adensamento (manual ou mecânico) que a norma trata.

Cura:

Os corpos de prova devem ser submetidos a uma cura inicial de até 24 horas em local seguro, em seguida são desmoldados e devem ser encaminhados para cura úmida até o momento do ensaio. Antes do ensaio é realizada a preparação das superfícies do corpo de prova, que pode ser realizada por retificação ou capeamento.

Rompimento:

Na segunda fase é realizado o rompimento dos corpos de prova. Os diâmetros e altura dos corpos de prova devem ser conferidos com exatidão antes de se iniciar o rompimento. Estes devem atender às variações máximas permitidas. A máquina para o ensaio deve atender as especificações da ABNT NBR ISO 7500-1.

O carregamento aplicado ao corpo de prova pela maquina deve ser realizado de maneira continua e sem choques. A velocidade ideal estabelecida pela norma é de 0,45 + ou – 0,15 MPa por segundo, e só deve ser interrompido com a ruptura.

ensaio a compressão - fck do concreto

A resistência à compressão (fc) do corpo de prova é obtida dividindo o valor resultante do ensaio, pela área as seção do corpo de prova em cm². Assim, é obtida a resistência em kgf/cm² que se dividida ainda por 10,1972 obtém-se a resistência em MPa.

Curva de Gauss

A analise e determinação do valor do fck, de um determinado lote de concreto ensaiado, é regulamentada pela ABNT NBR 12655:2006 – Concreto de cimento Portland – Preparo, controle e recebimento – Procedimento.

A partir dos resultados de resistência a compressão simples (fc) obtidos no ensaio, é feita a determinação do fck do concreto. Esse processo ocorre através de um cálculo estatístico. Esse cálculo envolve o conceito de distribuição normal.

Após o ensaio de um número de corpos de prova que seja estatisticamente representativo, serão obtidos valores divergentes. Isso se dá pela grande quantidade de fatores que alteram as características do concreto. Com isso gera-se um gráfico, levando em consideração a densidade de frequência (quantidade de corpos de prova) e a resistência obtida (fc). Os resultados das amostras são avaliados de acordo com média aritmética das resistências (fcm) obtidas e o desvio padrão (Sn) das mesmas. Com isso é obtida a curva de distribuição normal ou Curva de Gauss.

curva de Gauss - fck do concreto

As normas brasileiras especificam que apenas 5% das amostras podem apresentar resistência abaixo do fck especificado em projeto. Define-se então como resistência característica a compressão do concreto, o valor que apresenta uma probabilidade de que 95% dos corpos de prova apresentem valores maiores que ele. Então:

Fck = Fcm – 1,65.Sn

Onde:

Fck = Resistencia característica a compressão do concreto;

Fcm = Resistencia media do concreto;

1,65 = Coeficiente estatístico de distribuição normal (relativo aos 5%);

Sn = Desvio padrão das resistências do ensaio.

Fck’s usuais em estruturas de concreto

O concreto é um dos elementos da construção civil que mais evoluiu em relação às novas tecnologias. Atualmente existem no mercado concretos com fck’s altíssimos, podendo chegar até 100 MPa. A ABNT NBR 8953:2015 – Concreto para fins estruturais — Classificação pela massa específica, por grupos de resistência e consistência – classifica os concretos estruturais em dois grupos de acordo com o fck:

classes de fck do concreto nbr8953

Além disso, a NBR 6118:2014 trata de recomendações para utilização das classes de resistência de acordo com as classes de agressividade ambiental (CAA): correspondência fck do concreto e classe de agressividade ambiental - nbr6118

classe-de-agressividade-ambiental-nbr6118

Relação Fck do concreto com projetos e execução estruturas

O fck do concreto é uma característica essencial para todo tipo de projeto e obras de engenharia. Ele é definido logo no inicio da elaboração de um projeto estrutural. Para isso devem ser levadas em consideração as características da obra, as características da estrutura, as recomendações normativas (conforme subitem acima) e não menos importante o custo-benefício, visto que o valor do concreto varia de acordo com a resistência do mesmo.

Como o traço do concreto é definido através do fck, é imprescindível que as empresas de concretagem estejam cientes do fck a ser utilizado em uma determinada obra. Assim como, é de obrigação do engenheiro ou técnico responsável, a checagem do concreto que chega a obra. Estes devem realizar e fiscalizar os procedimentos necessários para conferência do fck (coleta e moldagem de corpos de prova).

O controle tecnológico através do teste laboratorial que confirma se a resistência do concreto utilizado atingiu o fck definido em projeto, é extremamente importante. Existe uma série de fatores envolvendo desde a fabricação do concreto até a aplicação em um elemento estrutural, que podem colocar em risco a resistência e desempenho. Um exemplo pode ser o atraso do concreto pra chegar na obra, mudanças climáticas, dentre outros.

Neste artigo vimos o que é o fck de um concreto, qual a unidade de medida utilizada, além de como é realizado o processo de determinação deste parâmetro, vimos também as exigências normativas e relação do fck com projeto e execução de estruturas! Caso se interesse em conteúdos relacionados a projetos de estruturas de concreto armado, acompanhe meus vídeos no Youtube clicando aqui!

Espero ter contribuído para a evolução do seu conhecimento! Deixe nos comentários sua opinião sobre a importância do fck em projetos estruturais de concreto!

Até a próxima!

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