Questão 03 ( 0,80 ponto) Considerando as propriedades do concreto e do aço, escolha as duas alternativas verdadeiras.
a) A resistência à tração do concreto na flexão é menor que a resistência à tração indireta.
b) A resistência do concreto à tração indireta é maior que a resistência à tração direta.
c) Concreto com resistêncià elevada são mais dúcteis em relação aos de menores resistências.
a) A resistência à tração do concreto na flexão é menor que a resistência à tração indireta.
b) A resistência do concreto à tração indireta é maior que a resistência à tração direta.
c) Concreto com resistêncià elevada são mais dúcteis em relação aos de menores resistências.
Passo 1
O enunciado pede: “Considerando as propriedades do concreto e do aço, escolha as duas alternativas verdadeiras.” Foram dadas três afirmações:
a) A resistência à tração do concreto na flexão é menor que a resistência à tração indireta.
b) A resistência do concreto à tração indireta é maior que a resistência à tração direta.
c) Concreto com resistência elevada são mais dúcteis em relação aos de menores resistências.
b) A resistência do concreto à tração indireta é maior que a resistência à tração direta.
c) Concreto com resistência elevada são mais dúcteis em relação aos de menores resistências.
O objetivo aqui é avaliar cada uma dessas afirmações e decidir quais são verdadeiras. Vou listar as informações relevantes que usarei:
- Existem três modos de medir/avaliar tração em concreto: tração direta (ensaio de tração axial), tração indireta por compressão diametral (ensaio de divisão ou “Brazilian split”) e tração por flexão (módulo de ruptura).
- Há relações empíricas entre as resistências medidas por esses ensaios (valores típicos e razões entre eles).
- As propriedades de ductilidade do concreto variam com a resistência e microestrutura do material.
Passo 2
Explicação didática — o que é cada resistência e por que elas diferem (aula prática, passo a passo).
- Tração direta:
- Ensaio: aplica-se tração axial em um corpo-de-prova até ruptura.
- Característica: é o ensaio mais direto, mas difícil de executar corretamente no concreto (alinhamento, aplicação de carga, tenções localizadas), e normalmente dá o menor valor de resistência à tração.
- Intuição: o concreto é fraco na tração e a peça sob tração axial fracassa sem distribuir tensões muito além do ponto fraco, resultando em baixa tensão máxima registrada.
- Tração indireta (ensaio de compressão diametral ou “split tensile”):
- Ensaio: placa cilíndrica submetida a compressão diametral; provoca um campo de tensões que gera tração na direção perpendicular, originando fissura central.
- Característica: fornece um valor de resistência à tração geralmente maior que o obtido no ensaio de tração direta porque a distribuição de tensões e o mecanismo de falha tornam o ensaio mais estável e menos sensível a concentrações localizadas.
- Intuição: embora o carregamento seja compressivo globalmente, o estado local cria tração no plano médio; o resultado costuma superestimar a tração uniaxial pura, comparado ao ensaio direto.
- Tração na flexão (módulo de ruptura):
- Ensaio: viga bi-apoiada com carga concentrada ou carregamento em três pontos/quatro pontos; o concreto na face inferior sofre tração enquanto na face superior compressão.
- Característica: o valor de resistência à tração por flexão (módulo de ruptura) costuma ser o maior entre os três tipos de ensaio. Isso ocorre porque, sob flexão, há uma parcela do corpo em compressão que “contribui” para retardar a abertura de fissura e o mecanismo de ruptura é diferente (crack se forma na fibra tracionada, mas a seção não está em tração pura axial).
- Intuição com números típicos (exemplo didático): suponha que, para um concreto típico, a resistência à tração por compressão diametral seja
; o módulo de ruptura pode estar na faixa de (ou seja, maior). Estes números são exemplificativos para visualizar as ordens de grandeza e razões típicas.
Resumo das tendências típicas (ordem típica de valores):
Passo 3
Aplicando o que aprendemos às alternativas:
-
Sobre a alternativa (b): “A resistência do concreto à tração indireta é maior que a resistência à tração direta.”
- Pela explicação do Passo 2, o ensaio indireto (split) normalmente fornece valores maiores que o ensaio de tração direta, justamente por causa da diferença no mecanismo de solicitação e na estabilidade do ensaio.
- Conclusão parcial: (b) é verdadeira.
-
Sobre a alternativa (a): “A resistência à tração do concreto na flexão é menor que a resistência à tração indireta.”
- Do resumo do Passo 2 vemos que, tipicamente, a resistência por flexão (módulo de ruptura) é superior à resistência obtida pelo ensaio de tração indireta. Ou seja, a relação típica é
, portanto a frase dizendo que a flexão é menor que a indireta está invertida. - Conclusão parcial: (a) é falsa.
- Do resumo do Passo 2 vemos que, tipicamente, a resistência por flexão (módulo de ruptura) é superior à resistência obtida pelo ensaio de tração indireta. Ou seja, a relação típica é
Passo 4
Explicação didática sobre ductilidade e resistência do concreto (relacionada à alternativa c).
-
O que é ductilidade?
- Ductilidade é a capacidade do material de sofrer deformação plástica antes da ruptura; em concreto observa-se como a capacidade de deformar (e dissipar energia) após o aparecimento de fissuras, antes de colapso brusco.
-
Como a resistência do concreto (resistência à compressão) influencia ductilidade?
- Concretos de maior resistência geralmente têm menor relação água-cimento (
menor), matriz cimentícia mais densa, agregados melhor vinculados, mas também uma zona interfacial mais rígida e microfissuras com comportamento mais frágil. O resultado prático: concretos de alta resistência costumam romper de forma mais brusca, com menor deformação pós-pico — ou seja, são mais frágeis (menos dúcteis) do que concretos de resistência menor. - Exemplo simples: um concreto leve e fraco pode apresentar fissuração progressiva e maior “abertura” antes de perder carga; um concreto de alta resistência tende a fraturar com menos aviso e menor deformação última.
- Conclusão: a afirmação (c) — “Concreto com resistência elevada são mais dúcteis em relação aos de menores resistências” — contradiz a observação prática e a microestrutura; portanto (c) é falsa.
- Concretos de maior resistência geralmente têm menor relação água-cimento (
Passo 5
Verificação final e resposta coerente:
- Encontramos que (b) é verdadeira.
- Verificamos que (a) é falsa porque, tipicamente, a resistência por flexão é maior que a resistência por tração indireta.
- Verificamos que (c) é falsa porque concretos de maior resistência tendem a ser menos dúcteis (mais frágeis) que concretos de menor resistência.
Observação final motivacional: pode parecer confuso por causa dos nomes parecidos (tração direta, indireta, flexão), mas a chave é lembrar do mecanismo do ensaio — tração pura costuma dar o menor valor; ensaio indireto (split) dá valor maior; flexão normalmente dá o maior valor entre os três. E, quanto à ductilidade, força maior geralmente vem acompanhada de comportamento mais frágil no concreto.
Resposta
b)