Concreto auto-adensável: Uma nova tecnologia à disposição da. construção civil oiânia. Introdução. Pioneirismo em Goiânia

Transcrição

1 Concreto auto-adensável: Uma nova tecnologia à disposição da O processo de globalização tem permitido a engenheiros, calculistas e construtores em geral tomar conhecimento das novidades em tipos de concretos que estão se propagando pelo mundo, como é o caso do concreto auto-adensável. Já usado no Brasil, mas ainda de forma restrita, o concreto auto-adensável apresenta grande fluidez, tendo como característica uma alta trabalhabilidade, ou seja, é um concreto muito plástico. O princípio fundamental para confecção de concretos fluidos e resistentes à segregação é o uso de aditivos superplastificantes e/ou modificadores de viscosidade, combinados com alto teor de finos, sejam eles cimento Portland, adições minerais, fílers, e/ou areia fina. O concreto auto-adensável, hoje utilizado, foi desenvolvido no Japão, por volta de 1983, sendo que sua maior aplicação em obras civis ocorreu em 1997, naquele país, com a concretagem das ancoragens de concreto da ponte metálica de maior vão livre do mundo. A ponte Akashi-Kaikyo, inaugurada em 1998, com 1991 metros de vão livre, consumiu nas ancoragens m 3 de concreto auto-adensável. Os motivos da utilização de CAA nesta obra foram a velocidade de execução, dispensa de adensamento, o qual seria muito difícil para este volume e a qualidade final do concreto. As Figuras 1e2mostram detalhes da ponte e do interior do bloco de ancoragem da mesma. construção civil de Goiânia oiânia. Prof. Dr. André Luiz Bottolacci Geyer Professor Doutor, Escola de Engenharia Civil da Universidade Federal de Goiás -UFG. Eng. Rodrigo Resende de Sá Aluno do Curso de Mestrado em Eng. Civil da Escola de Engenharia Civil da UFG. Figura 1 - Vista lateral da Ponte Akashi-Kaikyo Introdução Figura 2 - Detalhe do interior do bloco de ancoragem da ponte Akashi-Kaikyo Pioneirismo em Goiânia No Centro Oeste brasileiro, mais especificamente em Goiás, em dezembro de 2004 foi realizada a primeira grande concretagem com CAA em obra de edificação, pela construtora Arcel Engenharia Ltda e fornecedora de concreto Realmix Concreto Ltda (Figura 3). As razões da pequena utilização desta tecnologia até o momento, no Brasil, e, ainda, no mundo, estavam ligadas principalmente aos elevados custos dos aditivos utilizados, como superplastificantes e modificadores de

2 2 viscosidade, bem como a falta de conhecimento, no Brasil, de métodos de dosagem e produção do CAA. Figura 3 - Vista geral da primeira obra em Goiânia executada com CAA Com a significativa redução dos custos destes insumos, bem como, com o avanço tecnológico ocorrido nesta área no país, tem se tornado o CAA cada vez mais uma excelente alternativa para a execução das estruturas (GEYER & SENA, 2001 e TUTIKIAN, 2004). Definição O termo concreto auto-adensavel (CAA) identifica uma categoria de concreto que pode ser moldado em fôrmas preenchendo cada espaço vazio através exclusivamente de seu peso próprio, não necessitando de qualquer tecnologia de compactação ou vibração externa (TUTIKIAN, 2004). Descreve-se a auto-adensabilidade do concreto fresco como a capacidade de preenchimento dos espaços vazios e o envolvimento das barras de aço e outros obstáculos pelo material, exclusivamente através da ação da força gravitacional, mantendo uma adequada homogeneidade (BOSILJVKOV, 2003). EFNARC (2002) diz que para um concreto ser considerado auto-adensavel, deve apresentar três propriedades fundamentais: fluidez, coesão ou habilidade passante e resistência à segregação. Define-se fluidez como a capacidade do concreto auto-adensável de fluir dentro e através da fôrma preenchendo todos os espaços. Coesão ou habilidade passante como a capacidade de escoamento pela fôrma, passando por entre as armaduras sem obstrução do fluxo ou segregação. Resistência à segregação é a propriedade que caracteriza a capacidade do concreto em se manter coeso ou fluir dentro das fôrmas, passando ou não através de obstáculos. Dosagem e materiais utilizados em CAA Assim como outros concretos especiais, como, por exemplo, o Concreto de Alto Desempenho, o Concreto Auto-adensável (CAA) é um material referenciado como uma evolução tecnológica dos concretos tradicionais, fruto da pesquisa aplicada e resultado da introdução conjunta, no elenco das matérias primas básicas do concreto, de adições minerais, adições de fílers e aditivos químicos. O desenvolvimento destes materiais, principalmente com a descoberta da extraordinária ação de dispersão dos aditivos superplastificantes e a ação coesiva dos modificadores de viscosidade tem impulsionado esta tecnologia. Os materiais utilizados para produção de CAA são, em teoria, os mesmos utilizados para a produção de concretos convencionais, porém com maior adição de finos, quer sejam adições minerais ou fílers e de aditivos plastificantes e superplastificantes e por vezes, aditivos modificadores de viscosidade. O objetivo de qualquer método de dosagem é determinar a combinação adequada e econômica dos constituintes do concreto com vistas a produzir um concreto que possa estar próximo daquele que consiga um equilíbrio entre as várias propriedades desejadas ao menor custo possível. A adição de finos no CAA proporciona melhoria em diversas propriedades, tanto no estado fresco como no endurecido. Acredita-se que os finos atuam como pontos de nucleação, isto é, quebram a inércia do sistema fazendo com que as partículas de cimento sofram reação mais rápida com a água, ocasionando ganhos de resistências nas primeiras idades. Atuam ainda no aumento do pacote de finos, fazendo com que haja um crescimento na densidade da pasta, dificultando a penetração de agentes agressivos e melhorando a zona de transição (BOSILJKOV, 2003). Os aditivos superplastificantes permitem que se alcance alta fluidez nas misturas, já os aditivos modificadores de viscosidade oferecem aumento na coesão, prevenindo-se com isto a exsudação e segregação no concreto. Um dos fatores que vinha retardando a propagação do CAA em edificações no Brasil, era a falta de métodos de dosagem eficientes, que permitissem o uso irrestrito da mistura com materiais locais, viáveis tanto técnica como economicamente. Este quadro, apoiado em pesquisas brasileiras, como as realizadas por GEYER & SENNA (2001) e TUTIKIAN (2004) e em experiências práticas realizadas nas cidades de Porto Alegre e Goiânia vem mudando positivamente. Adaptações de métodos de dosagens brasileiros para concretos convencionais (TUTIKIAN, 2004) já permitem que se produza concretos auto-adensáveis de excelente qualidade e com custo próximos aos convencionais. Na Figura 4, apresenta-se um estudo comparativo realizado por TUTIKIAN ( 2004), onde observa-se a nova realidade em que é possível executa-se CAA com valores de materiais próximos aos de concretos convencionais. Foram estudados, na cidade de Porto Alegre, 06 concretos CAA e um convencional de referência para fc28 40 MPa.

3 3 Figura 4 - Comparativo de custos de materiais para CAA em relação ao convencional (ref) para fc28 40 MPa, na cidade de Porto Alegre (TUTIKIAN, 2004). Vantagens O concreto auto-adensável vem sendo caracterizado como uma grande revolução na tecnologia do concreto para a construção civil, possibilitando vários ganhos, diretos e indiretos para o mercado da construção, dentre os principais cita-se: VANTAGENS Redução do custo de aplicação por m³ de concreto; Garantia de excelente acabamento em concreto aparente; Permite bombeamento em grandes distâncias horizontais e verticais com maior velocidade; Otimização de mão-de-obra; Maior rapidez de execução da obra; Melhoria nas condições de segurança na obra; Eliminação do ruído provocado pelo vibrador; Significativa redução nas atividades de espalhamento e de vibração; Permite a concretagem sem adensamento em regiões com grande densidade de armadura; Aumento das possibilidades de trabalho com fôrmas de pequenas dimensões; Redução do custo final da obra em comparação ao sistema de concretagem convencional; Acelera o lançamento do concreto na estrutura, permitindo concretagens mais rápidas; Redução da mão-de-obra no canteiro; Melhoria do acabamento superficial; Aumento da durabilidade devido à redução de defeitos de concretagem; A elevada resistência à segregação aliada à fluidez apresentada pelo CAA permite ainda a eliminação de defeitos macro, bolhas de ar e falhas de concretagens, que são diretamente responsáveis pelas perdas no desempenho mecânico do concreto e na durabilidade da estrutura (COPPOLA, 2000). TUTIKIAN (2004), afirma que o CAA permite obter elevadas resistências à compressão a curto e longo prazo, baixa relação água/cimento, baixa permeabilidade e alta durabilidade. Ou seja, CAA pode também ser executado com alta resistência, neste caso tem-se o Concreto Auto Adensável de Alto Desempenho (CAAAD). A Figura 5 apresenta o lançamento de CAA em estruturas de concreto com alta densidade de armadura. Na Figura 6 apresenta-se o concreto fluindo com facilidade em uma laje concretada em Goiânia. Figura 5 - Lançamento de CAA em estrutura densamente armada (TUTIKIAN, 2004) Figura 6 - Laje sendo concretada com CAA em Goiânia (Arcel Engenharia/ Realmix,2004) Aplicações do concreto Auto-Adensável O Concreto auto-adensavel é indicado para utilização em obras convencionais onde se quer maior velocidade de concretagem, redução de custos e melhor qualidade do concreto. Também em casos específicos a sua utilização é recomendada como, por exemplo: Lajes de pequena espessura ou lajes nervuradas; Fundações executadas por hélice contínua; Paredes, vigas, colunas; Parede diafragma; Estações de tratamento de água e esgoto; Reservatórios de águas e piscinas; Pisos, contrapisos, lajes, pilares, muros, painéis; Obras com acabamento em concreto aparente; Locais de difícil acesso; Peças pequenas, com muitos detalhes ou com formato não-convencional onde seja difícil a utilização de vibradores; Fôrmas com grande concentração de ferragens. Controle Tecnológico do CAA No estado endurecido o controle tecnológico do CAA segue os mesmos ensaios e procedimentos utilizados para o concreto convencional. No caso do concreto no estado fresco, diferente-

4 4 mente do dos concretos convencionais, o controle não é feito através do Slump Test. No CAA utiliza-se para controle do concreto fresco vários testes, estando entre os mais recomendados o Slump Flow TesteoU-BoxTest. No caso Slump Flow Test utiliza-se os mesmos equipamentos do Slump Test, sendo que o que se mede é o espalhamento do concreto e não a altura adensada ( Figura 7). Para que o concreto seja considerado satisfatório do valor do espalhamento tem que estar entre 60 e 75 cm, nas duas direções. pois está se trabalhando com novos insumos (aditivos) e níveis de aprimoramento técnico elevados. Deve-se, portanto, se buscar empresas fornecedoras de grande experiência, assim como exigir rigoroso controle tecnológico do material. Bibliografias BOSILJKOV, V. B. SCC mixes with poorly graded aggregate and high volume of limestone filler. Cemente and concrete Research, COPPOLA, L. Self-compacting concrete. In Concrete technology, ENARC. Specification and guidelines for self-compacting concrete GEYER,A.L.B.&SENA, A. Avaliação do comportamento mecânico do concreto auto-adensável em comparação com o concreto convencional. IBRACON, TUTIKIAN, B. F. Método para dosagem de concretos de auto-desempenho. Dissertação de mestrado. UFRGS, Pioneirismo na utilização do Concreto Figura 7-Passos do Slump Flow Test O U-Box Test é mais apropriado para o uso em laboratório ou na central de concreto, sendo medido neste ensaio a fluidez do material (Figura 8). Figura 8 - U-Box Test. Considerações O CAA é uma tecnologia que veio para ficar no mercado, pois uma vez compatibilizados aspectos de produção, dosagem e custos não existem razões para se continuar utilizado o concreto convencional. A aplicação deste novo material, no entanto requer ainda que se tenha rigoroso acompanhamento técnico, Auto-adensável em edifícios em Goiânia: Realmix e Arcel Engenharia Goiânia entra para o elenco de cidades que utilizam em obras de edificação a tecnologia do Concreto Auto-adensável, como uma forma de melhorar a qualidade das estruturas de concreto, otimizar custos e aumentar a velocidade da execução das estruturas. Em uma parceria entre a Realmix Concreto e a Arcel Engenharia, com a acessória técnica do Laboratório de Materiais de Construção da Escola de Engenharia Civil da Universidade Federal de Goiás desenvolveu-se, para os materiais e condições locais, tecnologia de produção e execução de Concreto Autoadensável para edificações. O pioneirismo na região está apoiado e pesquisas tecnológicas realizadas com o objetivo de se permitir a utilização deste concreto, que possui grande fluidez e coesão, com a utilização de matérias primas locais e com a utilização de aditivos químicos de última geração.

5 5 O pioneirismo da aplicação em obra O CAA (concreto auto-adensável) tem sido utilizado no exterior em crescente quantidade, no Brasil, cidades como Porto Alegre e São Paulo, a cerca de um ano vêm se lançando mão desta tecnologia. Obras como a do Museu Iberê Camargo, em Porto Alegre, que é considerada um dos ícones da Engenharia e Arquitetura contemporâneas brasileira tem utilizado o CAA. Em Goiânia, embora pesquisas realizadas na UFG desde 2001 ( GEYER & SENA, 2001) vinham demonstrando ser possível a sua aplicação, até dezembro de 2004 nenhuma grande obra havia sido realizada com esta tecnologia. A Arcel Engenharia Ltda tendo em vista a necessidade de implementação de novas tecnologias que conduzam a melhor qualidade, menor custo e maior velocidade de execução dos seus empreendimentos decidiu passar a utilizar o CAA em uma de suas obras. O pioneirismo na região de Goiânia foi a concretagem, em 23/12/2004, de laje no Ed. Camila, no Residencial Sorelle. A Figura 1 mostra a vista geral do edifício Camila. na Figura 3 a dosagem dos aditivos e na Figura 4 os ensaios tecnológicos de concreto fresco (Flow Test). Figura 2 - Aspecto do CAA a ser retirado para ensaio de concreto fresco Figura 3 - Dosagem dos aditivos de última geração realizada por técnico da UFG Figura 1 - Vista do Edifício Camila Especificações e controle Utilizando-se métodos de dosagens específicos a Realmix com a consultoria da Escola de Engenharia Civil da UFG, desenvolveu um traço de concreto fck 20 MPa, especificamente para atender esta obra. Para tanto foi especificada com característica do concreto fresco um Flow Test entre 65 e 70 cm. Foram utilizados materiais locais como areia natural, brita de gnais, Cimento CP II F 32daCimento Goiás, aditivos Superplastificantes e modificadores de viscosidade da MBT. Na Figura 2 mostra-se o concreto chegando à obra, Figura 4 - Ensaio de Flow Test Lançamento do concreto Após a dosagem dos aditivos, realizada na chegada de cada Betoneira na obra o concreto foi liberado para ser bombeado. Na Figuras 5a7apresentam-se detalhes da operações de lançamento e adensamento do concreto na laje do edifício.

6 6 Dentre a principais vantagens, partindo-se do princípio que o custo do CAA é compatível com o concreto convencional estão: VANTAGENS REAIS OBTIDAS PELA CONSTRUTORA Redução em torno de 70% na mão-de-obra de lançamento e adensamento. Como pode ser observado nas figuras 5 e 7 onúmero de trabalhadores é bastante otimizado. Figura 5 - Lançamento do concreto na laje, sem a necessidade de qualquer adensador com vibrador Maior Velocidade na execução da estrutura, o que em altas temperaturas permite uma menor exposição do concreto ao calor dentro dos caminhões betoneira, bem como uma antecipação nas operações de cura Maior Qualidade e facilidade no nivelamento da laje, pois se obtém, com o CAA uma laje praticamente auto nivelada. Como pode ser observado na Figura 8. Eliminação de nichos e falhas de concretagem o que leva a uma maior qualidade e durabilidade da estrutura. Figura 6 - Auto-compactação do concreto Figura 7-Pequeno número de trabalhadores envolvidos na operação de autoadensamento Figura 8 - Aspecto do concreto após o lançamento, sem adensamento e nivelamento

7 7 INFORMAÇÕES AO CLIENTE REALMIX SOBRE SERVIÇOS DE CONCRETAGEM Desde o momento que contrata os serviços da REALMIX o cliente precisa saber quais as providências que devem ser tomadas. 1-ANTES DA ENTREGA É preciso tomar algumas medidas preliminares, preparando-se para o recebimento do concreto: ESCORAMENTO: deve impedir que sob a ação do peso das fôrmas, ferragens, do concreto a ser aplicado e das cargas acidentais, ocorram deformações prejudiciais à forma de estrutura, ou esforços no concreto na fase de encurecimento. FÔRMAS: antes do lançamento do concreto devem ser conferidas as medidas e a posição das fôrmas, para garantir que a geometria da estrutura corresponda ao projeto. O interior das fôrmas deve estar limpo e as juntas vedadas, para evitar a fuga da pasta. Nas fôrmas de paredes, pilares ou vigas estreitas e altas, devem ser deixadas aberturas próximo ao fundo, para limpeza. Quanto às formas absorventes,é preciso molha-las até a saturação. Quando as superfícies das fôrmas precisarem de tratamento antiaderente para facilitar a desmoldagem, esse tratamento deve ser feito antes da colocação da armadura. Os produtos empregados não devem deixar na superfície do concreto resíduos que sejam prejudiciais ou possam dificultar a retomada da concretagem ou a aplicação de revestimentos. ACESSO: prepare o acesso de tal forma que toda a operação de concretagem possa ser realizada se, impedimentos e em um caminho firme, até o local de aplicação. É preciso facilitar o tráfego de caminhões, de tal forma que não haja impedimento na entrada de um e saída de outro. O lugar de descarga deve esta localizado em ponto fácil de ser alcançado sem manobras complicadas e que possibilite a descarga no menor tempo possível. 2-RECEBIMENTO DO CONCRETO NOTA FISCAL: em primeiro lugar, antes de iniciarse a descarga do concreto, confira atentamente a nota fiscal de simples remessa, verificando se: A - A descrição do concreto é a solicitada pela a obra; B - Os dados da obra estão corretos C - Após a adição não ultrapasse o limite máximo especificado; D - Que o tempo transcorrido entre a primeira adição de água aos materiais e o início da descarga seja superior a 15 minutos. Qualquer outra adição de água efetuada pela obra exime a REALMIX de responsabilidade quanto às características do concreto para tanto existe na Nota Fiscal a autorização para adição de água. 3-TRANSPORTE A partir da primeira adição de água, o tempo de transporte que decorre desde o início da mistura até a entrega do concreto, deve ser: A - Fixada de forma que o fim do adensamento não ocorra após o início de pega do concreto e das camadas ou partes contíguas a essa remessa (evitando a formação de junta fria); B - Inferior a 90 minutos e fixado de maneira que até o fim da descarga seja de, no máximo, 150 minutos 4-LANÇAMENTO DO CONCRETO O concreto deve ser lançado o mais próximo possível de sua posição final, evitando-se incrustações de argamassa nas paredes das fôrmas e nas armaduras. Para os lançamentos que precisem ser feitos a seco, em recintos sujeitos a penetração de água, devem ser tomadas todas as precauções para que não haja água no local em que se lança o concreto ou possa o concreto fresco vir a ser lavado. Quando a altura do lançamento for muito elevada utilizam-se anteparos ou funil, para a desagregação do concreto. Quando o lançamento for submerso, o concreto deve ter no mínimo 350 Kg de cimento por metro cúbico, ter consistência plástica e ser levado para dentro da água por uma tubulação, mantendo-se a ponta do tubo imersa no concreto já lançada. Após o lançamento, o concreto não deve ser manuseado para não alterar sua forma definitiva. 5-ADENSAMENTO Durante o lançamento do concreto e imediatamente após essa operação, o concreto deve ser vibrado ou socado contínua e energicamente, com equipamento adequado à trabalhabilidade do concreto. Em caso de utilização de concreto Auto-adensável, o adensamento pode ser dispensado parcialmente. O adensamento deve ser realizado de tal forma que o concreto preencha todos os recantos da fôrma. Durante

8 8 o adensamento devem ser tomadas as precauções necessárias para que não se formem vazios a seu redor, o que prejudicaria a aderência. No adensamento manual, as camadas de concreto não devem exceder 20 cm. Quando se utilizarem vibradores de imersão, a espessura da camada precisa ser, no máximo, aproximadamente igual a 3/4 do comprimento da agulha. 6-JUNTAS DE CONCRETAGEM Quando o lançamento do concreto for interrompido e, assim, formar-se uma junta de concretagem, convém tomar precauções para que, ao reiniciar o lançamento, haja suficiente ligação de concreto endurecido com o do novo trecho. Antes de reiniciar o lançamento, deve ser removida a nata e feita a limpeza da superfície da junta, com escova de aço e jato de água. É preciso também tomar precauções para garantir a resistência aos esforços que podem agir na superfície da junta. Isso pode ser obtido deixando-se barras cravadas ou redentes no concreto mais velho. As juntas devem localizar-se onde for menor o esforço de cisalhamento, de preferência em posição normal aos de compressão, salvo se for demonstrado que a junta não diminuirá a resistência da peça. O concreto deve ser perfeitamente adensado até a superfície da junta. Se for necessário, usa-se uma fôrma para garantir o adensamento. No caso de vigas ou lajes apoiadas em pilares ou paredes, o lançamento de ser interrompido no plano de ligação do pilar ou parede com a face inferior da laje ou viga, ou no limite inferior de mísulas e capitéis. Essa interrupção se faz necessária para evitar que o assentamento do concreto produza fissuras ou descontinuidade na vizinhança daquele plano. 7-CURA E OUTROS CUIDADOS Enquanto não atingir endurecimento satisfatório, o concreto deve ser protegido contra agentes prejudiciais mudanças bruscas de temperatura, secagem, vento, chuva forte, água torrencial, agentes químicos, bom com contra choques e vibrações de intensidade tal que possam produzir fisuras no concreto ou prejudicar sua aderência à armadura. A proteção contra secagem prematura, pelo menos durante os sete primeiros dias após o lançamento do concreto (aumentando esse mínimo quando a natureza do concreto exigir), pode ser feita mantendo a superfície umedecida ou protegendo-a com uma película impermeável. Em caso de utilização da cura com água, esta deverá ser permanente, não devendo-se criar ciclos de molhagem ou secagem, os quais podem comprometer a estrutura. As superfícies devem ser mantidas permanentemente úmidas. O endurecimento do concreto pode ser antecipado por meio de tratamento térmico adequado e devidamente controlado, sem dispensar as medidas de proteção contra secagem. (fonte: ABESC) 8-RETIRANDO FÔRMAS E ESCORAMENTOS PRAZO: a retirada das fôrmas e do escoramento só pode ser feita quando o concreto alcançar a resistência à compressão e o módulo de elasticidade estabelecidos pelo projetista estrutural. Se as condições acima não tiverem sido indicadas não devem ocorrer antes dos seguintes prazos: faces laterais: 3 dias; faces inferiores, mantendo pontaletes bem encunhados e convenientemente espaçados: 14 dias; faces inferiores, sem pontaletes: 21 dias PRECAUÇÕES: a retirada do escoramento e das fôrmas deve ser efetuada sem choques, obedecendo a um programa elaborado de acordo com o tipo de estrutura. 9-OBRIGAÇÕES DO CLIENTE - Programar as solicitações das prestações de serviços com 24 (vinte e quatro) horas de antecedência para o concreto / argamassa convencional é 48 (quarenta e oito horas) para o concreto e argamassa bambeável, indicando em cada solicitação o tipo / sua resistência (Mpa) e o slump desejado. - Tomar todas as providências necessárias para que a descarga do concreto e argamassa seja feita no modo e tempos devidos, de acordo com as normas técnicas vigentes. - Fornecer a mão-de-obra necessária a concretagem / lançamento quando não bombeável e adensamento do concreto. - Fornece mão-de-obra necessária ao escoramento da tubulação para bombeamento do concreto, bem como a argamassa necessária à lubrificação da mesma antes de cada concretagem. - Responder pela resistência do concreto, no atraso de aplicação, inclusive nos casos em que o concreto for descarregado em recipientes intermediários como por exemplo carrinhos, giricas, masseiras, etc. - Responder por quaisquer danos ou acidentes intermediários causados com o equipamento da REALMIX, em virtude de inadequação e/ou deficiências da vias e/ou dos meios de acesso dos mesmos ao local da descarga do concreto/argamassa na obra. - Registrar a competente anotação de Responsabilidade técnica junto ao CREA-GO, nela incluindo os serviços prestados pela REALMIX. (Fonte: ABESC)