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Fundamentos dos vergalhões: Tamanhos, tipos, classes e usos de vergalhões
- João
As barras de aço estão em toda parte em nossas vidas, mas raramente vemos vergalhões. Isso ocorre porque ele é um elemento essencial na construção e é usado para reforçar as estruturas de concreto a fim de suportar uma pressão imensa.
Este artigo fornecerá informações detalhadas sobre a composição, a fabricação, os tipos, os graus, os tamanhos e as tendências futuras do vergalhão para ajudá-lo a aprofundar seu conhecimento sobre ele e permitir que você tome decisões informadas sobre suas práticas de construção.
O que é vergalhão?
Vergalhões, também chamados de barras de reforço ou barras de reforço, são barras de aço sólidas feitas de ferro 99% e carbono 1%. Os vergalhões são normalmente produzidos por laminação a quente, e sua superfície nervurada melhora a ligação com o concreto. Suas propriedades de resistência à tração, durabilidade e expansão térmica reduzem os problemas de variação de temperatura, aumentando a resistência estrutural do concreto. Os vergalhões vêm em vários tipos e tamanhos, aplicáveis em várias estruturas de construção.
História do Vergalhão
- Década de 1850: O jardineiro francês Joseph Monier inventou o concreto armado, usando aço para reforçar vasos de flores de concreto.
- Início dos anos 1900:A barra de reforço torcida foi inventada por Ernest L. Ransome, melhorando a ligação entre o aço e o concreto.
- Meados do século XX: A melhoria da qualidade do aço e dos métodos de produção expandiram o uso de vergalhões em grandes projetos de infraestrutura.
- Final do século XX: Vergalhões revestidos com epóxi e aço inoxidável foram introduzidos para melhor resistência à corrosão.
- Século XXI:Vergalhões de polímero reforçado com fibra (FRP) surgiram como uma alternativa leve e resistente à corrosão.
Como é feito o vergalhão
Os vergalhões são feitos principalmente de aço reciclado, o que os torna altamente ecológicos.
- Derretimento: O processo começa com a fusão da sucata de aço em um forno elétrico a arco, convertendo o metal sólido em líquido.
- Aço fundido: Em seguida, o aço fundido é preparado para a purificação, garantindo a remoção das impurezas para garantir a qualidade.
- Purificação: Depois de derretido, o aço é purificado e, em seguida, fundido em tarugos, formando o formato inicial para processamento posterior.
- Aquecimento: Os tarugos são aquecidos a uma temperatura elevada para amolecê-los para laminação, tornando-os maleáveis para serem moldados.
- Rolagem: Os tarugos aquecidos passam por uma série de laminadores e são gradualmente laminados em barras redondas com o diâmetro desejado. Esse processo é chamado de laminação a quente.
- Resfriamento e corte: O vergalhão é resfriado naturalmente em leitos ou rapidamente com água e, em seguida, cortado no comprimento desejado, normalmente 12 metros ou mais.
- Tratamento de superfície: Durante a laminação, as nervuras ou outras deformações são pressionadas na superfície do vergalhão para melhorar sua ligação com o concreto.
Apesar de ser feito de materiais reciclados, o desempenho do vergalhão permanece inalterado. Ele mantém sua resistência e durabilidade e pode ser reciclado novamente após seu ciclo de vida na construção.
Tipos de vergalhões
Os tipos de vergalhões incluem aço carbono, revestido com epóxi, GFRP e aço inoxidável, sendo que o GFRP e o aço inoxidável oferecem a melhor resistência à corrosão para ambientes agressivos.
Vergalhões de aço carbono
O vergalhão de aço carbono, também conhecido como barra preta, é o tipo predominante de vergalhão utilizado na construção. Ele é altamente versátil, econômico e oferece excelente resistência à tração e durabilidade. No entanto, é suscetível à ferrugem quando exposto à umidade e a produtos químicos.
Vergalhão revestido com epóxi
O vergalhão com revestimento epóxi é um vergalhão de aço carbono com um revestimento epóxi para prevenção de corrosão. Esse tipo é ideal para ambientes com altos níveis de umidade e cloreto, como estruturas marítimas e pontes. O revestimento aumenta significativamente a vida útil do vergalhão, mas é necessário cuidado extra durante o transporte para evitar danos.
Vergalhões de aço inoxidável
O vergalhão de aço inoxidável é altamente resistente à ferrugem e é usado com frequência em estruturas expostas a condições ambientais exigentes, como áreas costeiras e fábricas de produtos químicos. Embora seja mais caro do que outros tipos, sua durabilidade e desempenho de longo prazo podem justificar o custo em aplicações críticas.
Vergalhão galvanizado
O vergalhão galvanizado consiste em um vergalhão de aço carbono revestido com zinco para protegê-lo contra a corrosão. Essa variedade oferece resistência superior à ferrugem em comparação com os vergalhões revestidos com epóxi e é usada com frequência em aplicações que exigem maior durabilidade, como construção de rodovias e ambientes marinhos.
Vergalhão de polímero reforçado com fibra de vidro (GFRP)
O vergalhão de GFRP é fabricado com fibras de vidro de alta resistência envoltas em uma matriz de polímero. É leve, não corrosivo e não condutor, o que o torna adequado para uso em estruturas expostas a campos eletromagnéticos, como salas de ressonância magnética e subestações elétricas. Sua excelente relação resistência/peso também facilita o manuseio e a instalação.
Vergalhão de tecido de arame soldado (WWF)
O vergalhão de tela metálica soldada, também conhecido como malha metálica soldada, é composto por uma rede de fios de aço fundidos em interseções. É comumente usado para reforçar lajes, paredes e pavimentos de concreto. O vergalhão WWF oferece resistência uniforme e fácil instalação, o que o torna uma escolha popular para uma ampla gama de projetos de construção.
Barras deformadas de alta resistência
As barras deformadas de alta resistência (barras HSD) apresentam reentrâncias na superfície para melhorar a adesão ao concreto. Elas oferecem resistência à tração e durabilidade superiores, ideais para construções pesadas, como prédios altos e pontes. As deformações garantem uma aderência mais forte ao concreto, melhorando a integridade estrutural.
Vergalhão de basalto
O vergalhão de basalto, feito de fibras de rocha de basalto, oferece alta resistência à tração e excelente resistência à corrosão e a álcalis. É mais leve que o vergalhão de aço, facilitando o transporte e o manuseio. Como um novo material, é ideal para o reforço de concreto em ambientes adversos. A crescente demanda por materiais de construção de baixa manutenção deve impulsionar seu uso.
Reforço de vergalhões primários e secundários em projetos estruturais
O reforço de vergalhões é dividido em tipos primário e secundário. O vergalhão primário fornece o suporte estrutural principal, enquanto o vergalhão secundário aumenta a durabilidade ao evitar rachaduras e resistir a tensões relacionadas à temperatura.
Reforço Primário:Esta barra de reforço garante que a estrutura possa suportar a carga projetada, fornecendo resistência essencial em áreas-chave, como vigas e colunas.
Reforço secundário: A distribuição ou a armadura térmica limita a formação de rachaduras por retração e mudanças de temperatura, melhorando a durabilidade e a aparência.
Aplicações adicionais:Na alvenaria, as barras de reforço são colocadas em juntas de argamassa ou blocos ocos para reforçar a estrutura, semelhante ao concreto armado.
Reforço Sísmico: Projetos de barras de reforço circulares são adicionados em estruturas modernas para evitar falhas durante terremotos, aumentando a segurança estrutural.
Tamanho do vergalhão
A seleção do tamanho adequado do vergalhão é essencial para a resistência estrutural de um edifício. Fatores como a capacidade de suporte de carga podem afetar a seleção e a colocação eficazes dos vergalhões:
Fatores que determinam a escolha do tamanho do vergalhão
O tamanho do vergalhão é determinado pela capacidade de suporte de carga da estrutura e pelas especificações do projeto. A espessura da cobertura de concreto e o espaçamento dos vergalhões também influenciam a seleção do tamanho.
Requisitos de força
O tamanho do vergalhão está diretamente relacionado à capacidade de suporte de carga necessária da estrutura. Diâmetros maiores, como 32 mm, 40 mm ou 50 mm, são geralmente usados para suportar cargas mais pesadas.
Projeto estrutural
Diferentes componentes estruturais têm requisitos variados para os tamanhos dos vergalhões. Por exemplo, fundações e colunas, que suportam cargas significativas, podem precisar de diâmetros maiores. Por outro lado, paredes ou lajes de piso que não suportam cargas podem utilizar vergalhões de menor diâmetro.
Cobertura de concreto
O diâmetro dos vergalhões afeta a espessura da cobertura de concreto necessária para evitar a corrosão. Garantir a profundidade adequada da cobertura é essencial para manter a durabilidade estrutural.
Espaçamento e posicionamento
O espaçamento e a disposição dos vergalhões influenciam as decisões de dimensionamento. Espaçamentos mais estreitos e layouts complexos geralmente exigem diâmetros de vergalhões menores para caber nos espaços designados sem comprometer a eficácia do reforço.
Como medir o tamanho do vergalhão
Para medir o tamanho dos vergalhões de reforço, normalmente o diâmetro é medido, há vários métodos que podem ser empregados:
- Método do calibrador Vernier: Use um paquímetro para medir diretamente o diâmetro do vergalhão. Certifique-se de que o calibrador esteja calibrado e aplique-o perpendicularmente ao eixo do vergalhão para obter uma medição precisa.
- Método de peso: Meça o peso de um comprimento conhecido de vergalhão e use uma fórmula para calcular o diâmetro com base no peso por unidade de comprimento, de acordo com os padrões nacionais.
- Medição do diâmetro interno: Insira um calibrador no vergalhão para medir seu diâmetro interno, comparando o resultado com os padrões nacionais de precisão.
- Outros métodos: Outros métodos incluem o uso de medidores de espessura ultrassônicos para medir indiretamente o diâmetro do vergalhão, detectando alterações nas ondas ultrassônicas que passam pelo material.
Esses métodos oferecem diferentes opções com base no equipamento disponível e na precisão necessária para a medição.
Tabela de tamanhos de vergalhões e aplicações de tamanhos populares de vergalhões
A escolha do tamanho correto do vergalhão é fundamental. Os tamanhos imperiais de vergalhões são normalmente indicados por números, começando em #3. Cada número sucessivo aumenta o diâmetro em 1/8 de polegada, até #8.
A compreensão desse padrão facilita a estimativa rápida dos diâmetros de diferentes vergalhões numerados. Abaixo está uma tabela que compilamos para sua conveniência, fornecendo uma referência clara para as informações de que você precisa.
Tamanho da barra imperial | Peso (lb/ft) | Peso (kg/m) | Diâmetro nominal (pol.) | Diâmetro nominal (mm) | Área nominal (in²) | Área nominal (mm²) |
#3 | 0.376 | 0.561 | 0.375 | 9.525 | 0.11 | 71 |
#4 | 0.668 | 0.996 | 0.5 | 12.7 | 0.2 | 129 |
#5 | 1.043 | 1.556 | 0.625 | 15.875 | 0.31 | 200 |
#6 | 1.502 | 2.24 | 0.75 | 19.05 | 0.44 | 284 |
#7 | 2.044 | 3.049 | 0.875 | 22.225 | 0.6 | 387 |
#8 | 2.67 | 3.982 | 1 | 25.4 | 0.79 | 509 |
#9 | 3.4 | 5.071 | 1.128 | 28.65 | 1 | 645 |
#10 | 4.303 | 6.418 | 1.27 | 32.26 | 1.27 | 819 |
#11 | 5.313 | 7.907 | 1.41 | 35.81 | 1.56 | 1006 |
#14 | 7.65 | 11.41 | 1.693 | 43 | 2.25 | 1452 |
#18 | 13.6 | 20.27 | 2.257 | 57.33 | 4 | 2581 |
Os tamanhos de vergalhão de #3 a #18 são comumente empregados na construção para uma série de aplicações. Aqui estão cinco tamanhos populares e seus usos comuns:
- Vergalhão #3: Usado em aplicações leves, como calçadas, pequenas lajes de concreto e construção residencial.
- #4 Vergalhão: Comumente encontrado em bases, paredes e suportes estruturais leves em edifícios.
- Vergalhão #5: Usado em aplicações de serviço médio a pesado, incluindo pisos de concreto, calçadas e paredes de fundação.
- Vergalhão #6: Encontrado em estruturas de concreto maiores, como pontes, esteiras de fundação pesadas e muros de contenção.
- Vergalhão #8: Normalmente usado em aplicações de alta carga, como colunas, pilares e construção industrial pesada.
Esses tamanhos atendem a uma série de necessidades estruturais, garantindo durabilidade e resistência em vários projetos de concreto.
Graus de vergalhões
Os graus dos vergalhões, definidos pelas normas ASTM, especificam propriedades cruciais, como resistência ao escoamento e alongamento, orientando a seleção do reforço para a integridade estrutural ideal em projetos de construção.
Quais são os tipos de vergalhão?
As classificações de vergalhões nos EUA, definidas pelos padrões ASTM, especificam limites mínimos de escoamento, composição química e alongamento. Classificações comuns como 40, 60 e 75 são nomeadas com base em seu limite mínimo de escoamento em ksi (1000 psi). Entender esses padrões é crucial para selecionar reforços para garantir a segurança e a resistência estrutural.
A seguir, apresentamos uma visão geral mais aprofundada dos padrões regulatórios do setor:
- Normas ASTM: A ASTM A615/A615M especifica barras de aço-carbono (deformadas e lisas), enquanto a ASTM A706/A706M abrange barras de aço de baixa liga. Ambas as normas detalham os requisitos mínimos de resistência ao escoamento, composição química e alongamento.
Normas de deformação de vergalhões
Requisitos de deformação, encontrados em ASTM A615 e ASTM A706, especifique o espaçamento e a altura das nervuras ou ressaltos nas superfícies de vergalhões. Essas deformações melhoram a ligação entre o vergalhão e o concreto, aumentando a resistência e a estabilidade geral da estrutura.
Os graus comuns de vergalhões são definidos pelo limite de escoamento mínimo, com exemplos incluindo Grau 40, Grau 60e Grau 75. Entender esses padrões é essencial para escolher a armadura certa para manter a segurança e o desempenho estrutural.
Gráfico de notas comuns e aplicações
Este gráfico fornece uma comparação clara dessas classes, ajudando na escolha precisa do vergalhão para vários requisitos estruturais em projetos de construção e infraestrutura.
Padrão | Grau | Resistência ao rendimento (MPa / ksi) | Resistência à tração (MPa / ksi) | Alongamento (%) |
ASTM A615/A615M | Grau 40 | 280 / 40.6 | 420 / 60.9 | 7 |
ASTM A615/A615M | Grau 60 | 420 / 60.9 | 620 / 89.9 | 9 |
ASTM A615/A615M | Grau 75 | 520 / 75.4 | 690 / 100.0 | 11 |
ASTM A706/A706M | Grau 60 | 420 / 60.9 | 550 / 79.8 | 14 |
ASTM A706/A706M | Grau 80 | 550 / 79.8 | 690 / 100.0 | 14 |
ASTM A615/A615M | Nota 100 | 690 / 100.0 | 830 / 120.3 | – |
Abaixo estão diferentes cenários de aplicação para vários tipos de vergalhões:
Vergalhão de grau 40
O vergalhão de grau 40 é frequentemente empregado em estruturas com carga leve e em projetos de construção residencial. Ele é adequado para aplicações como calçadas, pequenas lajes de concreto e prédios baixos, onde a resistência moderada é suficiente.
Vergalhão Grau 60
O vergalhão de grau 60 oferece maior resistência e durabilidade, o que o torna adequado para estruturas de carga média a pesada. É comumente usado em edifícios comerciais, pontes e pavimentos de rodovias.
Vergalhão Grau 75
O vergalhão de grau 75 oferece maior resistência e foi projetado para estruturas com cargas pesadas e edifícios altos. Ele é adequado para aplicações que exigem desempenho estrutural superior, como instalações industriais e projetos de infraestrutura de grande escala.
Vergalhão Grau 80
O vergalhão de grau 80 é usado principalmente em aplicações sísmicas em que a resiliência e a resistência são fundamentais. Ele é adequado para estruturas em regiões propensas a terremotos, garantindo a integridade estrutural sob condições de carga dinâmica.
Vergalhão de grau 100
O vergalhão de grau 100 é usado em aplicações especializadas que exigem resistência e durabilidade extremamente altas. Ele encontra aplicações em construções industriais pesadas, como plataformas offshore, represas e usinas nucleares, onde o reforço robusto é essencial para suportar condições extremas.
Esses diferentes tipos de vergalhões atendem a uma ampla gama de requisitos estruturais, garantindo segurança, durabilidade e desempenho em vários projetos de construção.
Como identificar marcas em barras de reforço
Depois de entender completamente as classificações dos vergalhões, você também precisa dominar o reconhecimento das marcações nos vergalhões. As marcas dos fabricantes, como datas de produção e números de lote, asseguram a rastreabilidade e a garantia de qualidade, fundamentais para a integridade estrutural e a conformidade com as normas.
Marcações de notas
Os graus dos vergalhões são normalmente marcados na superfície, como "40" para o Grau 40, indicando a resistência mínima de escoamento do aço.
Marcações de diâmetro
O diâmetro do vergalhão é geralmente indicado na superfície por números ou linhas, como três linhas paralelas para o vergalhão #3 (9,5 mm de diâmetro) ou seis linhas paralelas para o vergalhão #6 (19 mm de diâmetro).
Identificação padrão
Cada vergalhão possui uma designação padrão, como ASTM A615 ou ISO 6935-2, garantindo a conformidade com padrões específicos de fabricação e desempenho.
Os fabricantes também podem imprimir suas marcas específicas, incluindo datas de produção e números de lote, para rastrear a qualidade e garantir a rastreabilidade em toda a cadeia de suprimentos.
Como examinar vergalhões e o que verificar
Ao receber vergalhões de reforço, é importante distingui-los do aço comum devido ao seu processo de fabricação e aparência.
Inspeção visual
Inspecione a superfície para verificar se há ferrugem, corrosão ou danos físicos que possam comprometer a integridade estrutural. Isso garante que a superfície do vergalhão esteja livre de defeitos que possam enfraquecer seu desempenho ao longo do tempo.
Verificação de especificações
Verifique o diâmetro, o comprimento e o formato do vergalhão para confirmar que ele atende aos critérios de projeto exigidos. A verificação adequada das especificações garante que o vergalhão se encaixará e funcionará corretamente no projeto de construção.
Teste de amostragem
Serão realizados testes de amostragem aleatória para avaliar características como resistência ao escoamento e alongamento. Essa medida de controle de qualidade garante que o lote de vergalhões atenda aos padrões de desempenho e aos requisitos de durabilidade esperados.
Por fim, armazene os vergalhões em um ambiente seco e livre de ferrugem, elevado do solo, até que estejam prontos para uso.
Oxidação e corrosão de vergalhões
Causas:
- Fatores ambientais: O vergalhão é mais propenso à oxidação em ambientes úmidos ou salinos. A presença de água e oxigênio acelera a corrosão.
- pH do concreto: O concreto normalmente tem um pH alto, o que forma uma camada passiva protetora na barra de reforço. No entanto, a presença de íons cloreto pode quebrar essa camada, levando à corrosão.
- Tratamento de superfície: Vergalhões não tratados, como aço não revestido ou não galvanizado, são mais suscetíveis à corrosão.
Consequências:
- Integridade Estrutural: Vergalhões corroídos enfraquecem, reduzindo sua capacidade de carga e comprometendo a segurança geral da estrutura.
- Impacto Econômico:Reparos e reforços relacionados à corrosão podem ser caros, especialmente em grandes projetos de infraestrutura.
- Rachaduras e lascas: À medida que a ferrugem se expande, ela gera pressão interna, fazendo com que o concreto rache e lasque, o que pode levar à falha estrutural.
Métodos de prevenção:
- Revestimentos anticorrosivos:A aplicação de revestimentos como epóxi em superfícies de vergalhões pode impedir que umidade e oxigênio atinjam o aço.
- Vergalhões de alta resistência: O uso de aço inoxidável ou ligas resistentes à corrosão melhora muito a durabilidade das barras de reforço.
- Mistura de concreto otimizada: Reduzir o teor de cloreto no concreto e adicionar inibidores de corrosão pode minimizar o risco de corrosão das barras de reforço.
- Manutenção: A inspeção e manutenção regulares ajudam a identificar sinais precoces de corrosão, permitindo uma intervenção oportuna para prolongar a vida útil da estrutura.
Como evitar a retirada de vergalhões em concreto
O posicionamento adequado e o reforço estrutural são essenciais para evitar que as barras de aço sejam arrancadas sob alta tensão.
- Profundidade de incorporação: A barra de reforço deve ser profundamente embutida em elementos estruturais adjacentes, tipicamente 40-60 vezes o diâmetro da barra de reforço. Isso aumenta o atrito que mantém a barra no lugar.
- Ganchos e curvas: Dobrar e prender as barras de reforço nas extremidades as fixa no concreto, utilizando sua resistência à compressão para evitar a retirada.
- Uso de estribos e tirantes: Adicionar estribos e tirantes ao redor da armadura aumenta o confinamento e distribui as cargas de forma mais uniforme, reduzindo o risco de deslizamento.
- Revestimento de vergalhões:A aplicação de tratamentos de superfície, como revestimentos epóxi, pode melhorar a ligação com o concreto e aumentar a aderência.
Cada método ajuda a garantir que a armadura permaneça firmemente ancorada, evitando falhas estruturais.
Como o vergalhão lida com ambientes corrosivos
Em ambientes altamente corrosivos, como pontes expostas ao sal da estrada ou aplicações marítimas, várias opções de vergalhões podem ser usadas para combater a corrosão:
- Ligas resistentes à corrosão não revestidas: Vergalhões microcompostos de baixo carbono/cromo.
- Bronze Silício: Oferece excelente resistência à corrosão.
- Vergalhão revestido com epóxi: Protege contra umidade e exposição ao sal.
- Proteção Catódica: Previne a corrosão através de métodos eletroquímicos.
- Aço galvanizado ou inoxidável: Mais caro inicialmente, mas reduz significativamente os custos de manutenção a longo prazo.
Você precisa de vergalhões para uma entrada de 4 polegadas?
Sim, normalmente não são necessários vergalhões para uma entrada de garagem de 4 polegadas, pois as entradas de garagem dessa espessura geralmente não sofrem estresse estrutural significativo que necessitaria de reforço com vergalhões.
O que é vergalhão tipo 1 e tipo 2?
O vergalhão tipo 1 é uma barra redonda simples, enquanto o vergalhão tipo 2 tem deformações para melhor aderência ao concreto.
Qual é a diferença entre o vergalhão de grau 75 e o de grau 60?
O vergalhão de grau 75 é mais forte do que o vergalhão de grau 60, oferecendo maior resistência à tração para aplicações mais exigentes.
Quando devo usar vergalhões?
Normalmente, os vergalhões são usados para reforçar o concreto em áreas propensas a rachaduras ou estresse estrutural, como entradas de garagem, fundações e vigas estruturais.
Diferença entre vergalhão e vergalhão?
Barra de aço é uma haste ou tira de aço em vários formatos e tamanhos usada na construção, na manufatura e na indústria. O vergalhão é um tipo específico de barra de aço projetado para reforçar estruturas de concreto. Embora o vergalhão reforce o concreto, as barras de aço têm usos mais amplos. Visite o site do SteelPRO Group página de barras de aço para obter mais detalhes.
Capturando as tendências futuras da tecnologia de vergalhões
Materiais avançados: As tendências futuras em vergalhões incluem ligas e compostos aprimorados para melhorar a relação força/peso e a resistência à corrosão.
Sustentabilidade: Há uma mudança no sentido de usar materiais reciclados e reduzir as pegadas de carbono na produção de vergalhões.
Revestimentos: Os vergalhões revestidos com epóxi e galvanizados são cada vez mais populares por sua durabilidade em ambientes corrosivos.
Tecnologia: Inovações como rastreamento digital e sensores estão melhorando o controle de qualidade durante a produção e instalação de vergalhões.
Grupo SteelPRO oferece vergalhões de alta qualidade para concreto e vergalhões de construção que garantem a durabilidade e resiliência de seus projetos de construção, ao mesmo tempo em que se alinham com as metas de desenvolvimento sustentável. Para mais informações sobre o papel dos vergalhões na construção de um futuro resiliente e ambientalmente consciente, visite nossa página de blog. Entre em contato conosco hoje mesmo para fazer seu pedido e se juntar a nós nessa jornada sustentável!
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