Diretrizes Tecnológicas dos Concretos

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1 5 Diretrizes Tecnológicas dos Concretos

2 Índice 5.1 Principais evidências de possíveis patologias do concreto na execução da estaca No estado fresco do concreto No estado endurecido do concreto 5.2 Diagnóstico das principais causas dos problemas patológicos 5.3 Recomendações complementares de especificação do concreto 5.4 Considerações sobre a determinação do traço do concreto endurecido Informações disponíveis sobre o traço endurecido Reconstituição do traço

3 Este capítulo aborda a experiência atual na área de tecnologia de concreto referente à execução de Estacas Hélice-Contínua e visa, principalmente, sugerir diretrizes tecnológicas de modo a assegurar a boa qualidade e a elevada produtividade das estacas. 5.1.PRINCIPAIS EVIDÊNCIAS DE POSSÍVEIS PATOLOGIAS DO CONCRETO NA EXECUÇÃO DA ESTACA HÉLICE CONTÍNUA A seguir são apresentadas algumas observações típicas efetuada sobre o concreto, fresco e endurecido, que servem de alerta para possíveis problemas relativos à sua durabilidade, ou mesmo integridade e segurança estrutural, a saber: NO ESTADO FRESCO DO CONCRETO Apesar do ensaio de trabalhabilidade ( slump test ) atender ao especificado de ( ) mm deve-se observar, adicionalmente, alguns sinais importantes de qualidade do concreto. Têm-se indícios de potenciais problemas quando: o aspecto do concreto ensaiado mostra agregados separados da argamassa nas suas bordas ou no topo da amostra como se pode visualizar na figura ; a base do concreto não é regular, isto é, apresenta dimensões maiores em uma direção em relação à outra direção perpendicular como se pode visualizar na figura ; nota-se um fenômeno de borbulhamento de água com carregamento de finos no topo da estaca recém-executada, sendo que em poucos minutos forma-se uma lâmina de água da ordem de centímetros. Este processo pode ser visualizado através das figuras e Este mesmo concreto colocado em um tambor de 200 litros, até o seu preenchimento integral, apresenta elevada exsudação (processo de separação do material sólido do concreto com a água enquanto o concreto encontra-se no estado fresco, isto é, antes do início de pega do concreto) conforme se visualiza na figura Esta observação também pode ser realizada através dos corpos de prova moldados para o controle tecnológico conforme se visualiza na figura Neste caso no topo do corpo de prova observa-se uma diminuição significativa de altura, em média, da ordem de 3,5 a 5% NO ESTADO ENDURECIDO DO CONCRETO no topo da estaca observa-se uma argamassa, praticamente sem agregados graúdos, e de aspecto poroso e com baixíssima resistência (esforço de ponteira manual). Este problema pode ser melhor visualizado nas figuras , , ; na superfície do corpo de prova observa-se a presença de uma grande quantidade de bolhas; ou nas paredes laterais do corpo de prova tem-se uma argamassa porosa expondo os agragados. Estes problemas podem ser melhor visualizados na figura Nas paredes laterais do corpo de prova também se nota a formação de caminhos, provavelmente de subida de água na interface molde (forma) metálico e concreto.

4 5.2. DIAGNÓSTICO DAS PRINCIPAIS CAUSAS DOS PROBLEMAS PATOLÓGICOS No diagnóstico das causas geradoras dos problemas acima assinalados podem-se identificar, de imediato, algumas, conforme se discute a seguir: O fato do mercado fornecedor de concreto possuir práticas tradicionalmente consagradas, apesar de inadequadas (muitas delas não atendendo as normas da ABNTreguladoras dos dispositivos de dosagem, preparo, controle, recebimento e lançamento do concreto), cujos desvios de performances são tolerados pelas construções normais (edificações) está levando fornecedores de concreto a entregar material inadequado inadvertidamente. Tem-se como um exemplo grave o fato do recebimento de concreto na obra ser monitorado apenas pelo valor do slump test sem a importante verificação do consumo total de água empregado para se chegar a este valor de trabalhabilidade. É preciso verificar se o traço previsto em laboratório é o que realmente a empresa fornecedora de concreto está fornecendo. Mas, esta atitude de controle de qualidade somente é possível com o conhecimento prévio do traço, ou, pelo menos, com o conhecimento do teor de água adicionado na usina e o complemento permitido na obra. Estas informações normalmente não são disponibilizadas adequadamente pelas empresas fornecedoras de concreto, e quando o são, muitas vezes, apresentam valores incoerentes permitindo, conforme o caso, que concretos dosados inadequadamente sejam aceitos na obra como material de boa qualidade ou conforme aos requisitos esperados. Cabe lembrar que o responsável pelo recebimento do concreto na obra é o proprietário ou seu preposto. Não é considerado lícito que o preposto do proprietário seja o próprio fornecedor de concreto, pois dentro dos princípios da qualidade o elemento de produção não deve ser o mesmo elemento de controle, e sim independentes. Outro aspecto importante é a defasagem tecnológica entre os aditivos disponibilizados comercialmente no mercado Brasileiro com relação ao Europeu (de onde provém a maior gama desta tecnologia de Estacas Hélice-Contínua). Outra significativa contribuição para os problemas está na falta de homogeneidade e, alguns casos, de qualidade, dos agregados nacionais disponibilizados pelo mercado. Cabe lembrar que os Europeus são extremamente rigorosos, por exemplo, no controle das curvas granulométricas e na regularidade de forma dos agregados empregados nos concretos, o que permite a produção de concretos bombeáveis, minimizando os problemas de segregação e exsudação.

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10 Para se dar continuidade a este assunto torna-se importante neste momento definir alguns conceitos da tecnologia de concreto, a saber: A segregação trata-se da separação entre a argamassa e os agregados graúdos; A exsudação é um caso especial da segregação, onde se tem a separação da água do traço das partículas finas do concreto; e Efeito parede caso especial do fenômeno de segregação que ocorre próximo à superfície lateral das paredes da estaca devido a presença de elevada taxa, o qual impõem o fenômeno de peneiramento dos agregados graúdos do traço formando um

11 concreto mais argamassado na periferia da estaca, isto é, na camada de cobrimento da armadura, de resistência baixa e de aspecto poroso. A causa vital dos principais problemas detectados até o momento está associado ao excesso de consumo de água no traço de concreto incompatíveis com a curva granulométrica final do concreto e o seu teor de finos de modo a permitir a segregação e a exsudação do traço. Os traços fornecidos não atendem às exigências de concretagem submersa referente à adequada e esperada coesão e conseqüente baixa exsudação, e, atende sim, infelizmente, somente ao parâmetro trabalhabilidade. Os principais motivos dos problemas detectados até o momento, em diversas obras investigadas, podem ser resumidos a seguir: A falta de finos no concreto, em especial abaixo da peneira 0,3 mm, causada pela presença de areia artificial grossa no traço. Neste caso o consumo de cimento de 400 Kg/m³ pode ser suficiente; O não emprego de um aditivo incorporador de ar para correção de granulometria dos agregados; O emprego de cimentos fabricados com escórias vitrificadas, que agravam os efeitos da exsudação do traço de concreto; O consumo efetivo de cimento no traço inferior a 400 kg/m³. Muitos fornecedores de concretos se balizam apenas no Fck de 20 MPa e consideram o consumo de cimento elevado e praticam um consumo menor (as vezes significativamente menor); e O descontrole da adição de água no ato do recebimento do concreto no campo no momento de ajuste da trabalhabilidade ( slump test ) RECOMENDAÇÕES COMPLEMENTARES DE ESPECIFICAÇÃO DO CONCRETO Hoje existem diversos caminhos tecnológicos para se especificar o traço de concreto das Estacas de Hélice-Contínua, isto é, o emprego de um aditivo anti-segregante ou a adição de materiais ultra finos tais como a sílica ativa, o filler calcário, o pó de escória de alto forno, o próprio cimento, ou a combinação de areia fina de quartzo (àquela com baixa absorção de água) com o pedrisco misto (resultado da britagem de pedra calcária, porém lavado para baixar o teor de material pulverulento) ou até mesmo a combinação destas linhas tecnológicas. Na impossibilidade do emprego de aditivos mais eficazes ou mesmo na dificuldade da obtenção de agregados de melhor qualidade apresenta-se a seguir maneiras de se corrigir o traço visando a obtenção de um concreto com características submersas permitindo a ininterrupta produção e a boa qualidade da estaca. Todas as recomendações apresentadas a seguir devem ser atendidas simultaneamente, a saber:

12 Determinação do consumo máximo de água do traço através da trabalhabilidade medidos pelo slump test e pelo slump flow. Para o slump test, este deve ser não inferior a 240 mm durante todo o processo de produção, e não somente no momento inicial do lançamento. Assim sendo, a empresa fornecedora do concreto deve apresentar curva de perda de abatimento com o tempo para orientar os tempos de produção. Entende-se como slump flow a medida do diâmetro da base do concreto obtido no ensaio slump test. O slump-flow deve estar na faixa de 525 ± 35 mm. A massa de concreto depois do ensaio não deve apresentar excesso de pedras no centro e nas extremidades do concreto (com aspecto de não estar incorporada à massa de concreto). Não empregar pó de pedra. Relação água-cimento 0,55. Teor de ar incorporado do traço 4,5 %; Tempo de início de pega do concreto (passagem do estado líquido para o estado sólido) superior a 3 horas; Este valor deve ser informado pela empresa fornecedora de concreto para o adequado equacionamento dos trabalhos. Exsudação (separação das partículas sólidas com a água do traço) 1,0% determinado conforme metodologia da norma brasileira para um período de tempo igaul ao tempo de início de pega do concreto. Uma das maneiras de se obter este parâmetro é minimizando o consumo de água do traço em patamares reais inferiores a 220 a 245 litros/m³. Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de micro-bolhas de ar. Não permitir a redosagem do aditivo a não ser que autorizado pelo fabricante. Estas micro-bolhas de ar funcionam como rolhas dos poros capilares minimizando o fenômeno de segregação e exsudação. Mas, é importante a compatibilidade cimento-aditivo, pois o tamanho destas bolhas podem ser elevadas piorando a atuação da exsudação em vez de combatê-la. Esta diretriz é a mais econômica, mas exige um rígido controle tecnológico da compatibilidade cimento-aditivo relativo ao teor do ar incorporado ao tamanho destas bolhas (estas devem estar na casa de décimo ou centésimo de milímetros); e do tempo de início de pega do concreto. Dar preferência aos cimentos sem adições de escória de alto forno, especialmente o cimento CP III, pois este absorve menos água devido a propriedades vítreas da escória apresentando um comportamento de exsudação do traço do concreto de qualidade inferior quando comparado com outros cimentos.

13 Emprego de finos totais do traço em valor não inferior a 650 kg/m³ (passante da peneira 200), sendo que pelo menos 400 kg/m³ destes seja de material cimentício. A melhor maneira de completar a parcela cimentícia seria o emprego de finos nobres tais como a sílica ativa (teor entre 5% a 8%), e, quando disponibilizado na região, o emprego de Pozolanas (encontrada especialmente na região Sul do país). Esta sugestão fica minimizada quando for possível o emprego de agregados com curvas granulométricas adequadas. Quando possível, o emprego de aditivos especiais para minimização do consumo de água, comumente conhecidos como superplastificantes. Mas, normalmente os procedimentos executivos tornam impeditivo o emprego deste aditivo. Recomenda-se que estes aditivos sejam à base de melamina, pois eles incorporam menores teores de ar incorporado. Estes aditivos são de elevada eficiência em termos de redução de água, mas mantém a trabalhabilidade elevada por apenas 20 a 30 minutos. Esta é uma solução tecnológica bastante satisfatória, mas exige procedimentos executivos adequados pois após este período, o slump test do concreto começa a cair rapidamente. Este aditivo permite uma redosagem até o valor máximo de 1,5% do consumo de cimento sem acarretar problemas ao concreto relativo a resistência e ao tempo de pega do concreto, mas é recomendável que a redosagem não ocorra devido aos trabalhos adicionais na frente de serviço (checagem de slump test, dosagem e adição de aditivo, e tempo de mistura). Na prática este aditivo superplastificante é adicionado no caminhão betoneira em frente ao local a ser concretado. O processo de mistura do aditivo necessita de 8 a 10 minutos de alta rotação do balão do caminhão betoneira. No mercado Europeu e Americano existem aditivos superplastificantes de elevada eficiência em termos de manutenção da trabalhabilidade (os artigos técnicos referenciam até 2 horas para temperatura ambiente inferior a 18 C) CONSIDERAÇÕES SOBRE A DETERMINAÇÃO DO TRAÇO DO CONCRETO ENDURECIDO INFORMAÇÕES DISPONÍVEIS SOBRE O TRAÇO ORIGINAL É importante possuir as informações do traço de concreto com a caracterização completa de todos os materiais para minimizar a margem de erro deste ensaio, o qual com estas informações pode chegar a ser inferior a 1 %. Adicionalmente é importante armazenar amostras dos materiais constituintes do concreto e corpos de prova obtidos durante a execução como testemunhos do passado. Deve-se ter pelo menos 10 kg de cada material (cimento, agregados e aditivos) e dois corpos de prova (datados) para cada 200 m³ de concreto lançado na obra RECONSTITUIÇÃO DO TRAÇO Quando se deseja conhecer o consumo de cimento, o consumo de água (e a relação água-cimento) ou mesmo o traço de concreto fornecido é possível se lançar mão de

14 ensaios químicos denominados reconstituição de traço do concreto endurecido para a sua determinação. Estes ensaios devem ser realizados em laboratórios que possuem químicos e físicos em seus quadros. A metodologia de ensaios tem pequenas variações de um laboratório para outro conforme o enfoque dos profissionais responsáveis, mas a margem de erro do resultado final não supera os 5%.