Concreto bombeado: como melhorar o seu uso?
O concreto bombeado é uma das várias formas de manipulação desse material, sempre com o objetivo de facilitar o processo, economizar tempo, garantir a qualidade, reduzir custos e aumentar a produtividade durante o projeto. Tecnicamente, consiste em um método de trabalho em que uma bomba de alta potência é responsável por transportar o concreto produzido na betoneira para o local onde deverá ser aplicado – por meio de mastros e tubulações de metal ou sintético –, sem que haja desperdício de tempo ou conteúdo. É praticamente um consenso que a aplicação do concreto por bombeamento torna a operação mais rápida; dispensa a utilização de uma série de equipamentos, como carros de mão, guinchos, gruas etc.; torna o processo mais fácil de ser executado pelos funcionários. Em alguns projetos, é um método absolutamente indispensável, em função da altura e localização do ponto de aplicação. É importante ressaltar que a complexidade envolvida nos projetos de construção civil, entre outras coisas, exige uma diversidade de concretos, que, por sua vez, possuem diversos tipos de dosagens e tamanhos de agregados. Por isso, esse sistema requer um concreto com consistência fluida, planejamento do canteiro de obras e a correta escolha dos diversos tipos de bombas, para que as várias forças que agem durante o seu lançamento possam atuar de maneira eficiente e segura. Por que usar o concreto bombeado? Talvez o principal fator responsável por tornar o concreto bombeado indicado para grandes edificações seja a rapidez com que a operação é executada– característica essencial para que um método seja escolhido nos dias atuais, em que o tempo é cada vez mais escasso e medido a peso de ouro. Como não pode haver intervalos ou interrupções demoradas durante o processo de concretagem, é necessário que o método escolhido seja capaz de aliar a velocidade da operação com a qualidade do resultado esperado. Isso sem esquecer que o concreto pronto tem prazo de validade, e qualquer situação inesperada, como a quebra da betoneira durante o seu transporte até o canteiro de obras ou mesmo um congestionamento imprevisto, pode resultar na perda de grandes quantidades do material pronto. Um problema que, obviamente, é minimizado pela concretagem bombeada. Quais os principais equipamentos para utilizar um concreto bombeado? 1. Betoneira A betoneira é um imenso equipamento acoplado a um caminhão, cuja função é misturar os componentes do concreto: cimento, água e agregados (areia e pedra britada). Durante o transporte do material, o mecanismo da betoneira é acionado para que a mistura ocorra durante toda a viagem — do local da encomenda até o canteiro de obras. Outra coisa importante é que a mistura deverá ocorrer sem interrupções ou intervalos durante todo o trajeto (sempre no mesmo sentido), até que o material chegue ao canteiro, onde, a partir daí, o operador deverá fazer com que a sua rotação se dê no sentido contrário. 2. Bomba de concreto Este é o personagem principal desse método de concretagem. Consiste na alternância de duas espécies de pistões que realizam, de forma independente, os processos de recebimento e expulsão do concreto oriundo da betoneira. E, para esse fim, existem vários tipos de bombas. E as mais utilizadas são: Bomba Lança – Mecanismo utilizado no sistema de concreto bombeável e o mais indicado para o início dos trabalhos, até que o local de concretagem atinja alturas impossíveis de serem alcançadas pelos mastros e exijam a substituição por imensas tubulações que transportem o material até o local de descarga. Trata-se de um mecanismo móvel, onde a bomba é transportada sobre um caminhão, acoplada ao o seu chassi e conectada à betoneira. Recebe esse nome pelo fato de possuir uma espécie de lança (mastro de distribuição), que é responsável por levar o concreto até o local de aplicação. Bomba Estática – Esse tipo não difere muito da bomba lança no que diz respeito à eficiência, à velocidade e ao poder de bombeamento; diferindo apenas nas peças utilizadas e na sua capacidade de atingir alturas inacessíveis a outros tipos de bombas. Como o próprio nome diz, ela deverá ser transportada para o canteiro de obras, onde permanecerá de forma fixa até que o serviço seja executado. Além disso, não possui um mastro para distribuição do concreto. Em seu lugar são utilizadas imensas tubulações que a conectam com o local onde será aplicado o concreto. Bomba de Mangote – Trata-se de um tipo geralmente utilizado em pequenas construções, como o preenchimento de lajes residenciais, vigas, acabamentos, contrapisos, entre outras aplicações semelhantes. Tem menor potência e rapidez de lançamento, por isso tem um raio de ação limitado, apesar de atender suficientemente as expectativas de pequenos projetos. Os responsáveis pelo transporte do concreto da betoneira para o local a ser preenchido são os mangotes, que geralmente têm não mais que 3” de diâmetro. Autobomba – Finalmente, outra variedade muito utilizada em construção civil e que também atende às necessidades de potência, rapidez e custo-benefício. As autobombas são semelhantes às bombas estáticas, com a diferença de que devem ser acopladas em cima de um caminhão apropriado para esse fim. Portanto, não há necessidade de serem transportadas por meio outro veículo. 3. Tubulações No sistema de concreto bombeado, as tubulações são conectadas à bomba e têm a função de realizar o transporte do material até o local a ser preenchido. Geralmente, têm um diâmetro entre 3 e 5 polegadas, e são fabricadas com material sintético (borracha, basicamente) ou metal. São uma parte essencial das bombas estáticas e das autobombas, já que estas não possuem mastros de distribuição para o lançamento do concreto. 4. Mastro de distribuição Outro equipamento específico desse tipo de concretagem são os mastros de distribuição, que têm a função principal de aumentar a produtividade e velocidade do processo. O “Placing Boom”, por exemplo, são mastros hidráulicos capazes de se moverem em um ângulo de 360°, num raio de até 35 m. Ele possui “braços” que permitem o seu prolongamento à medida que o trabalho atinge os andares superiores, o que pode resultar numa produtividade entre 50 e 60 m³. Como
Concreto auto-adensável: Principais características e aplicações
Em 1988, um grupo de pesquisadores japoneses interessados em produzir um concreto capaz de atender a demanda por estruturas com alta taxa de armadura , desenvolveu o que hoje é conhecido como concreto auto-adensável. As características mais importantes desse tipo de concreto são: Capacidade de preencher os espaços sem nenhuma intervenção mecânica (fluidez); Coesão suficiente para o preenchimento desses espaços sem que haja separação dos seus elementos constituintes (estabilidade). Com o projeto desenvolvido, em 1988 surge finalmente um protótipo para a produção em larga escala. E, em 1997, é utilizado em seu grande teste: a construção da famosa ponte Akashi-Kaikyo, no Japão. A ponte é considerada até hoje um verdadeiro colosso da engenharia civil, com quase 4000 metros de comprimento e 1990 metros de vão central, ligando as ilhas de Awaji e Kobe, bastante conhecidas pelos abalos sísmicos que ocorrem constantemente na região. Ao passar “com louvor” nos vários testes aos quais foi submetido, o concreto auto-adensável foi considerado apto para ser utilizado em edificações que exijam certo grau de sofisticação durante o processo. Trata-se de um material que não necessita de vibradores de imersão para o preenchimento dos espaços na fôrma (já que o seu próprio peso faz o trabalho), é lançado com muito mais facilidade além de ser ecologicamente correto. Por tudo isso, é considerado um dos carros-chefes da “revolução silenciosa” da construção civil. Quais os materiais utilizados para fazer o concreto auto-adensável? Os materiais utilizados são iguais aos de concreto convencional, cimento, areia, brita, água, adições e aditivos químicos. A maior diferença vai estar ligada as proporções de cada componente. O grande diferencial desse tipo de concreto é o fato de ser produzido com uma quantidade maior de agregados finos em relação aos agregados graúdos, além de consumir maior quantidade de cimento e adição mineral quimicamente ativa, como a sílica ativa, ou inerte como o filler calcário. Tanto o aumento de agregados finos como o aumento do consumo de cimento, serve para incrementar a quantidade de materiais finos, pois no concreto auto-adensável este aumento melhora consideravelmente diversas propriedades do produto final, tanto no estado fresco quanto no endurecido, desde o aumento da coesão da pasta quanto o aumento da resistência inicial. Também é imprescindível a utilização de aditivos superplastificantes, que conseguem aumentar o espalhamento do concreto (dispersando as partículas de cimento) sem prejudicar a resistência. Nesse sentido, os materiais específicos para a sua produção, podem ser resumidos em: 1. Aditivos químicos Aqui, especificamente, falamos dos aditivos superplastificantes à base de policarboxilato, cuja principal função é ser um potente redutor do volume de água do concreto, garantindo maior fluidez e resistência. Também podem ser incorporados modificadores de reologia que agregam maior coesão ao concreto. 2. Sílica ativa Dentre as adições minerais a que mais se destaca é a sílica ativa, pois pode beneficiar o concreto de duas maneiras, tanto física quanto quimicamente. A primeira é devido ao efeito microfiller, pois suas partículas são menores do que as do cimento, proporcionando maior coesão ao concreto e diminuindo sua porosidade. O benefício químico se da pelo fato da sílica ser rica em dióxido de silício amorfo, capaz de formar o gel CSH (silicato de cálcio hidratado) ao reagir com o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) formado durante a hidratação do cimento. Esse gel CSH é o mesmo produto resultante da reação do cimento com a água, por isso que a sílica ativa também auxilia a resistência e durabilidade do concreto. 3. Agregados miúdos Neste caso, tratam-se, basicamente, de areias das mais variadas procedências: naturais (margens de lagos, rios e bancos de areia) ou artificias (obtidas por processos industriais). Normalmente a areia artificial é mais utilizada, devido a sua forma esférica e pelo seu módulo de finura ser menor (maior quantidade de finos). 4. Agregados graúdos Preferencialmente é indicado trabalhar com agregados graúdos com forma esférica, a fim de não prejudicar a trabalhabilidade, com dimensão máxima compreendida entre 12,5 mm e 19 mm. 5. Cimento Podem ser utilizados os mesmos cimentos utilizados nos concretos convencionais, desde que atenda os critérios de resistência. Normalmente o mais utilizado é o cimento de alta resistência inicial (CPV ARI), por ser mais fino e apresentar maiores resistências iniciais. Entretanto, é importante se atentar ao alto calor de hidratação liberado por esse tipo de cimento, podendo causar fissuras de origem térmica. Onde é recomendado usar o CAA? Ser um concreto fluido e que se molda na fôrma sem a necessidade de intervenção humana ou mecânica faz com que o CAA seja especialmente indicado para estruturas com alta taxa de armadura, estruturas pré-moldadas, estruturas que exijam acabamento em concreto aparente, obras arquitetônicas e paredes de concreto, método construtivo muito utilizado em habitações com interesse social (HIS). No caso de rampas e calçadas, por exemplo, a capacidade de se autonivelar é considerada a sua grande vantagem, pois será menor a intervenção humana após a sua aplicação. O que, obviamente, garante um acabamento muito superior ao que permitiria o concreto convencional. Além disso, no caso de obras que exijam menor utilização de mão de obra, restrição de poluição sonora, concretagem rápida, tenham pouco espaço para movimentação de equipamentos esse material é considerado ideal, já que a aplicação não requer o uso de vibradores para o seu nivelamento, diminuindo a mão de obra e poluição sonora. Por tudo isso, segundo o engenheiro formado pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), doutor em engenharia e Especialista em Desempenho e Tecnologia do Concreto, Bernardo Tutikian, “a utilização do CAA leva a construção civil para uma forma de produção industrializada, reduzindo o custo da mão de obra, aumentando a qualidade, a durabilidade, a confiança na estrutura das edificações e a segurança dos trabalhadores.” Qual a norma que regulariza o CAA? Os procedimentos para a produção do concreto auto-adensável e a melhor forma de utilizá-lo estão devidamente contemplados na NBR 15823 da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) que, resumidamente, procura adequá-lo à Norma de Desempenho (NBR 15575), responsável por elencar as exigências para a concretagem (principalmente de paredes), mas com
Calor de hidratação: qual a importância para o concreto?
Tecnicamente, o calor de hidratação pode ser definido como o calor liberado pelo concreto através de um processo exotérmico, no caso a reação do cimento com a água. Um processo exotérmico nada mais é do que uma reação química em que há transferência de energia do interior de um objeto para o meio exterior. Após as primeiras horas da aplicação do concreto começa a ocorrer a hidratação do cimento com a água (endurecimento). Essa reação faz com que seja liberada certa quantidade de produtos de hidratação, como hidróxido de cálcio, etringita, silicato de cálcio hidratado, entre outros. Esse processo provoca um aumento da temperatura da massa concreto, cujo calor será liberado na atmosfera. Grande consumo de cimento no concreto é a principal causa do aumento excessivo da sua temperatura. Até aí, nada de novo. O problema é que, quando se trata de grandes volumes de concreto para a mesma peça, como os blocos de fundação, o calor produzido em seu interior (nas primeiras horas após a aplicação) encontra dificuldade em se dissipar para a atmosfera. Essa dificuldade gera grande acúmulo de temperatura no interior da massa, acarretando em um diferencial térmico entre o núcleo e a superfície da peça. Quando a temperatura interna do concreto ultrapassa os 65ºC a probabilidade de ocorrer fissuração é muito grande, pois quando a camada externa resfriar-se e começar o processo de retração, a camada interna ainda estará em processo de expansão, gerando tensões internas. Qual a relação entre as propriedades do cimento e o calor de hidratação? De modo geral, o cimento apresenta diversos componentes de acordo com o seu tipo. Esses componentes têm relação direta com uma maior ou menor alteração da temperatura do concreto. Basicamente o cimento tem 4 componentes em maiores quantidades: C3S : Silicato tricálcico, responsável pela resistência do concreto em todas as idades, mas principalmente nas idades iniciais, liberando calor após a aplicação. C2S : Silicato dicálcico , responsável pela resistência do concreto em idades mais avançadas, como 1 mês, liberando calor lentamente. C3A : aluminato tricálcico, libera muito calor nas primeiras horas, reage com água formando a etringita. C4AF: ferro aluminato tetracálcico, não influencia a resistência. Por isso é muito importante escolher o tipo de cimento para o concreto. No Brasil temos diversos tipos de cimento, como o Cimento Portland Comum, Cimento Portland Composto, Cimento Portland de alto forno, Cimento Portland Pozolanico, Cimento Portland de alta resistência inicial, etc. Usualmente vemos bastante o Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CPV ARI), que é um cimento rico em C3S, componente responsável pela resistência inicial. Porém, esse cimento libera alta quantidade de calor em poucas horas, contribuindo para o calor de hidratação. Também é preciso tomar muito cuidado com o teor de C3A do cimento, que é mais baixo do que o C3S, mas tem altíssima liberação de energia nas primeiras horas. Como reduzir o calor de hidratação no concreto? Muitas variáveis podem influenciar o processo de calor de hidratação, desde a composição dos materiais do concreto ao planejamento da concretagem. Por isso é muito importante consultar especialistas que possam realizar estudos prévios elencando os cuidados a serem tomadas a fim de evitar que essa patologia ocorra. Podemos citar alguns deles: 1. Não permitir a exposição excessiva ao sol Às vezes, pode acontecer de todas as providências e cálculos terem sido observados para evitar o problema. No entanto, a exposição excessiva do concreto ao sol nos primeiros dias após a sua aplicação comprometerá toda a previsão inicial. Por isso, é importante evitar essa exposição, por meio de estruturas adequadas para proteção ou programando a concretagem fora do horário de maior exposição ao sol, preferencialmente no período noturno. 2. Utilizar camadas de concretagem As camadas de concretagem, por serem menos volumosas, são capazes de evitar que o calor permaneça no interior do concreto, permitindo que ele se espalhe pela sua superfície. Isso impede o acúmulo excessivo de calor pela simples diminuição do volume de concreto em uma determinada área. 3. Realizar uma boa cura do concreto A cura do concreto consiste em medidas adotadas para diminuir a evaporação da água contida em seu interior como resultado do aumento da temperatura. Apesar de agir na parte externa do concreto, é importante para minimizar as consequências desse calor excessivo. A água gelada tem o poder de controlar a temperatura do concreto. 4. Refrigerar o concreto com gelo Quando há uma necessidade maior de diminuir o calor produzido pelo concreto, pode-se recorrer a esta técnica, que consiste em incorporar gelo juntamente com a água adicionada na mistura, com o intuito de fazer com que o material bombeado tenha uma temperatura ambiente. Assim, a maior temperatura atingida após aplicação não será tão excessiva. 5. Refrigeração interna A “pega” do concreto é o momento em que começa a haver a sua hidratação ou endurecimento. Logo, a refrigeração nessa fase é feita por meio de pequenas tubulações contendo água gelada. Essas tubulações são introduzidas no núcleo do concreto ainda fresco e permanecerão dentro dele após endurecido. 6. Controlar a quantidade de cimento O cimento é o responsável pela reação exotérmica que ocorre no concreto. Portanto, a melhor maneira de evitar o excesso de calor na massa é utilizar a menor quantidade possível desse aglomerante. Podemos realizar essa redução através de várias formas, tais como a utilização de aditivos superplastificante, que possibilitam a redução da relação água/cimento sem prejudicar a fluidez do concreto e/ou a utilização de adições minerais, como a sílica ativa, que possibilitam a redução de cimento sem perder resistência final. 7. Controlar a temperatura dos materiais constituintes do concreto A liberação de calor começa apenas após a hidratação do cimento, mas é possível reduzir a temperatura máxima resfriando os materiais constituintes do concreto, como a areia e a brita, antes que a reação do cimento ocorra. É o mesmo intuito da utilização de gelo mencionada acima. Como esses materiais ficam expostos ao sol na usina de concreto, muitos profissionais indicam que sejam instalados pulverizadores de água nesses depósitos, a fim de diminuir a temperatura
