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Processo de Fabricação Belgo 50 e Belgo 60 Processo de Fabricação Belgo 50 e Belgo 60

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A segurança de uma edificação estádiretamente ligada à qualidade dosprodutos utilizados e à sua corretaaplicação pela mão-de-obra contra-tada.

Uma das formas de auxiliar o usuárioa obter esta segurança é com a divul-gação de normas técnicas sobre aespecificação desses produtos e oscuidados principais exigidos namanipulação dos mesmos.

O objetivo da Belgo é dar este auxílioatravés da divulgação das etapas prin-cipais de produção do aço, desde a matéria-prima até o produto final, e o trabalho dos laboratórios químicoe de ensaios mecânicos, onde sãorealizados os ensaios para acompa-nhamento da produção e liberaçãodo produto. Estes vão garantir o aten-dimento às exigências das Normas.

Também são tratadas aqui as carac-terísticas principais da Norma NBR7480 – "Barras e fios de aço destina-dos a armaduras de concreto armado"– publicada pela ABNT (AssociaçãoBrasileira de Normas Técnicas), e queespecifica os aços de categoria CA25,CA50 e CA60.

Introdução

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Matéria-prima

Aciaria

Laminação

CA50 Soldável

Trefilação

Especificações e Características

Massa linear

Características Mecânicas

Ensaio de tração

Características Mecânicas

Dobramento

Nervuras, Entalhes e Gravação

1. ABNT NBR 7480 – Barras e fios de aço destinados a armaduras de concreto armado.

2. ABNT NBR 6118 – Projeto e execução de obras de concreto armado – Procedimento.

3. ABNT NBR 6152 - Materiais metálicos – Determinação das propriedades mecânicas à tração – Método

de ensaio.

4. ABNT NBR 6153 – Produtos metálicos – ensaio de dobramento semiguiado – Método de ensaio.

Índice

Especificações

1

2

5

8

9

10

11

13

16

19

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Matéria-prima

Existem vários tipos de matérias-primasdisponíveis para a fabricação do aço.Todavia, devido ao seu menor custo,maior disponibilidade, e por ser reci-clável, a matéria-prima básica para aprodução de barras e fios de aço paraarmadura de concreto é a sucata.Esta sucata, rigorosamente seleciona-da, é constituída por retalhos de cha-pas metálicas, cavacos de usinagem,latarias de carros usados, peças de aço e ferro de equipamentos emdesuso, e outros.

A utilização de sucata gera um produtofinal de melhor desempenho na construção civil. Os elementos químicosresiduais normalmente existentes emmaior porcentagem na sucata, taiscomo níquel, cromo e estanho, entreoutros, fazem com que se obtenhammateriais com características mecânicasmais altas quando comparados comaços provenientes da matéria-primaminério de ferro.

A sucata recebida é separada por tipo(pesada, leve, cavaco de aço, cavacode ferro, chaparia) e armazenada emlocais específicos. A sucata é devida-mente preparada para utilização,sendo que as de menor densidade sãoenviadas para prensagem, aumentando,assim, seu peso específico e melho-rando o rendimento energético doforno elétrico de fusão. Outras matérias-primas utilizadasdurante o processo são: • Ferro gusa, que é um produtosiderúrgico obtido através da reduçãodo minério de ferro, e tem a função de adicionar carbono, ferro e silício ao produto. O carbono e o silício sãoimportantes fontes de energia para o processo, através de sua oxidaçãogerada após o sopro de oxigênio.

• Ferroligas: (ferro manganês, ferrosilício-manganês, ferro silício etc.) utilizados para ajuste da composiçãoquímica do aço e conferir as caracterís-ticas mecânicas necessárias. • Cal: atua como escorificante,retendo as impurezas do metal e formando a escória, e também atuan-do na proteção do refratário do fornocontra ataques químicos.• Oxigênio: utilizado para reduzir o teor de carbono do aço e diminuir o tempo de fusão, sendo esta umafonte de calor para o processo.

Em todo o mundo o processo de fa-bricação de aços para a construçãocivil é similar. Esta similaridade é referente a:

• Processos de fabricação• Matérias-primas utilizadas (sucata,

gusa e outros)• Equipamentos de Aciaria,

Laminação e Trefilação.

Matéria-prima

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AciariaAciaria

Fluxo de Produção da Aciaria

A transformação da sucata em aço, na forma de tarugos prontos para laminar, é feita na Aciaria onde estãolocalizados os equipamentos: FornoElétrico e/ou Panela e Máquina deLingotamento Contínuo. O forno elétricoresponde pela transformação dasmatérias-primas em aço líquido e o lingotamento contínuo por transformaraço líquido em tarugos, também deno-minados de palanquilhas ou billets.A primeira etapa de fabricação é o carregamento do forno. Sucata, gusa e outras matérias-primas são colocados

em grandes recipientes denominadoscestões.A proporção dos materiais carregadosestá indicada no processo de fabricaçãopara cada tipo de aço a ser fabricado.O carregamento é realizado através daabertura da abóboda do forno, commovimento no sentido horizontal, e daabertura inferior do cestão.É nesta etapa que é gerado o número dacorrida que acompanhará o produto atéo término de fabricação, cujo númeroserve para a sua rastreabilidade.

1 Sucata2 Colocação no Cestão e Pesagem3 Carregamento do Forno4 Vazamento de Aço5 Forno Panela6 Ligotamento Contínuo7 Tesoura8 Leito de Resfriamento

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Terminada a operação de carregamento,a abóboda é fechada e o forno ligado.Os eletrodos de grafite, ligados à energia elétrica, são abaixados e seaproximam da sucata. Através da passagem de corrente elétrica é forma-do um arco elétrico que gera energiatérmica e funde a sucata e os outrosmateriais. A temperatura do aço líquidoatinge o valor aproximado de 1.600 ºC. Após a fusão é feito um primeiro acertona composição química. O aço líquidoé vazado para uma panela e enviadoao Forno Panela, equipamento este utilizado para homogeneizar tempera-tura e composição química do açolíquido e eliminar impurezas. No Forno Panela são retiradasamostras e enviadas ao laboratórioquímico para análise. A amostra tem sua superfície lixada paratorná-la plana, e é colocada em um Espectrômetro Óptico de Emissão.Este aparelho, acoplado a um computador, analisa a amostra edetermina a composição químicasimultânea de, no mínimo, 14 elementos.Do recebimento de cada amostra até a

saída do resultado final da análise sãogastos 3 minutos.Através de meio eletrônico o laboratórionotifica os resultados da análise para oforno, onde os técnicos processam osajustes necessários na composiçãoquímica. Novas amostras podem serenviadas para análise química até aobtenção de produto que obedeça àsespecificações químicas estabelecidas. O aço líquido pronto é transferidopara a etapa final do processo da aciaria, que é o lingotamento contínuo, onde são produzidos ostarugos, barras de aço com seçãoquadrada e comprimento de acordocom a sua utilização. A panela de açolíquido é içada sobre o lingotamento, eé aberta a válvula existente em suaparte inferior para a transferência domaterial para o distribuidor e destepara as lingoteiras de seção quadradados veios do lingotamento.

AciariaForno Elétrico a Arco

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As lingoteiras são de cobre e refrige-radas externamente com água. Nelastem início o processo de solidificaçãodo aço, através da formação de uma fina casca sólida na superfície do material. Após a passagem pelalingoteira existe a câmara de refrige-ração, onde é feita a aspersão deágua diretamente sobre a superfíciesólida e ainda rubra do material, auxiliando a solidificação do mesmoaté o núcleo.

Aciaria

Lingotamento Contínuo

Durante a solidificação do material ummecanismo que trabalha com movimentode oscilação (vai e vem) injeta óleo nasparedes internas da lingoteira e faz comque o material solidificado não cole nassuas paredes e siga até o rolo extrator.A seguir o material é cortado em compri-mento de acordo com as necessidadesda laminação, dando origem aos tarugos.O corte é feito por tesouras ou pormaçarico. Após o corte os tarugosseguem para o leito de resfriamento.

No leito de resfriamento os tarugospassam por inspeção, para verificaçãodimensional (arestas, romboidade, tortuosidade) e defeitos superficiais (trincas, bolhas etc.).Após aprovação os tarugos são identifi-cados com o número da corrida earmazenados, de forma a impedir misturaou enfornados a quente na laminaçãopara aproveitamento de sua temperatura.

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LaminaçãoLaminação

Fluxo de Produção da Laminação

Forno de Reaquecimento

1. Forno de Reaquecimento

2. Laminador

3. Leito de Resfriamento

4. Corte Final

5. Passagem/Embalagem

6. Produto Acabado

7. Bobinadeira

8. Rolo

Empurrador

Tarugo

Boca de Entrada

Paredes RefratáriasQueimadores

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Para a fabricação do Belgo 25 e Belgo50 os tarugos são colocados no fornode reaquecimento e aquecidos a umatemperatura de aproximadamente1.200 ºC. No interior do forno dereaquecimento um êmbolo empurradoros direciona através da boca de entradapara dentro do forno. No caminho em direção à boca de saída, os tarugos recebem calor dosqueimadores. O tempo de permanênciadentro do forno varia de 30 minutos a1 hora, dependendo do tarugo ter sidoenfornado a quente ou a frio.Ao atingirem a boca de saída, umêmbolo lateral empurra o tarugoaquecido para fora do forno e umacalha transportadora o direciona aolaminador.O processo de laminação é divididoem três etapas: desbaste, preparaçãoe acabamento.Os tarugos entram no trem desbastadoronde são pressionados, sucessivamente,entre cilindros, sofrendo redução em sua seção, com o conseqüenteaumento de comprimento. Do desbasteo tarugo segue para o trem preparadoratravés de uma calha transportadora. No trem preparador novos desbastessão realizados e o tarugo começa aadquirir o formato de barra laminada.

É, entretanto, no trem acabador que édada a forma final da barra laminada.No último passe, ao passar pelapressão de dois cilindros, a barrarecebe a marcação das nervuras e asgravações da bitola nominal e donome "BELGO 50", dando origem aoCA50. Para o CA25, no último passeé dado o acabamento liso na barra, jáque normalmente este material é ofer-tado liso ao mercado. A laminação pode dar origem a produtos em barras e em rolos. As barrassão cortadas por uma tesoura mecânica,ou seguem para uma bobinadeirapara formação dos rolos. Os rolos podem ser comercializadosneste formato, ou destinados às endi-reitadeiras, onde são transformadosem barras retas que são poste-riormente comercializadas em feixesretos ou dobrados. No caso de barrasde aço, estas seguem para o leito deresfriamento, onde perdem o calornaturalmente, em contato com o ar doambiente.

Laminação

Esquema de Laminação

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Durante todo o processamento domaterial são executados controlespara verificar as medidas do produtonos passes intermediários, e retiradade amostras para verificação de pesopor metro (massa linear), diâmetro,medidas de nervuras e ausência dedefeitos superficiais, tais como riscosde laminação, dobras e esfoliações.Amostras identificadas com o númerode corrida ou ordem de fabricaçãosão coletadas a cada 30 toneladas deprodução e enviadas ao laboratóriopara ensaios de liberação. Após a produção os materiais sãoacondicionados em feixes ou rolos,identificados com etiquetas, e seguempara as áreas de armazenamentoonde ficam aguardando liberaçãopara expedição. No Laboratório de Ensaios Mecânicosas amostras são ensaiadas segundonormas e especificações do produto.São verificados: conformação superfi-cial das barras, ou seja, tamanho dasnervuras, distância entre elas e altura. Em seguida os corpos de prova sãomedidos e pesados para a verificaçãoda massa linear. Nestes corpos deprova são realizados ainda ensaios

mecânicos em máquina universal de tração para determinação das tensões de escoamento e de ruptura, doalongamento e verificação da dutilidadeatravés do ensaio de dobramento. Os resultados são analisados e, seaprovados, digitados em sistemainformatizado que irá gerar o"Certificado de Qualidade", onde constam os valores obtidos nosensaios, o que é mais um fator paraconfiança e garantia do produto daBelgo para o consumidor. Este mesmosistema informatizado aciona o sistemade expedição, informando que omaterial foi aprovado e pode ser enviado aos nossos clientes. No carregamento um coletor ótico faz a leitura do código de barras da etiqueta e verifica se o feixe ou roloestá disponível para expedição. Só é dada seqüência ao processo de carregamento se o material estiverdevidamente testado e aprovado, semo que não será gerada a nota fiscal domaterial e seu respectivo "Certificadode Qualidade", e nem será feita a baixa no estoque.

LaminaçãoControle de Qualidade

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As usinas da Belgo dispõem deequipamento de refrigeração controladapara a fabricação de CA50 soldável,ou seja, produzem CA50 através de aço com baixos teores de carbono,manganês e outros elementos químicos,o que facilita a execução da emenda soldada.Após a passagem no último passe dalaminação, a barra de aço é submetidaa uma condição severa de resfriamento,através de um processo controlado,utilizando água com vazão e pressãocontroladas eletronicamente, reduzindoa sua temperatura superficial, gerandoa camada refrigerada endurecida.O núcleo da barra que permanecequente reaquece esta camada endu-recida e promove o seu revenimento,tornando-a dútil. O produto final é uma barra que, devido à camadasuperficial, apresenta um alto valor deescoamento, e que, devido ao núcleo,

apresenta alta dutilidade. Vale lembrar que o CA50 normal também é soldável, mas exige controledas temperaturas de pré-aquecimentoe resfriamento durante a execução deemendas, conforme NBR 6118.O CA 50 Soldável da Belgo apresentaa letra S após a gravação da marcaBelgo 50.

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CA50 SoldávelCA50 Soldável

Corte Transversalda Barra de Aço

Processo de Resfrimento Controlado

Camada refrigeradaapresentando martensitarevenida (excelente resistênciamecânica)

Núcleo apresentando ferrita-perlitafina (alta dutilidade)

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Para a fabricação de CA60 o processoutilizado pode ser o de Trefilação ou a Laminação a Frio. Em ambos os processos são obtidos produtos demesmas propriedades mecânicas. A matéria-prima utilizada para esteprocesso é um fio-máquina em roloobtido por laminação a quente, con-forme as etapas citadas anteriormente.Este material é liso e tem baixo teor decarbono.O rolo de fio-máquina é colocado emum desenrolador e puxado por umade suas pontas, sofrendo uma reduçãode diâmetro através da passagem porfieiras, no caso da Trefilação, ouatravés de roletes, no caso da lami-nação a frio. A redução total poderáser feita através da passagem porduas, três ou mais fieiras de diâmetrosdiferentes, ou através da passagempor dois, três ou mais conjuntos deroletes.Após todas as reduções necessárias, omaterial, no seu diâmetro final, passapor um sistema de roletes entalha-dores para a gravação dos entalhessuperficiais, conforme exigido pornorma. Na saída deste equipamentohá um sistema formador de rolos, os

quais são posteriormente amarrados.Este produto pode ser comercializadoem rolos, em barras retas ou dobradas,ou em “spiders”, sendo estes últimosnormalmente destinados às indústrias.Durante o processo de fabricação sãocoletadas amostras do material que,levadas ao Laboratório Físico, têmsuas Propriedades Mecânicas (Limitede Escoamento, Limite de Resistência e Alongamento) verificadas. Todo oprocesso de controle da qualidade do produto, identificação, expedição e emissão do Certificado de Qualidade ésimilar ao dos produtos CA25 e CA50citados anteriormente. Outro ponto acompanhado durante aprodução é o desgaste das fieiras, poisà medida que esta se desgasta omaterial fica com um diâmetro maiore ocorre aumento de massa linear, o que exige atenção, pois este é um dos itens especificados na norma doproduto. Toda vez que é trocada umafieira é feita a verificação da massalinear para o atendimento aos valoresda norma.

Esquema de Trefilação

TrefilaçãoTrefilação

Barra TrefiladaEntalhador

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Especificaçõese CaracterísticasEspecificações

e Características

A norma que regulamenta e especificaa produção de barras e fios de aço éa ABNT NBR 7480 – Barras e Fios deAço destinados a Armaduras paraConcreto Armado: versão 1996. Antes de entrarmos nestas especifi-cações de normas, é importante quesejam feitas algumas observações:

Qual a diferença entre aço eferro?A principal diferença entre o Aço e o Ferro é o teor de carbono, ou seja,o Aço possui um teor de Carbono inferior a 2,04%, enquanto o Ferropossui um teor de carbono de 2,04 a6,7%. Como as barras e fios destinadosa Armaduras para Concreto Armado(CA25, CA50 e CA60) possuem, normalmente, um teor de Carbonoentre 0,08% e 0,50%, a denominaçãotécnica correta a utilizar é Aço. É claroque o termo "ferro" é tão popular quetodos entendem e aceitam quando o usamos.

O que são barras e fios? Qual aprincipal diferença entreambos?Na norma, barras são produtos obtidos por Laminação a Quente, comdiâmetro nominal de 5,0 mm ou superior. Portanto, CA25 e CA50 são denominados BARRAS. Os fiossão produtos de diâmetro nominalinferior a 10 mm obtidos porTrefilação ou Laminação a frio. Todoo CA60 é denominado FIO.

O que significa CA na denomi-nação CA50?O termo CA é uma abreviatura deConcreto Armado.

O que é CA50 A e CA50 B?A última versão da NBR 7480 de

1996 eliminou as classes A e B cons-tantes da versão de 1985. Portanto,atualmente, além de tecnicamenteincorreto, não faz sentido classificarum vergalhão por classe.

Antes da revisão as classes A e B jácausavam polêmica pois alguns técni-cos defendiam erroneamente que omaterial sem escoamento nítido eraobrigatoriamente classe B e materialcom escoamento nítido era classe A.Na verdade, na norma, a separaçãoem classes era definida pelo processode fabricação das barras ou fios; paraprocesso a quente (laminação aquente) o produto era denominadoclasse A e para o processo a frio (laminação a frio ou trefilação) eraclasse B.

Poderia ocorrer de um material classeA ter composição química e caracterís-ticas mecânicas mais altas e, portanto,um escoamento não-nítido e mesmoassim, em termos de norma, o materi-al obter classificação de classe A.

Na versão de 1996 a separação emclasses foi eliminada e todo o mate-rial do tipo barra, caso do CA25 eCA50, deve ser fabricado obrigatori-amente por laminação a quente, etodo fio, caso do CA60, deve serfabricado por trefilação ou processoequivalente (estiramento ou lami-nação a frio).

As principais características das barrase fios de aço definidas em norma etratadas aqui são:

• Massa linear• Propriedades mecânicas• Dobramento• Nervuras e entalhes

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Também denominada no mercadocomo peso linear, representa a massaque uma determinada barra ou fiopossui em um metro de comprimento.A massa nominal está diretamenterelacionada ao diâmetro nominal oubitola do material.Um primeiro ponto a destacar é que adeterminação da bitola para CA25,CA50 e CA60 não pode ser feitaatravés da medição direta, utilizandopaquímetro ou micrômetro, conformecostumávamos ver em algumas obras.Quando utilizam este procedimentoincorreto, as pessoas têm dúvida deonde medir: na alma da barra?; nacabeça da nervura?; medir os dois etirar média?Na realidade, a verificação correta dabitola é feita através da pesagem de um metro da barra ou fio e a comparação do valor obtido com os especificados na norma NBR 7480.A tabela 1 anexo B da NBR 7480 indicaa massa linear nominal em kg/m paracada bitola e produto e as tolerânciasadmissíveis. A massa nominal foi estabelecida como a massa obtida porum metro de barra ou fio sem nervurase entalhes e diâmetro igual ao da bitolaque se quer calcular. Como existemvariações em qualquer processo de fabricação, a norma também estabelece as tolerâncias em relação a esta massa nominal.Para facilitar a verificação da bitola naobra ou depósito, a norma exige queo diâmetro nominal esteja gravado emrelevo nas barras de CA50, conformea ilustração mostrada abaixo:

Massa Linear

Para o CA25 e CA50 a tolerância é de± 6%, para bitolas maiores ou iguaisa 10 mm, e de ± 10% para bitolasmenores que 10 mm. Para o CA60 atolerância é de ± 6% para todas asbitolas.Apresentamos na página seguinte astabelas de massa linear e suas tole-râncias, bem como os valores nomi-nais de perímetro e área da seçãopara cada diâmetro do CA25, CA50 eCA60.

Massa Linear

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É muito importante a verificação dabitola da barra ou fio, pois se estaestiver com valores da massa linearabaixo do previsto na norma, sua áreade seção será diminuída, e em conse-qüência a resistência mecânica podeficar comprometida.Observa-se na tabela que os diâme-tros nominais são todos padronizados

pela NBR 7480 em milímetros, mas,apesar disso, grande parte do mercadoutiliza sua denominação em polegadaspara o Belgo 50.A correlação entre o diâmetro norma-tizado em milímetros e a denominaçãousual no mercado é mostrada aseguir:

Determinação das Bitolas

Bitola(mm) Pesos Lineares (kg/m)

mínimo nominal máximo

-10% +10%0%

6,3

8

10

12,5

16

20

25

32

0.220

0.355

-6%

0.580

0.906

1.484

2.318

3.622

5.935

0.245

0.395

0%

0.617

0.963

1.578

2.466

3.853

6.313

0.269

0.434

+6%

0.654

1.021

1.673

2.614

4.084

6.692

Bitola(mm) Pesos Lineares (kg/m)

mínimo nominal máximo

-6% +6%0%

4,2

5,0

6,0

7,0

8,0

9,5

0.102

0.145

0.209

0.284

0.371

0.523

0.109

0.154

0.222

0.302

0.395

0.558

0.115

0.163

0.235

0.320

0.418

0.589

6,3 8 10 12,5 16 20 25 32

Usual emPolegada

1/4 5/16 3/8 1/2 5/8 3/4 1 1.1/4

Massa LinearCA25 e CA50

CA60

Diâmetro (mm)Nominal Norma

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CA25

CA50

CA60

25 (250)

50 (500)

60 (600)

18

8

5

1.20 x L.E.

1.10 x L.E.

1.05 x L.E.

CategoriaLimite de

escoamentokgf/mm2 (MPA)

Limite deresistência

Alongamento(em 10ø)

Mínimos exigidos pela norma.Norma ABNT NBR 7480 (anexo B/Tab. 2)

Características MecânicasEnsaio de Tração

A separação dos aços nas categoriasCA25, CA50 e CA60 é feita através desuas características mecânicas obtidasno ensaio de tração. Neste ensaio sãodeterminados: Resistência Característicade Escoamento, Limite de Resistência eAlongamento, os quais devem atenderaos valores padronizados na tabela 2do anexo B da NBR 7480.Resistência característica de escoa-mento é uma das propriedades maisimportantes das barras e fios de açodestinados a armaduras de concreto.Do ponto de vista estrutural, limite deescoamento é a carga de trabalho quea barra ou fio deve suportar. O escoa-mento é a tensão a partir da qual omaterial passa a sofrer deformaçõespermanentes, ou seja, até este valorde tensão, se interrompermos o tra-cionamento da amostra, esta voltará aseu tamanho inicial, não apresentando

nenhum tipo de deformação perma-nente. A forma mais didática de enten-dermos o que é o escoamento é pensarno produto como se fosse uma mola eimaginar a aplicação de uma pequenacarga na mesma. Ao se retirar a cargaverificamos que a mola volta aotamanho inicial, ou seja, a mola estáem uma fase elástica. Se repetirmosesta operação sucessivamente, aumen-tando-se a carga ligeiramente emcada uma das operações, verificamosque, a partir de uma determinadacarga, a mola não mais voltará aotamanho inicial e apresentará umadeformação permanente. Este pontoem que se inicia a deformação perma-nente é denominado de escoamento.

Determinação da Categoria

Características MecânicasEnsaio de Tração

Mola sem carga

Mola com cargasem deformação

Mola com cargacom deformação

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O engenheiro ou arquiteto utiliza oescoamento da barra para cálculo dedimensionamento da estrutura pois éaté este ponto que a barra suportacargas e sobrecargas e retorna à suacondição inicial sem deformação per-manente. Ultrapassado este ponto, aarmação fica fragilizada e a estruturacomprometida.Como pode ser observado, os valoresde escoamento é que definem a cate-goria dos aços, ou seja, 50 kgf/mm2

ou 500 MPa para o CA50, 60 kgf/mm2

ou 600 MPa para o CA60.Neste ponto o principal questionamentoé sobre o significado de 50 kgf/mm2.Se tomarmos uma barra, cortarmos amesma no sentido transversal e dese-nharmos quadrados de 1 por 1milímetro em sua seção, 50 kgf/mm2

significa que cada um dos quadradosde 1 mm2 suporta ser tracionado com50 kgf sem apresentar deformaçãopermanente. O mesmo significadovale para os aços de 25 e 60 kgf/mm2

de escoamento.O valor do escoamento independe do

diâmetro nominal do material, masquanto maior a bitola da barra e, con-seqüentemente, a sua área, maiorserá a carga de tracionamento supor-tada pela barra. Limite de resistência é a tensão má-xima suportada pelo material e noqual ele se rompe, ou seja, é o pontomáximo de resistência das barras.Como pode haver alguma confusão,convém esclarecer que carga é umvalor, em kgf por exemplo, obtido pelaleitura direta no visor da máquina detração, e tensão é o valor determinadopela relação entre a carga e a área deseção da amostra, dada em kgf/mm2,por exemplo.

Características MecânicasEnsaio de Tração

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Apresentamos ao lado um gráfico tensãoversus deformação, que representa oensaio de tração de um aço (Gráfico 1).Alguns aços, normalmente o CA60,apresentam um gráfico com patamarde escoamento não definido e a deter-minação do mesmo deve ser feita cal-culando-se a partir de deformação de0,2% parcial ou 0,5% total (Gráfico 2).Alongamento é o percentual que o açose alonga. Isto é, se estica quandosubmetido a uma carga que ultrapasseo seu limite de escoamento. A determi-nação do alongamento é feita pelacomparação entre o valor marcado nocorpo de prova antes do ensaio,denominado comprimento inicial L0, eeste mesmo valor obtido após a rupturado corpo de prova, denominado decomprimento final L1. Para os materiaisespecificados pela NBR 7480 o com-primento inicial utilizado é de 10 vezeso diâmetro nominal. Por exemplo, se omaterial ensaiado é um 10 mm o L0será de 100 mm. No caso de um 12,5mm o L0 será de 125 mm.O ensaio de tração é realizado conforme Norma NBR 6152 "MaterialMetálico - Determinação das Propri-edades Mecânicas à Tração - Métodode Ensaio", e as propriedades mecânicasexigíveis para as barras e fios estãoindicadas na tabela 2 do anexo B daNBR 7480.

Características MecânicasEnsaio de Tração

Determinação do alongamento

Gráfico Tensão x Deformação

Gráfico 1

Gráfico 2

Gráfico Tensão x Deformaçãosem patamar definidoe indicação de 0,2 e 0,5%

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Neste ensaio um corpo de prova domaterial é submetido a um dobramentode 180º em pino de diâmetropadronizado, sendo consideradoaprovado quando não apresenta quebraou fissura na região dobrada. Esteensaio tenta reproduzir as condiçõesem que os materiais serão utilizadosnas obras. Os diâmetros dos pinos exigidos peloensaio são indicados na tabela 2 doAnexo B da NBR 7480 e são:

Características Mecânicas

Dobramento

É importante observar que este é odobramento realizado nos labo-ratórios das siderúrgicas para acom-panhamento de produção de CA25,CA50 e CA60 e liberação do produtopara expedição. É o mesmo ensaioutilizado pelos laboratórios externospara liberação do produto nas obras.

Bitola a dobrar

- menor que 20 mm

- igual ou maior que 20 mm

CA 25

2 Ø

4 Ø

Diâmetro mínimo do pinopor categoria

Ø = Diâmetro NominalCA 50 32 mm e maior, diâmetro do pino de 8 Ø

CA 50

4 Ø

6 Ø

CA 60

5 Ø

-

Esquema de Dobramento em Laboratório

Características MecânicasDobramento

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• Nos laboratórios de ensaio a temperatura ambiente é melhor controlada;• A aplicação da força de dobramento é constante e homogênea durante todo

o processo;• Os pinos suportes da máquina de dobramento do laboratório têm giro livre,

impedindo o travamento da barra.

Pode ser observado que as condiçõesde dobramento da NBR 7480 sãomais rígidas do que na NBR 6118dando uma maior segurança aousuário na utilização.Alguns fatores interferem para que ascondições de liberação da NBR 7480sejam mais severas que as de aplicação.São eles:

Bitola a dobrar

- menor que 20 mm

- igual ou maior que 20 mm

CA 25

4 Ø

5 Ø

Diâmetro mínimo do pinopor categoria

Ø = Diâmetro NominalNo caso de estribos de bitola não superior a 10 mm, o diâmetro do pino será de 3ø.

CA 50

5 Ø

8 Ø

CA 60

6 Ø

-

Características MecânicasComo é realizado o dobramentoem obra?Quando da execução de armadurasnas obras, a utilização da Norma NBR7480 e os pinos anteriormente citadosnão é correta, já que ela só é aplicadapara liberação do produto nos labora-tórios das usinas ou no controle tecnológico de obras. Então, nestecaso devemos adotar como referênciaas recomendações de outra Normaque é a NBR 6118 – "Projeto eExecução de Obras de ConcretoArmado" da ABNT (AssociaçãoBrasileira de Normas Técnicas) ondesão determinadas as condições a obedecer no projeto, na execução e no controle de obras de concretoarmado, e que nos seus itens 6.3.4.1e 10.3 indica o diâmetro de pino a serutilizado no dobramento de barras. De acordo com esta norma os diâmetrosdos pinos devem ser:

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Pinos de suportes: Servem de apoioquando se faz força para dobrar abarra, e impedem que a mesmaescape da mesa. Diâmetro da Barra: É a bitola da barraque está sendo dobrada.Pino: É o ponto onde se faz o dobra-mento da barra. O diâmetro internoda dobra será aproximadamente igualao diâmetro do pino. É bom lembrarque sempre que se fala em pino dedobramento estamos nos referindo aeste e não ao pino de suporte.Seta: indica o sentido em que se fazforça para dobrar a barra.Em algumas obras são utilizados, inde-vidamente, pinos de 10 mm (3/8") ou 12,5 mm (1/2") para dobrar todos os diâmetros de barras. Em outrasdobram-se em pinos do mesmo diâmetroda barra a ser dobrada, e em outras é utilizada qualquer medida de pino,preocupando-se apenas com a quebrada barra durante a execução dodobramento.

Quais cuidados devem serobservados durante o dobra-mento de material na obra?Os pinos suporte (ver esquema) devempermitir que o material a ser dobradotrabalhe livre, evitando que estestravem a barra. Estes pinos tambémnão devem ser muito finos em relaçãoà bitola do aço a ser dobrado pois,como as nervuras do CA50 são altas,estas podem "agarrar" nos pinossuportes e travar ao fazer o dobramento.

Como a barra não desliza, acabamos"rasgando" a mesma e provocandoquebra ou o aparecimento de trincasou fissuras. Isto acontece mesmo quandoé utilizado pino de dobramento correto,pois este é um problema do processode dobramento e não do vergalhãoutilizado. Não existe nenhuma indicaçãode norma que determine o diâmetrodo pino suporte. Temos que nos basearna observação do trabalho e na experiência pessoal. O pino de dobramento deverá possuiro diâmetro especificado por normapara que haja uma melhor distribuiçãodo esforço de dobramento do material,evitando-se sempre a utilização decantoneira e pregos.

O que pode ocorrer se estescuidados não forem observados?O dobramento em condições maisagressivas pode fragilizar o materialna região da dobra, em virtude, principalmente, do aparecimento depequenas trincas ou fissuras nas basesdas nervuras, o que diminui a árearesistente da barra. Neste caso a barranão quebra e apresenta somente umafissura ou trinca não detectadadurante a operação de dobramento.Uma barra nestas condições pode nãosuportar uma sobrecarga acidental na estrutura.

Características Mecânicas

DobramentoO dobramento em obra é realizado em uma mesa de dobra, normalmente umabancada de madeira conforme mostra este desenho esquemático:

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No caso de CA25 e CA60 a identificaçãoé feita na etiqueta do produto.A função das nervuras ou entalhes é impedir o giro da barra dentro do concreto e proporcionar a aderência da barra com o concreto, permitindo aatuação conjunta aço/concreto quandoa estrutura for submetida a uma carga. As barras e fios de aço destinadas aarmaduras de diâmetro nominal maiorou igual a 10 mm devem atender ao coeficiente de conformação superficial,também denominado aderência, de 1,5 mínimo conforme estabelecido nanorma. Para CA25, de diâmetro nominalmaior ou igual a 10 mm, o coeficiente de aderência estabelecido na norma é de1,0 mínimo. A aderência é o grau comque a barra ou fio adere ao concreto e está diretamente relacionada às dimen-sões das nervuras ou entalhes existentesna superfície do produto.O ensaio de aderência é de execuçãodemorada; o corpo de prova é constituído pela barra de aço aplicadano concreto, e após 28 dias de curaocorre o ensaio. Devido a esta demoraa norma admite considerar a aderência,conforme especificada desde que sejamatendidas as exigências do Anexo A daNBR 7480, que são:

A norma exige que toda barra nervu-rada, no nosso caso CA50, em todasas bitolas, apresentem marcas de laminação em relevo identificando o produtor com registro no INPI(Instituto Nacional de PropriedadeIndustrial), a categoria do material e seu respectivo diâmetro nominal.Na Belgo utilizamos BELGO 50, con-forme mostrado a seguir:

Nervuras, Entalhese GravaçãoNervuras, Entalhes

e Gravação

- Os eixos das nervuras transversais ouoblíquas devem formar, com a direçãodo eixo da barra, um ângulo igual ousuperior a 45º. - As barras devem ter pelo menos duasnervuras longitudinais contínuas e diame-tralmente opostas, exceto no caso em quenervuras transversais estejam dispostas deforma a se oporem ao giro da barra dentro do concreto;

- Para diâmetros nominais maiores ouiguais a 10,0 mm, a altura média dasnervuras transversais ou oblíquas deveser igual ou superior a 0,04 do diâmetronominal, e para diâmetros nominais inferiores a 10,0 mm, deve ser igual ousuperior a 0,02 do diâmetro nominal.- O espaçamento médio dasnervuras transversais ou oblíquas,medido ao longo de uma mesmageratriz, deve estar entre 0,5 e 0,8do diâmetro nominal.- As nervuras devem abranger pelomenos 85% do perímetro nominal daseção transversal da barra.

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Altura média das nervuras transversais

Distância entre nervuras e ângulosem relação ao eixo da barra

Nervuras, Entalhes e Gravação

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