Descrição
O conhecimento da tecnologia aplicada ao concreto como prerrogativa para obtenção de um bom desempenho das estruturas das edificações.
PROPÓSITO
Conhecer as propriedades, diversidade e aplicabilidade do concreto como material de construção, elemento primordial das estruturas das nossas edificações.
Preparação
Antes de iniciar o conteúdo deste tema, tenha em mãos papel, caneta e uma calculadora científica, ou use a calculadora de seu smartphone/computador.
OBJETIVOS
Módulo 1
Descrever os principais tipos de agregados, as propriedades do concreto fresco, a relação água/cimento e concreto fresco.
Módulo 2
Analisar as dosagens, resistências, ensaios e controle estatístico do concreto.
Módulo 3
Identificar as principais misturas e recebimento, transporte, lançamento, adensamento e cura.
Módulo 4
Reconhecer os Concretos Especiais, Aditivos e Inovações.
Tecnologia do Concreto
MÓDULO 1
Descrever os principais tipos de agregados, as propriedades do concreto fresco, a relação água/cimento e concreto fresco
Introdução
De maneira sucinta, pode-se afirmar que o concreto é uma pedra artificial que se molda à inventividade construtiva do homem. Este foi capaz de desenvolver um material que, depois de endurecido, tem resistência similar às das rochas naturais e, quando no estado fresco, é composto plástico: possibilita sua modelagem em formas e tamanhos os mais variados.
(PEDROSO, 2009, p. 14)
O concreto que usamos em nossas edificações é um material composto pela mistura de cimento Portland (CP) com areia, brita e água, de modo a apresentar condições de moldagem e posterior endurecimento, adquirindo a forma final de que necessitamos.
Atualmente, é muito comum a utilização de produtos químicos como aditivos, que se destinam a alterar certas propriedades do concreto, tais como:
Aumento da resistência inicial
Diminuição do calor de hidratação (grande probabilidade de ocorrer fissuração)
Variabilidade da plasticidade
Retardo ou aceleração da pega
Comparado com outros materiais de construção, não só os pétreos e as madeiras, mas também os aglomerantes como cal e gesso, o concreto é um material de desenvolvimento tecnológico relativamente recente — embora tenha sido inventado há milhares de anos. Sua fabricação intensificou-se a partir da década de 1930, quando a procura por cimento aumentou a fim de atender à demanda em consequência das necessidades do mundo moderno, advindas da Revolução Industrial do final do século XIX (Figura 01).
Muitas pesquisas ainda se encontram em andamento, não somente nas universidades e institutos, mas também entre os fabricantes de cimento, nas próprias concreteiras e em empresas de engenharia especializadas em concreto, considerando as variedades dos materiais componentes.
Saiba mais
O concreto autoadensável e o de alto desempenho (CAD) estão entre as “novidades” que começam a encontrar grande procura no mercado.
Nosso principal objeto de estudo (embora vejamos outras possibilidades) será o concreto convencional, ou seja, o concreto comum, confeccionado com areia e brita que, de tão popular, muitas vezes tem suas propriedades pouco aproveitadas na Construção Civil, em geral pelo desconhecimento por parte dos técnicos e operários. O descuido no preparo e em sua aplicação, acrescido à falta de manutenção das estruturas, tem causado redução da vida útil das bases, causando desconforto e transtornos aos usuários.
É imprescindível que, para um desempenho qualitativo da edificação, haja cuidado quanto à adoção de materiais de boa qualidade e quanto à qualificação da mão de obra profissional para sua confecção
Qualidade dos agregados
Como agregados podem ser utilizados materiais naturais e artificiais. São fundamentais na confecção de um concreto de boa qualidade, de maneira que as areias influenciam por sua granulometria, assim como pelo teor de matéria orgânica que possam conter. Isto é, impurezas (terra, argila, húmus) e componentes prejudiciais (no máximo 0,02% de cloretos e 1% de sulfatos), enquanto as pedras britadas influenciam a qualidade do concreto pela forma dos grãos e pelo teor de materiais muito finos.
A norma brasileira, por meio da ABNT, preconiza os procedimentos que devem ser seguidos para garantia da qualidade e do padrão dos agregados, apresentando as tolerâncias aceitáveis quando são realizados testes nas composições. Ainda acerca da qualidade desses insumos, menciona:
[...] os agregados devem ser compostos por grãos de minerais duros, compactos, estáveis, duráveis e limpos, e não devem conter substâncias de natureza e em quantidade que possam afetar a hidratação e o endurecimento do cimento, a proteção da armadura contra a corrosão, a durabilidade ou, quando for requerido, o aspecto visual externo do concreto.
(NBR 7211, 2009)
Um experiente técnico com prática em canteiro de obra, além de realizar os testes especificados pela norma, no caso da areia, ele consegue avaliar visualmente a presença de alguma impureza, o que também é valido para o caso das britas, quando a partir de uma simples inspeção visual é possível constatar diferenças de coloração que possam indicar contaminação no agregado.
Você sabia
As impurezas e contaminações podem interferir na reação química do cimento em contato com a água.
Lembramos que os agregados miúdos, basicamente as areias, são obtidas das mais variadas origens: naturais (rios, margens de lagos e bancos de areia) ou artificias (processos industriais — areia de britagem). A forma esférica e o diminuto módulo de finura (maior quantidade de finos), fazem com que a areia artificial seja mais utilizada e produza um concreto de melhor qualidade.
Também são empregados agregados artificiais, como a escória de alto-forno para concreto leve e normal, e a argila expandida para concreto leve.
Quanto aos agregados graúdos, aqueles de forma esférica com dimensão máxima compreendida entre 12,5 mm e 19 mm, melhoram a trabalhabilidade do concreto, bem como o produzirão com propriedade superior.
A forma dos grãos e a conformação superficial influenciam muitas a trabalhabilidade e as propriedades de aderência do concreto: agregados redondos e lisos facilitam a mistura e o adensamento do concreto; agregados com superfícies ásperas aumentam a resistência à tração .
(ALMEIDA, 2002, p. 5)
Atenção
Um fator de suma importância na fabricação do concreto é a água de amassamento.
Embora quase todas as águas naturais sejam apropriadas para a confecção de concreto, é necessário cuidado quanto às águas provenientes de locais pantanosos (comuns para localidades fora do perímetro urbano) e as de rejeito industrial. Da mesma forma, a água do mar é inadequada para estruturas de concreto por conta da alteração da reação química do cimento e pela corrosão provocada pelo teor de sal nas armaduras.
Relação água-cimento
O concreto tem seu maior desempenho quando submetido a forças de compressão. Portanto, garantir uma boa resistência à compressão é condição essencial, e ela deve ser pensada ao longo do processo de confecção do concreto. Assim, verificamos a presença, para um mesmo cimento, de influências de eventos como: fator água-cimento, idade do concreto (a resistência do concreto aumenta com sua idade) e qualidade dos materiais alteram sua resistência mecânica.
Entre os fatores que influenciam a resistência mecânica do concreto, destacaremos a relação água-cimento, ou seja, a razão entre a quantidade de água utilizada para cada porção de cimento. Consideramos que ela é o principal fator que interfere nas propriedades ligadas à resistência mecânica do concreto.
Dizemos que, quanto menos água for utilizada, um melhor concreto será obtido. Entretanto, essa quantidade de água deve ser suficiente para permitir a hidratação completa do cimento e, embora o resultado seja maior resistência do concreto, teremos menor trabalhabilidade tanto para o amassamento quanto para o enchimento das formas.
Recomendação
Como regra, na elaboração de concreto, sempre é recomendado o uso da menor quantidade de água possível, dentro das condições de trabalhabilidade.
O excesso de água colocado para facilitar o preparo do concreto pode prejudicá-lo, tanto em relação à sua resistência mecânica, quanto a impermeabilidade e durabilidade.
O teor de água do concreto fresco varia geralmente entre 0,3 e 0,6 na proporção entre a água e o cimento. Para a reação de hidratação e posterior endurecimento, o cimento precisa, em média, de cerca de 14% do seu peso em água (mais ou menos 7 litros por saco de 50 Kg).
Quando é necessário acrescentar mais água por conta de uma trabalhabilidade adequada, a água em excesso da reação de hidratação do cimento evapora deixando poros, “caminhos” por onde ele sai, propiciando posteriormente a possibilidade de entrada de agentes agressivos, responsáveis por patologias que podem comprometer sua resistência mecânica.
Os concretos bombeáveis e os autoadensáveis são bastante fluidos por conta de sua aplicabilidade, entretanto o que os deixa muito plásticos é o uso de aditivos fluidificantes (produtos químicos capazes de torná-los extremamente plásticos) e não a quantidade de água em si.
Propriedades do concreto fresco
No vídeo, a seguir, identificaremos as propriedades e características do concreto fresco (recém-produzido) quando sua mistura encontra-se no estado plástico, moldável, sendo transportado até o local de sua aplicação, onde será adensado, protegido (a depender do nível de exigência da peça estrutural concretada) para posterior endurecimento.
Propriedades do Concreto Fresco
A plasticidade do concreto fresco
A consistência está associada à sua maior ou menor plasticidade, ou seja, à facilidade de ser moldável. A forma mais usual de medir numericamente a consistência do concreto fresco é o Teste de Slump (Figura 02). É o ensaio de consistência pelo abatimento de um tronco de cone cheio de concreto fresco. Pode ser executado na obra ou em laboratório. É simples, de fácil execução e interpretação.
Para executá-lo, deve-se preencher o cone (cone de Abrams) com o concreto fresco em três camadas sucessivas, cada qual adensada com 25 golpes (com um bastão metálico específico para isso). Após a remoção do cone (puxar para cima), o abatimento natural do concreto (após a retirada do molde — o cone) dará o resultado do ensaio expresso em milímetros.
De acordo com o abatimento, podemos identificar a consistência dos concretos associando-a numericamente a um grau de trabalhabilidade:
| Concretos | Slump (mm) |
|---|---|
| Secos | 0-20 |
| Pouco plástico | 20-70 |
| Plástico | 70-120 |
| Muito plástico | 120-200 |
| Fluido | > 120 |
Caso o Teste de Slump apresente um resultado diferente daquele esperado para certa trabalhabilidade, uma forma de alteração da consistência de um concreto é variar a quantidade de água de amassamento ou as quantidades dos agregados. Entretanto, esse novo traço pode determinar um concreto mais forte ou mais fraco do que o previamente estabelecido.
Outra ocorrência que pode acontecer com o concreto fresco é a segregação. Trata-se da separação de seus insumos logo após terem sido misturados. Acontece principalmente devido às diferenças das massas específicas dos agregados e do cimento favorecido pelo excesso da água de amassamento.
Atenção
Tal situação piora se, ao ser transportado, o concreto fresco sofrer muita trepidação ou mesmo se houver adensamento excessivo (muita vibração). Esse problema deve ser evitado, uma vez que torna a mistura heterogênea, permeável, de pouca resistência mecânica e de pouca durabilidade depois de endurecida.
A solução é uma dosagem bem calibrada, acrescentando-se unicamente a quantidade de água necessária conforme o traço planejado e observados os cuidados necessários no transporte, lançamento e adensamento do concreto.
Tais objetivos são mais bem alcançados por meio de uma boa equipe de operários e de tecnologia de fabricação do concreto (mistura a partir de betoneiras, por exemplo).
Verificando o aprendizado
ATENÇÃO!
Para desbloquear o próximo módulo, é necessário que você responda corretamente a uma das seguintes questões:
O conteúdo ainda não acabou.
Clique aqui e retorne para saber como desbloquear.
MÓDULO 2
Analisar as dosagens, resistências, ensaios e controle estatístico do concreto
Introdução
Apesar de os métodos de dosagem diferirem entre si, certas atividades são comuns a todos, como, por exemplo, o cálculo da resistência média de dosagem, a correlação da resistência à compressão com a relação água/cimento para determinado tipo e classe de cimento, sempre e quando um estudo de dosagem tiver por objetivo a obtenção de uma resistência especificada, sem descuidar da economia e da sustentabilidade que sempre devem nortear um estudo de dosagem contemporâneo.
(TUTIKIAN; HELENE, 2011)
O concreto é um dos mais importantes e populares materiais de construção em virtude de sua facilidade de moldagem em infinitas formas. Após encontrar-se endurecido em estado sólido, possui alta gama de resistência mecânica, segundo a necessidade para a qual foi projetado.
Suas propriedades, quando endurecido, são as características que efetivamente o destacam dos demais materiais de construção para utilização, principalmente como elemento estrutural.
O resultado do concreto depende de seu processo de fabricação, entre outras possibilidades. Nesse processo destacamos a dosagem, ou, como chamamos tecnicamente, traços de concretos.
Traços de concretos
Um traço nada mais é do que o nome dado à mistura dos principais ingredientes da fabricação do concreto, ou seja, a dosagem de cimento, areia, pedra britada e água usadas na mistura.
Dica
Para cada tipo de necessidade existe um traço de concreto específico, além de um tipo de cimento adequado. .
Ele é expresso por uma sequência numérica que representa esses insumos, em que os números são dispostos em ordem crescente a partir dos materiais mais finos. O cimento é representado pela unidade que inicia a série, e a quantidade de água pelo último número.
1 (cimento) : AREIA : BRITA : ÁGUA
Os traços são frequentemente dimensionados por engenheiros residentes ou calculistas, tomando-se como base cartas de traços disponibilizadas por várias instituições de tecnologia de concreto. Além disso, devem ser previamente dimensionados de acordo com a resistência final que se deseja.
Atenção
Quando disponibilizado por um técnico expert em tecnologia, o traço de determinado concreto deve ser interpretado na obra, para produção, de acordo com as grandezas que foram expressadas.
O traço poderá ser apresentado em massa (em kg, por exemplo) ou também em volume (litros ou m3), ou em uma composição mista com cimento em massa (1 saco de 50 kg) e os outros materiais em volume (m3 de agregados e litros de água).
Exemplo
Podemos utilizar um traço de concreto hipotético => 1: 2 : 3. Então, usaremos:
1 saco de 50 kg de cimento (aproximadamente 40 litros) + 80 litros de areia + 120 litros de brita + a quantidade de água adequada (que pode variar em função dos índices de umidade da areia e da pedra).
Dica
Na obra, é mais fácil medir as dosagens com padiolas, baldes (20 litros) ou ainda latas (18 litros).
Padiolas
Recipientes feitos de madeira, plástico ou metal, com volume bem definido. Pode estar acoplado a uma estrutura de rodas (carrinho de mão), ou somente ter alças.
Traços Racionais de Concreto
Resistências mecânicas dos concretos
Nossas construções utilizam concreto justamente por conta de suas propriedades mecânicas. Desse modo, conhecer a resistência do material que estamos utilizando é de suma importância. O dimensionamento do concreto é elaborado a partir de um projeto arquitetônico, como também por meio da resistência que será utilizada no cálculo estrutural.
Podemos dizer que as duas principais propriedades mecânicas do concreto são: resistência à compressão e resistência à tração. Conhecer e confiar nessas grandezas é determinante para uma estrutura eficiente.
Resistência do concreto à compressão
Trata-se de um dos mais importantes objetos de estudo na área de Construção Civil. Praticamente todas as nossas construções são projetadas com concreto por conta de seu desempenho relativo à compressão. A Resistência Característica do Concreto à Compressão, cuja sigla é FCK (do inglês Feature Compression Know) e sua unidade de medida é o MPa (Mega Pascal).
O FCK informa a qual tensão (razão entre a força aplicada e a área em que ela atuará) o concreto tem capacidade de resistir. Assim, a partir de testes de resistência saberemos qual a tensão máxima a que o concreto resistirá antes de sofrer ruptura.
Pascal
Pressão exercida por uma força de 1 Newton, uniformemente distribuída sobre uma superfície plana de 1 metro quadrado de área, perpendicular à direção da força. Mega Pascal (MPa) = 1 milhão de Pascal = 10,1972 kgf/cm². Por exemplo: Um fck de 30 MPa tem uma resistência à compressão de 305,916 Kgf/cm².
Recomendação
A avaliação é feita por meio da moldagem de corpos de prova (NBR 5738 – Moldagem e Cura de Corpos de Prova Cilíndricos ou Prismáticos de Concreto) e posterior rompimento (NBR 5739 – Concreto – Ensaio de Compressão de Corpos de Prova Cilíndricos).
Nosso corpo de prova padrão é cilíndrico (15 cm de diâmetro e 30 cm de altura), sendo os rompimentos executados em 3, 7 e 28 dias, a depender do volume e da exigência da peça estrutural em análise. Após ensaio (rompimento) dos corpos de prova, os dados das resistências de ruptura (FC) são plotados em um gráfico (valores obtidos de FC X quantidade de corpos de prova). A análise desses dados demonstra a existência da Curva Estatística de Gauss ou Curva de Distribuição Normal correspondente à resistência do concreto à compressão.
Da curva de Gauss extraímos dois valores de fundamental importância:
Curva Estatística de Gauss
Em análise estatística, a Curva de Gauss é um modelo matemático, tem o formato de um sino e apresenta a distribuição normal que é o limite de um grande número de eventos de probabilidades, o qual permite estudar probabilisticamente a média das variáveis independentes de uma amostra aleatória simples.
Resistência média do concreto à compressão (FCM)
O FCM é simplesmente a média aritmética dos valores de FC para o conjunto de corpos de prova ensaiados, sendo utilizado na determinação da resistência característica, FCK.
Resistência característica do concreto à compressão (FCK)
O valor de resistência à compressão que apresenta uma probabilidade de 5% de não ser alcançado (segundo dimensionado anteriormente no traço que produziria um concreto com determinada resistência) é denominado resistência característica do concreto à compressão FCK, porém a norma NBR 8953 define as classes de resistência em função do FCK.
Resistência do concreto à tração
Em relação à resistência do concreto à tração FCT, os princípios são semelhantes àqueles para a resistência à compressão. Assim, da análise dos dados extraímos a resistência média do concreto à tração FCTM, e a resistência característica do concreto à tração FTK. Da mesma forma que na compressão, o valor da resistência à tração será aquele que tem 5% de probabilidade de não ser alcançado pelos resultados de certo lote de concreto.
Ensaios e controle estatístico
Geralmente, os ensaios são realizados para controle da qualidade e atendimento às especificações das normas técnicas. Esses procedimentos estão fundamentados em análise estatística e variáveis aleatórias, com amostragem e ensaios padronizados pelas nossas normas, da mesma maneira que se faz o controle de qualidade dos produtos industrializados.
Ensaios tecnológicos
O controle da resistência à compressão do concreto estrutural das construções é parte integrante da garantia dos pressupostos adotados no projeto estrutural, sendo indispensável que seja permanente comprovado. Esse processo inicia-se com o controle do recebimento ou de aceitação do concreto ao chegar à obra de forma a se avaliar se o que está sendo produzido (ou entregue) está de acordo com o adotado no dimensionamento estrutural.
O controle da resistência à compressão, como forma de garantir a segurança do projeto estrutural, é obtido a partir da tensão de ruptura à compressão axial de corpos de prova, ou seja, de um cilindro de concreto, que deve ter altura igual ao dobro do diâmetro, genericamente 15 cm de diâmetro e 30 cm de altura.
Genericamente, são moldados corpos de prova (Figura 03) na chegada do caminhão betoneira à obra (além do Teste de Slump, como já vimos), na metade e no final da concretagem. A ABNT, por meio da NBR 5738:2003 – Concreto - Procedimento para Moldagem e Cura de Corpos de Prova, normatiza a moldagem do material. Os ensaios de ruptura para obtenção da resistência à compressão de corpos de prova cilíndricos, por sua vez, são especificados pela NBR 5739:2007 – Concreto.
Atenção
Tais testes devem ser elaborados por laboratórios idôneos e em instituições credenciadas pelo Inmetro.
A eficiência na realização dos ensaios é decisiva para a obtenção de um valor confiável que possa ser adotado como característico de uma amostra de concreto. Como as operações de ensaio visam obter a máxima resistência potencial do concreto, são consideradas a melhor forma de se obter um resultado confiável da resistência do volume de concreto que esse grupo de corpos de prova representa.
A propriedade do concreto que melhor o qualifica para nossas edificações é sua resistência à compressão. Ela também é peça fundamental por ocasião do dimensionamento estrutural e, portanto, está diretamente ligada à segurança e à estabilidade das estruturas
Assim, como já vimos, uma estrutura deve ser executada com um concreto de resistência à compressão igual ou superior àquela adotada no projeto estrutural.
Controle de qualidade e estatístico
A garantia de correlação entre a resistência potencial do concreto à compressão (obtida a partir dos ensaios) e a resistência que efetivamente a estrutura possui deve ser assegurada por meio do controle tecnológico dos procedimentos e independentemente de ensaios.
O principal objetivo de um programa de controle da resistência à compressão é conseguir determinar um valor único e característico da resistência à compressão de uma amostra de material, podendo compará-la com a especificação do projeto estrutural como forma de garantir a segurança da estrutura.
A análise estatística permite compreender como são conhecidos os resultados de exemplares de corpos de prova e como devemos proceder para determinar um valor que seja representativo desse concreto. Assim, facilmente percebemos que apenas a média dos resultados não é suficiente para definir e qualificar essa amostra de material, sendo necessário analisar e considerar também a dispersão de todos os resultados, que pode ser medida a partir do desvio-padrão.
Dica
Como forma de se otimizar a interpretação dos dados, adotamos o princípio da Resistência Característica do Concreto à Compressão — determinação estatística que engloba a média e a dispersão dos resultados, propiciando a definição e a qualificação desse concreto.
Atualmente, as técnicas de controle tecnológico são direcionadas à obtenção desse valor característico, também adotado como margem de segurança no projeto estrutural.
Verificando o aprendizado
ATENÇÃO!
Para desbloquear o próximo módulo, é necessário que você responda corretamente a uma das seguintes questões:
O conteúdo ainda não acabou.
Clique aqui e retorne para saber como desbloquear.
MÓDULO 3
Identificar as principais misturas e recebimento, transporte, lançamento, adensamento e cura
Introdução
Quando feito corretamente, o adensamento reduz a porosidade do concreto, deixando-o mais denso. A menor permeabilidade atingida faz com que ele suporte melhor a ação de líquidos agressivos. Além disso, a eliminação do ar no interior do material vai torná-lo mais resistente e conferir maior durabilidade às estruturas.[...] é que o concreto fica mais aderente aos materiais metálicos. Ela também facilita a acomodação do concreto nas fôrmas, evitando falhas e rachaduras. Assim, um bom acabamento é garantido e as superfícies endurecidas permanecem lisas e bonitas. Com isso, a aparência final da construção é aprimorada e o resultado fica ainda mais homogêneo.
(ADENSAMENTO..., 2018)
Vários fatores influenciam a qualidade do concreto para que possamos obter suas características essenciais.
Exemplo
Facilidade de manuseio enquanto fresco (plasticidade) e, quando endurecido, boa resistência mecânica, durabilidade e impermeabilidade.
Desse modo, é importante e necessário conhecer esses fatores de maneira a garantir a eficiência final do material.
Atenção
Devemos nos preocupar com a qualidade dos materiais, uma vez que só materiais de boa qualidade produzirão concreto de boa qualidade. Estarmos atentos ao traço do concreto, ou seja, às proporções de cimento, agregados miúdo e graúdo, além de água.
O concreto necessita de uma manipulação adequada. Após a mistura, deve ser transportado, lançado nas formas e adensado corretamente. Finalmente, deve passar por uma cura cuidadosa, uma vez que a hidratação do cimento continua ocorrendo por algum tempo, sendo necessário que as condições do ambiente favoreçam a continuidade do processo de reação água/cimento.
Como já vimos o processo de fabricação do concreto, suas qualidades e características, analisaremos a seguir as importantes práticas de concretagem: mistura e recebimento, transporte, lançamento, adensamento e cura do concreto de maneira a garantir a qualidade final do produto.
Mistura e recebimento do concreto na obra
A concretagem é a etapa final de um ciclo de execução da estrutura e, embora seja a de menor duração, necessita de um planejamento que considere os diversos fatores que interferem na produção, visando melhor aproveitamento de recursos.
(CONCRETAGEM..., s.d.)
Essa etapa inicia-se com a mistura ou amassamento, que é a combinação dos insumos do concreto, tornando-os um conjunto homogêneo, suficientemente plástico para cada determinado fim.
Comentário
Para obras de pequeno porte, a concretagem pode ser feita manualmente, entretanto só é aceitável para pouca quantidade de concreto não estrutural.
O mais comum para obras de pequeno e médio porte é a execução do concreto por meio de uma betoneira, ou adquiri-lo em usinas de concreto e transportado até a construção por um caminhão betoneira (Figura 04). O uso de uma betoneira propiciará um concreto de melhor qualidade, além da rapidez de execução. Elas são encontradas de diversos tamanhos e tipos (convencionais, carregamento automático etc.). As betoneiras mais usadas são as convencionais e executam o trabalho intermitente de carga e descarga misturando os insumos manualmente e por gravidade.
Outra opção muito comum é a compra do concreto usinado. Nessa hipótese, na chegada do caminhão à obra, devemos conferir as condições de entrega do concreto segundo o pedido, como: volume, abatimento (Teste de Slump), resistência característica (FCK) ou consumo de cimento/m³ e o aditivo aplicado, quando solicitado.
Outro fator importante é a verificação da quantidade de água existente no concreto, se está compatível com as especificações, não podendo haver falta ou excesso.
Transporte do concreto
Uma vez misturados seus insumos, o concreto será lançado no local preparado para recebê-lo, seja em pavimentações, fundações ou nas formas onde posteriormente endurecerá.
O transporte do concreto é uma etapa importante desse processo, uma vez que interfere diretamente em suas características, como trabalhabilidade e produtividade dos trabalhos, por exemplo. O modo de transporte deve permitir que o lançamento seja realizado diretamente nas formas, evitando-se armazenamentos intermediários ou transbordo em outro equipamento.
Recomendação
O tempo de transporte do material deverá ser o menor possível, evitando perda de parte da plasticidade por evaporação da água, bem como garantir que não haja segregação dos insumos entre outras possibilidades.
De acordo com o grau de exigência da qualidade de uma edificação, necessitamos de um sistema de transporte diferente. Os dispositivos mais comuns para o transporte do concreto em obras são:
Carrinho do mão
Carrega menos de 80 litros e seu uso é improdutivo, uma vez que foi concebido para movimentação por terra e há certa dificuldade de equilíbrio em apenas uma roda.
Jerica
Movimenta entre 110 a 180 litros; trata-se da evolução do carrinho de mão, sendo bem empregado para deslocamentos horizontais.
Bomba de concreto
CTransporta de 35 a 45 m3/hora, propiciando continuamente o fluxo do material e reduzindo bastante a quantidade de mão de obra.
Grua e caçamba
Movimentam em torno de 15 m3/hora e permitem o deslocamento horizontal e vertical concomitantemente. São empregadas em obras de médio/grande porte. Agiliza o serviço, apesar do abastecimento descontinuado de concreto.
Para a escolha e dimensionamento do sistema de transporte a ser empregado em uma edificação, devemos levar em consideração: o volume a velocidade de aplicação; as distâncias dos percursos (horizontal e vertical) e o arranjo físico do canteiro.
Nos centros urbanos é comum a existência de concreteiras que possuem usinas de mistura de concreto e transporte até a obra, que é realizado por caminhões betoneiras (Figura 05). Essas empresas encarregam-se da mistura (usina), transporte (caminhões) e lançamento do concreto (algumas vezes por meio de bombas).
O uso desse procedimento otimiza as atividades no canteiro de obras, desde redução do número de operários, tempo de concretagem e controle tecnológico, entre outros aspectos.
Lançamento e adensamento do concreto
O lançamento do concreto é uma atividade que deve ser realizada imediatamente após o amassamento, de maneira que não ocorra segregação dos insumos do concreto. Para que isso seja possível, consistência ou plasticidade deve ser adotada em função do sistema a ser empregado.
Alguns cuidados básicos devem ser observados durante o lançamento:
O concreto preparado na obra deve ser lançado no máximo uma hora depois do preparo.
Em hipótese alguma o lançamento pode ser feito após o início da pega.
Para que não haja segregação dos insumos, nos pilares, a altura de queda do concreto na forma não deve ser superior a 2 m.
Em lajes e vigas o concreto deve ser lançado continuamente, de maneira que o monte posterior se una ao monte anterior de maneira a formar um elemento único.
Sobre as lajes, o concreto deve ser transportado em jericas, sobre passarelas apoiadas sobre o assoalho da forma, como modo de proteger a armadura de amassamentos (principalmente os negativos).
Para o caso do concreto bombeado, o tamanho do agregado graúdo não deve exceder 1/3 do diâmetro do tubo para a brita ou 2/5, no caso do seixo rolado.
Uma maneira usual, atualmente, é a concretagem executada por meio de bombeamento. Para isso, emprega-se o uso de bombas junto aos caminhões betoneiras. Elas podem ser estacionárias ou acopladas a lanças.
Bomba estacionária é um equipamento mecânico rebocável para lançamento de concreto em médias e grandes alturas ou grandes pavimentos. Faz o lançamento com pressão relativa, mas apresenta o inconveniente de ter sua tubulação fixa. Assim, há necessidade de remoção (ou troca de posição) dos tubos ao longo da concretagem.
Bomba lança é um equipamento mecânico (montada sobre um caminhão) com uma tubulação acoplada a uma lança móvel. É um equipamento prático por conta da movimentação mecânica do mangote, entretanto tem limitação de altura (apenas o comprimento do tubo preso à lança). Por consequência, é limitada pata grandes dimensões de pavimentos e pequenos espaços no canteiro de obras.
A concretagem por bombeamento exerce uma pressão maior sobre o escoramento e os painéis das formas se a compararmos com o lançamento convencional. Por isso, é necessário um reforço no travamento das formas e de seu escoramento.
Lançamento do concreto
O lançamento do concreto é uma atividade que deve ser realizada imediatamente após o amassamento de maneira que não ocorra a segregação dos insumos do concreto. Para que isso seja possível, consistência ou plasticidade (Figura 06) deve ser adotada em função do sistema a ser empregado.
Alguns cuidados básicos devem ser observados durante o lançamento:
O concreto preparado na obra deve ser lançado no máximo uma hora depois do preparo.
Em hipótese alguma o lançamento pode ser feito após o início da pega.
Para que não haja segregação dos insumos, nos pilares, a altura de queda do concreto na forma não deve ser superior a 2 m.
Nas lajes e vigas, o concreto deve ser lançado continuamente de maneira que o monte posterior se una ao monte anterior, formando um elemento único.
Sobre as lajes, o concreto deve ser transportado em jericas, em cima de passarelas apoiadas sobre o assoalho da forma, como modo de proteger a armadura de amassamentos (principalmente os negativos).
Para o caso do concreto bombeado, o tamanho do agregado graúdo não deve exceder 1/3 do diâmetro do tubo para a brita ou 2/5, no caso do seixo rolado.
Uma maneira comum atualmente é a concretagem executada a partir de bombeamento. Para isso, emprega-se o uso de bombas junto aos caminhões betoneiras. Elas podem ser estacionárias ou acopladas a lanças.
Bomba estacionária
É um equipamento mecânico rebocável para lançamento do concreto a medias e grandes alturas ou grandes pavimentos. A bomba faz o lançamento com pressão relativa, mas apresenta o inconveniente de ter tubulação fixa, como também a necessidade de remoção (ou troca de posição) dos tubos ao longo da concretagem.
Bomba lança
É um equipamento mecânico (montada sobre um caminhão), com uma tubulação acoplada a uma lança móvel. É um equipamento prático por conta da movimentação mecânica do mangote. Porém, tem limitação de altura (apenas o comprimento do tudo preso à lança) e, por consequência, a grandes dimensões de pavimentos e pequenos espaços em canteiros de obras.
É necessário salientar que a concretagem por bombeamento (Figura 07) exerce pressão maior sobre o escoramento e os painéis das formas se a compararmos com o lançamento convencional. Assim, é necessário um reforço no travamento das formas, como também em seu escoramento.
Adensamento do concreto
Além de “acomodar” o concreto dentro da forma preenchendo-a completamente para que suas superfícies apresentem textura lisa, plana e esteticamente aceitável, o adensamento é a atividade que propicia a retirada dos vazios do interior do concreto fresco, diminuindo a porosidade (quando endurecido). Consequentemente, aumenta sua resistência estrutural. Lembramos que o adensamento, quando executado de maneira eficiente, é fundamental para a durabilidade das estruturas.
A depender da envergadura da obra ou do elemento estrutural, o adensamento pode ser realizado manual ou mecanicamente:
Adensamento manual
Podemos usar o adensamento manual para serviços de pequeno porte (devido à sua baixa eficiência) a partir do manuseio de barras de madeira ou de ferro, que atuam como pequenos soquetes acomodando o concreto e expulsando suas bolhas de ar.
Adensamento mecânico
Para obras de médio e grande porte, o adensamento é realizado mecanicamente por meio de vibradores de imersão que ajudam a garantir o desempenho do concreto.
A vibração evita que a mistura fique porosa e desuniforme, influenciando diretamente na durabilidade e resistência. O adensamento dá ainda, ao concreto, mais aderência e densidade (tornando-o mais impermeável), diminui a variação de volume e, portanto, evita o aparecimento de rachaduras influenciando na qualidade final do produto, entre outras vantagens.
(ADENSAMENTO..., s.d.)
Os vibradores de imersão trabalham de forma a transmitir vibrações (vibrar) no concreto fresco, adensando e eliminando os vazios nos elementos estruturais, o que garante a durabilidade do produto. É constituído de um motor e um mangote, cujo diâmetro a ser aplicado em cada caso é determinado pelo espaço livre entre as armações (Figura 08). A ação do vibrador se dá pela imersão da ponta do mangote na posição vertical no concreto.
Existem vários tipos de vibradores disponíveis no mercado, cujas funções variam de acordo com a necessidade de cada serviço. Podem ser internos, como é o caso dos vibradores de imersão — os mais comumente utilizados em nossas obras convencionais. O processo de vibração ocorre por imersão, no qual é inserido no concreto por meio de um mangote composto por mangueira e ponteira pulsante (também chamada de agulha), sendo indicado para ser utilizado em lajes (e pavimentações) vigas e colunas.
Outra possibilidade são os vibradores externos. Dentre eles, os vibradores de superfície, destacamos aqueles que empregamos em obras de edificações, como:
Réguas vibratória
Adensa, nivela e dá acabamento na superfície (tudo ao mesmo tempo). É utilizada em lajes e pisos de pátios superfícies planas.
Plataforma vibratória
Semelhante à régua vibratória, é utilizada para o adensamento e nivelamento de lajes e pisos.
Ainda existem os vibradores externos, como as máquinas vibro-acabadoras (ou pavimentadoras de concreto), mesa vibratória, vibradores de parede de formas e rolo compactador vibratório, entre outros, que não são objetos de nosso estudo, uma vez que não são usados em edificações convencionais.
Vibração do Concreto
Cura do concreto
Entendemos por cura os cuidados que precisam ser tomados com o concreto desde o momento em que é lançado na forma, podendo se estender por até 15 dias de idade, ou seja, o período em que acontece grande parte da reação de hidratação do cimento. Esse processo é importante porque evita a fissuração do material, já que impede a perda precoce da umidade, condição essencial para que se alcance a resistência para a qual o concreto foi projetado.
Resumindo
Cura do concreto é um conjunto de precauções que tem como finalidade evitar a evaporação prematura da água necessária à hidratação do cimento. A temperatura e as condições de umidade devem ser controladas após o lançamento do concreto.
Algumas observações importantes precisam ser verificadas para um conveniente processo de cura.
Exemplo
A cura deve ser iniciada assim que a superfície esteja permanentemente em contato com a água; para as lajes, a cura deve durar pelo menos sete dias, entre outras atividades.
Existem vários métodos de realização da cura do concreto para os diferentes elementos e exigências estruturais:
Para as vigas e pilares, devemos manter a superfície do concreto exposta às intempéries, permanentemente umedecida, dificultando a evaporação da água de amassamento, devendo-se proceder à irrigação periódica das superfícies das lajes. Em algumas situações, é necessária a submersão completa da peça estrutural.
Consiste em recobrir com areia, sacos de aniagem (ou mesmo com os próprios sacos vazios de cimento), papel impermeável ou mantas como forma de manter a estrutura sempre úmida e protegida da ação do sol e do vento. Outros materiais, como lona plástica e até mesmo madeiras, poderão ser usados em função das disponibilidades e de cada caso.
A cura a vapor é usada principalmente em locais de clima frio para se alcançarem altas resistências a baixas idades. Nessa cura acelerada, o material é submetido a um ambiente com vapor d’água, a uma temperatura de 70°C como forma de agilizar as reações químicas de endurecimento do cimento. É muito utilizado em peças pré-moldadas, ou quando se deseja rapidez de execução da estrutura e não é possível o uso de cimento CP-V ARI.
Segundo a norma brasileira NBR 6118:2007, para um processo de cura eficiente são necessários pelo menos sete dias de proteção do elemento estrutural concretado ou deve-se prolongar o tempo até que o concreto adquira cerca de 70% de sua resistência estabelecida em cálculo (dado obtido apenas com a ruptura de corpos de provas).
Muitas vezes subestimada na construção e abandonada após os primeiros cuidados, a cura pode e deve ser retomada tão logo quanto possível, pois práticas têm demonstrado a recuperação de resistências quando essa é reiniciada. Atualmente, está perfeitamente estabelecido que quanto mais cuidadosa e demorada for a cura do concreto, melhores serão sua resistência e sua durabilidade alcançadas.
(LARA, 2013)
Verificando o aprendizado
ATENÇÃO!
Para desbloquear o próximo módulo, é necessário que você responda corretamente a uma das seguintes questões:
O conteúdo ainda não acabou.
Clique aqui e retorne para saber como desbloquear.
MÓDULO 4
Reconhecer os Concretos Especiais, Aditivos e Inovações
Introdução
Os aditivos, que não estavam presentes nos primeiros passos do desenvolvimento do concreto, hoje são figuras de fundamental importância para sua composição. Há quem diga que eles são o quarto elemento da família composta por cimento, água e agregados e que sua utilização é diretamente proporcional à necessidade de se obter concretos com características especiais.
Eles têm a capacidade de alterar propriedades do concreto em estado fresco ou endurecido e apesar de estarem divididos em várias categorias, os aditivos carregam em si dois objetivos fundamentais, o de ampliar as qualidades de um concreto, ou de minimizar seus pontos fracos.
(ADITIVOS, s.d.)
Concretos especiais
O concreto convencional é aquele utilizado comumente em nossas edificações, nas estruturas das fundações, colunas, lajes, vigas etc. É lançamento de modo tradicional, por meio de carrinhos, latas, entre outras possibilidades. Todos os outros tipos de concreto que fogem dessas prerrogativas são considerados concretos especiais, como veremos a seguir:
O concreto aparente nada mais é do que o concreto convencional produzido para ser deixado sem recobrimento ou acabamento (argamassa, cerâmica ou tinta pigmentada), ficando à vista após a desforma (Figura 09).
Para que essa característica seja otimizada, é necessário que as formas estejam preparadas para isso, bem como o concreto a ser lançado nelas seja mais plástico (com um teor maior de areia — que se consegue a partir da manipulação correta do traço para tal), sendo, então, muitas vezes bombeado. Sumariamente, podemos dizer que todos os concretos podem ficar aparentes.
Dentre as muitas possibilidades na execução do concreto convencional, uma delas refere-se às suas qualidades estéticas. Por isso, uma opção é a inserção de pigmentos coloridos em seu traço (na maioria das vezes com o emprego de cimento branco), pois trata-se de uma boa solução relativa à aparência da edificação, além de diminuir os gastos com revestimento e manutenção futura.
A escolha do tipo de pigmentação é importante, embora, de maneira geral, o acréscimo de pigmento não provoca consideráveis mudanças no desempenho mecânico dos elementos estruturais. A recomendação é o uso de pigmentos inorgânicos, que possuem menor quantidade de finos e maior durabilidade. Lembramos que quando a concentração de pigmento for superior a 10% do cimento, ele poderá vir a comprometer a durabilidade e a resistência da peça, devendo seu traço ser revisto (revisado) por um expert em tecnologia do concreto.
Trata-se de uma variação do concreto convencional no qual são acrescentados, durante o lançamento, agregados graúdos — pedra de mão (≥ 152 mm de granulometria) em até 30% do volume do concreto. É utilizado em elementos estruturais de grandes dimensões e com baixo índice de armação, como muros de arrimo (de espessura relativa), tubulões e barragens.
Embora já tenhamos visto que o concreto bombeável é aquele cujo transporte e lançamento são realizados por meio de bombas hidráulicas, que, por sua vez, o impulsionam a partir de tubos metálicos até o local de lançamento, o concreto bombeável tem uma especificidade por ter maior consumo de cimento e maior teor de areia — além da plasticidade entre 120 a 200 mm de abatimento no Teste Slump —, sempre obtida pelo uso de algum aditivo plastificante.
Para que o concreto tenha essas características, o técnico do laboratório de testes da usina de concreto deve programar um produto com tais características e que atinja posteriormente, após endurecido, a resistência necessária.
Concretos aditivados e inovações
Os aditivos são substâncias que alteram as propriedades do estado fresco e/ou endurecido do concreto, influenciando suas propriedades de modo a melhorar suas características iniciais e finais. Eles são incorporados entre os insumos (cimento, areia e brita e água) para proporcionar características especiais ao concreto.
O concreto aditivado pode ter sua trabalhabilidade, resistência, compacidade, entre outras propriedades, melhoradas, bem como permeabilidade, retração e absorção de água reduzidas.
(GUILGUE apud BONAFÉ, s.d.)
Substâncias químicas como: superplastificantes, aceleradores ou retardadores de pega e incorporadores de ar, entre outros produtos, são utilizadas na composição do concreto aditivado, e o preparo pode ser realizado tanto em usinas de concreto (mais comum) quanto em canteiros de obras. Algumas possibilidades desses concretos aditivados são:
É o concreto indicado em concretagem de pequenas elementos estruturais, grandes concentrações de armações, peças pré-moldadas ou em concretagens submersas. Nesse caso, o Teste Slump tem abatimento superior a 250 mm, embora não seja mais representativo e dispense o uso de adensamento (manual ou por vibração), mesmo assim obtendo peças compactas sem vazios interiores.
O Concreto autoadensável é dimensionado com britas de granulometria baixa, alto teor de argamassa (cimento + areia com alto teor de finos + água) e aditivo superfluidificante, já que possui pequeno consumo de água. São, em geral, concretos bombeáveis que pela alta plasticidade apresentam alguns inconvenientes, como a impossibilidade de concretagem de escadas, rampas ou vigas invertidas, entre outros. Lembramos ainda que a forma deve estar completamente estanque antes da concretagem, evitando “vazamentos” do concreto fluído
Nesse caso, necessitamos usar o concreto de pega ultrarrápida, que também será lançado por meio de bombeamento. Tanto quanto o concreto autoadensável, o concreto projetado tem como características o fato de ser bem argamassado (baixo fator água cimento, britas pequenas e grande quantidade de finos => areia + cimento com consumo cima de 400 kg/m³).
O Concreto projetado possui alta aderência e pega praticamente imediata por conta do uso de aditivo acelerador. Suas principais aplicações se dão na recuperação de estruturas, revestimentos de canais, proteção de taludes (Figura 10), revestimento de abóbada de túneis, entre outras.
Na verdade, não se trata de um concreto, mas de uma argamassa celular, visto que não possui o agregado graúdo, e quanto ao agregado fino, em vez do uso de areia, é empregado o pó de alumínio.
Nesse caso, para tornar o concreto leve, podem ser empregados aditivos espumígenos ou então incorporado de ar no concreto fresco que, por sua vez, criará bolhas de ar não intercomunicáveis nessa mistura. Independentemente de ser um concreto leve de baixa massa específica, apresenta boa resistência mecânica, além de bom desempenho para isolamento térmico e acústico.
Trata-se de um concreto convencional no qual aplicamos maiores cuidados, como adição de sílica ativa e de mineral pozolana (mais fino do que o cimento), alto consumo de cimento (acima de 450 kg/m³), sendo geralmente preparado para ser bombeável.
A principal propriedade do concreto de alto desempenho (CAD) é possuir resistência e durabilidade superiores às dos concretos convencionais, visto que possui resistência superior a 50MPa, podendo atingir 100MPa. Portanto, suas estruturas são mais resistentes ao ataque de agentes agressivos, como cloretos, sulfatos, dióxido de carbono e maresia, exigindo alto controle tecnológico.
Por conta de sua maior resistência, propicia elementos estruturais mais leves e mais esbeltos para suportar a carga da edificação, sendo indicado apenas para estruturas especiais e em grandes empreendimentos.
As inovações propiciadas pelo Concreto de Alto Desempenho
Outros tipos de concreto
É um concreto para usos muito específicos como protetor de radiações (cujas paredes possuem espessura conveniente conforme norma específica) como forma de substituir os revestimentos de chumbo em hospitais ou usinas nucleares. Para tanto, o concreto pesado é confeccionado com agregados de elevada massa específica, como minérios de ferro ou fragmentos de aço.
É utilizado em locais com volumes muito grandes e com baixa densidade de armações. Pela exagerada quantidade de massa de concreto, um cuidado importante é o controle do elevado calor de hidratação que é dissipado durante a pega e o endurecimento do concreto, podendo levar a fissuras comprometedoras.
Assim, é necessário o uso de cimento de baixo calor de hidratação e retardador de pega. Geralmente são preparados com baixo consumo de cimento (menor que 150 kg/m³) e agregados graúdos grandes (maiores que 76 mm). São comumente aplicados em grandes muros de arrimo, barragens, cais etc.
É utilizado para pavimentos com tráfego de veículos e se diferencia pela característica de resistência à tração e à abrasão, entretanto é preciso cuidado com agentes agressivos, como derrame de combustíveis, lubrificantes e materiais ácidos (Figura 11).
Produzido de maneira convencional, o concreto para pavimentos é lançado diretamente (do caminhão betoneira) no local da concretagem e, na maioria das vezes, compactado com rolo compressor, o que o identifica também como concreto compactado a rolo. É empregado em pavimentações de grandes obras como pistas rodoviárias, urbanas, de aeroportos, ou ainda, em volume menor, em pisos industriais e pátios de estacionamento, entre outras aplicações.
A evolução das construções e das técnicas construtivas ocorreu junto à evolução dos concretos. Surgiram novos tipos de concretos que se destacam por suas aplicações, funções, economia de mão de obra e materiais, estética e as sempre necessárias, condições de resistência mecânica, de segurança e de durabilidade das obras.
(LARA, 2013)
Ao analisarmos os diferentes tipos de concretos especiais, verificamos a importância do entendimento de que não são necessariamente imprescindíveis (exceto para casos muito especiais). O concreto convencional é o que usamos em nossas edificações, cabendo aos técnicos experts em tecnologia do concreto analisarem as especificações e necessidades do projeto, de maneira a definir qual solução construtiva terá a melhor relação custo-benefício para atender questões econômicas, desempenho mecânico, durabilidade, aspectos estéticos etc.
Verificando o aprendizado
ATENÇÃO!
Para desbloquear o próximo módulo, é necessário que você responda corretamente a uma das seguintes questões:
O conteúdo ainda não acabou.
Clique aqui e retorne para saber como desbloquear.
Conclusão
Considerações Finais
O concreto está diretamente integrado e relacionado às cadeias de produção da engenharia civil. É um importante material da sociedade contemporânea, com tendências de crescimento ao consideramos seu impacto em países em desenvolvimento. O concreto é um material muito versátil, de produção e manejo simples, que facilmente se molda, e quando endurecido torna-se uma “falsa rocha”. Trata-se de um dos materiais mais empregados e disponíveis no mercado.
Produzido a partir de insumos relativamente abundantes na natureza (a depender da localidade), de fácil transporte e aplicação, é moldável enquanto fresco, alcança excelente resistência em função do teor de cimento e do traço com os demais agregados e a água. No processo final da produção, a cura do concreto realizada adequadamente garantirá resistência e durabilidade aos elementos estruturais.
Como vimos, o estudo das características do concreto fresco e as propriedades do concreto endurecido são de fundamental importância para nossa prática profissional relativamente à qualidade do resultado de uma estrutura que, por sua vez, resultará no sucesso da edificação.
Podcast
CONQUISTAS
Você atingiu os seguintes objetivos:
Descreveu os principais tipos de agregados, as propriedades do concreto fresco, a relação água/cimento e concreto fresco
Analisou as dosagens, resistências, ensaios e controle estatístico do concreto
Identificou as principais misturas e recebimento, transporte, lançamento, adensamento e cura
Reconheceu os Concretos Especiais, Aditivos e Inovações