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Por que o concreto tem grande resistência à compressão, mas baixa resistência à tração?

Torres gigantescas, monumentos e estruturas altas são sempre apoiadas por uma camada muito espessa de concreto que é misturada em sua fundação.O objetivo disso é bem direto: nada oferece maior suporte a uma estrutura super pesada (e estacionária) do que uma camada de concreto. Pode haver outras coisas que, em teoria, poderiam fornecer uma base mais sólida, mas não seriam tão eficientes quanto o concreto.

Burj khalifa

O Burj Khalifa, o edifício mais alto do mundo, tem uma fundação de concreto e aço. (Crédito da foto: Leandro Neumann Ciuffo / Flickr)

No entanto, se o concreto é tão forte e resistente que suporta milhões de libras sem se mexer, então por que ele se quebra quando atingido por um martelo? Um material tão forte não deveria ser capaz de resistir a alguns golpes de um humano?

Resistência à compressão de concreto

A razão pela qual o concreto é usado para suportar edifícios e estruturas é que ele tem grande resistência à compressão. O que isto significa é que é muito bom suportar enormes quantidades de peso. Esta notável resistência à compressão do concreto é atribuída à forma como é feita. Consiste em numerosos materiais agregados (pedras pulverizadas) e um aglutinante (cimento, neste caso), o que lhe confere a qualidade da adesividade.

Essas pedras preenchem todos os pequenos vazios da estrutura (de concreto), dando-lhe um corpo sólido, compacto e forte.

Bloco de concreto cinderblock

Um bloco de concreto de concreto. (Crédito da foto: katorisi / Wikimedia Commons)

No entanto, o concreto em si é um material muito frágil. Em termos mais técnicos, você poderia dizer que o concreto tem resistência à tração muito baixa.

Resistência à tração do concreto

A resistência à tração de um material é simplesmente a medida da força necessária para puxar algo até o ponto em que ele se rompe. Em outras palavras, você poderia dizer que a resistência à tração de um material é a tensão máxima que ele pode suportar sem quebrar.

Como o concreto é feito de “pequenas” pedras, ele sempre apresenta fissuras microscópicas em seu corpo. Agora, essas rachaduras não causam nenhum problema quando a compressão é aplicada ao concreto, mas quando as forças de tração são aplicadas, essas mesmas rachaduras microscópicas se tornam alongadas. Isso continua enquanto as forças de tração são aplicadas ao concreto, antes de finalmente se romper.

Rachadura em concreto

O concreto não é bom para suportar forças de tração. (Crédito da foto: Pixabay)

Além disso, o concreto é especialmente fraco no manuseio de tensão de cisalhamento (a força que tende a causar deformação em um material) e tem baixa elasticidade. O que isto significa é que ele não tem a capacidade de absorver forças temporariamente esticando ou comprimindo (em um nível microscópico, é claro) como um elástico ou uma mola.

Forças de tração

O concreto pode lidar com a compressão, mas começa a falhar quando é “esticado” devido a forças de tração.

É por isso que uma laje de concreto não romperia com apenas um golpe de martelo (a menos que o martelo fosse empunhado pelo Hulk), mas depois de alguns golpes poderosos, as rachaduras na laje se tornam grandes o suficiente para desintegrar toda a laje.

Como a resistência à tração do concreto pode ser aumentada?

Embora o concreto seja ruim em lidar com forças de tração, isso não significa que não há nada a ser feito, certo?

O concreto tem uma tremenda resistência à compressão, então, para torná-lo mais resistente, os engenheiros acrescentam barras de aço dentro de estruturas de concreto. Isso aumenta a resistência à tração da estrutura de concreto para torná-lo um edifício robusto e robusto.

Hastes de aço dentro do concreto

Observe as hastes de aço. Eles transmitem resistência à tração para a estrutura de concreto. (Crédito da foto: bezaat.com)

Este tipo de concreto, isto é, que possui aço, é chamado deconcreto armado, pois torna o concreto não apenas mais forte, mas também permite que ele se flexione e dobre levemente sem quebrar!

Referências:

  1. Universidade do Noroeste
  2. Universidade de Boston
  3. A universidade de oklahoma
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