Num processo de projeto típico de uma estrutura civil, a resistência à compressão é usada como base de cálculo pelo projetista para dimensionar através de equações de correlações definidas nas normas técnicas, outros parâmetros de dimensionamento fundamentais, tais como a resistência à tração, a resistência ao cisalhamento, à torção e demais esforços internos solicitantes.
A questão é que a resistência de concreto vai certamente variar ao longo de uma estrutura de grandes proporções, edificada durante um longo período de tempo de vários meses, utilizando diferentes betoneiras que ficam sujeitas às condições ambientais e cargas distintas.
São vários os fatores que podem influenciar na resistência do concreto, os quais enumeramos alguns abaixo:
Variações na relação água/materiais cimentícios, causadas pelo controle deficiente da quantidade de água, variação de umidade dos agregados e utilização de aditivos.
Variações da demanda de água devido às variações de granulometria, forma e taxa de absorção dos agregados, variação nas propriedades de cimento, variação na quantidade de ar aprisionado, variações de tempo e temperatura no transporte.
Variações dos agregados, materiais cimentícios e aditivos.
Variações nas condições de mistura, transporte, lançamento e adensamento e processos de cura.
Para lidar com essa variabilidade, utilizam-se conceitos estatísticos, definindo o conceito de resistência característica do concreto.
A visão estatística da resistência à compressão dada as dificuldades de implementação, a complexibilidade e a falta de familiaridade com o uso dos métodos probabilísticos, o qual demanda o conhecimento das funções de probabilidade de todas as variáveis envolvidas, na grande maioria das normas, inclusive ABNT - NB-6118/2007, o método semiprobabilístico é adotado.
No método semiprobabilístico, a introdução da segurança no projeto estrutural é efetuada considerando as ações e as resistências dos materiais (solicitações atuantes e resistentes), como variáveis aleatórias que podem ser representadas pela distribuição de extremos e pela distribuição da GAUSS, respectivamente, sendo introduzidos coeficientes de ponderação para representar outras variáveis.
Assim, a resistência do concreto pode ser representada por uma curva normal ou Gaussiana, distribuição estatística comumente usada para representar fenômenos naturais, que é representada por dois fatores:
A média (µ) e o desvio padrão (σ) e no caso do concreto, a resistência média, é tomada aos 28 dias e denominada fcmj.
A questão é que o valor médio corresponde, em tese, ao valor central, que tem a probabilidade de 50% de ser superado e uma probabilidade de 50% de ser maior que um resultado individual aleatório.
Sob a visão de segurança estrutural, portanto, o uso desse valor seria inadequado, pois a chance de se ter porções de concreto com resistência inferior à considerada para o projeto seria muito grande.
Por isso se convencionou utilizar para expressar a resistência de um material e no caso o concreto, um valor característico, definido estatisticamente como aquele que seria superado, em tese, por 95% dos valores individuais, ou seja, apenas haveria uma chance de 5% de um valor individual ser inferior ao característico.
Assim, o parâmetro comumente utilizado para caracterizar a capacidade mecânica de um concreto acaba sendo a resistência característica à compressão, aos 28 dias de idade, denominada fck.
Esse é o valor adotado como referencial pelo projetista estrutural, que expressa que 95% do volume do concreto produzido e lançado numa estrutura de concreto, devidamente controlado através de corpos de provas que apresentem uma resistência à compressão acima desse valor.
Sabe-se, em resumo, que numa distribuição normal o quantil de 95% de aceitação é obtido quando tomamos um valor situado em 1,65 desvio padrão abaixo da média e dessa forma a resistência à compressão característica fck seria dada por
fck=fcmj-1,65σ, "σ" o desvio padrão
Portanto, o fck será sempre menor que o fcmj!
Isso serve de alerta aos engenheiros calculistas, construtoras e também as usinas de concreto, pois quando se tem no projeto estrutural a especificação fck=350 kgf/cm2 ou concreto C-35Mpa, isto implica que a usina terá que fornecer um concreto com fck que não tem o mesmo valor da resistência de compressão no ato da ruptura do corpo de prova.
Dessa forma, as Normas Brasileiras serão atendidas e todos contribuirão para uma maior vida útil das estruturas, além do mais importante:
"A SEGURANÇA"!!