Controle de Qualidade do Concreto Produzido em Central Dosadora de Concreto

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1 UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI Ernesto Valdemar Pereira Mourão Fernanda Fátima da Rocha Paulo Cezar Cavalcanti Vinicius Sezotzki Silva Controle de Qualidade do Concreto Produzido em Central Dosadora de Concreto SÃO PAULO 2010

2 Ernesto Valdemar Pereira Mourão Fernanda Fátima da Rocha Paulo Cezar Cavalcanti Vinicius Sezotzki Silva Controle de Qualidade do Concreto Produzido em Central Dosadora de Concreto Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para a obtenção do título de Graduação do Curso de Engenharia Civil da Universidade Anhembi Morumbi. Orientador: Prof. Me. Fernando José Relvas SÃO PAULO 2010

3 Ernesto Valdemar Pereira Mourão Fernanda Fátima da Rocha Paulo Cezar Cavalcanti Vinicius Sezotzki Silva Controle de Qualidade do Concreto Produzido em Central Dosadora de Concreto Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para a obtenção do título de Graduação do Curso de Engenharia Civil da Universidade Anhembi Morumbi. Trabalho em: de de Prof. Me. Fernando José Relvas Prof. Dr. Antonio Rubens Portugal Mazzilli Comentários: SÃO PAULO 2010

4 Ao meu pai e família, por tudo o que sou e aos meus avós e tios e minha prima Viviane que apostaram em mim. Ernesto À minha família, por todo amor e dedicação. Fernanda Aos meus familiares e amigos, por todo o carinho e companheirismo. Paulo Aos meus pais, pelo incentivo e apoio ao longo desta jornada. Vinicius

5 AGRADECIMENTOS A Deus por nos dar forças nos momentos de fraquezas e incertezas; Agradecemos ao Prof. Me. Fernando José Relvas, que contribuiu diretamente para que este trabalho fosse concluído. Sua orientação e compreensão foram importantes para o alcance de nossos objetivos. Agradecemos também ao Prof. Wilson Shoji Yomasa, pela atenção e dedicação prestada; Aos nossos familiares que estiveram presentes em todos os momentos, especialmente incentivando a conclusão do curso; A todo corpo docente que nos preparou para a realização dessa obra e para o mercado de trabalho; Aos verdadeiros amigos que deixam nossas vidas mais alegres; Agradecemos ainda, a todos que nos ajudaram direta e indiretamente na realização desse trabalho.

6 A felicidade não se resume na ausência de problemas, mas sim na sua capacidade de lidar com eles. Albert Einstein

7 RESUMO Atualmente, com a crescente expansão do mercado da construção civil brasileiro há uma grande procura por empresas que forneçam produtos de qualidade com baixo custo. Devido ao aumento de demanda por produtos do ramo, ocorreu também o aumento da procura pelo Concreto Dosado em Central. O presente trabalho vem expor quais os procedimentos, normas e técnicas utilizadas, para a execução do Concreto Dosado em Central, são exibidos os ensaios e normas usados na produção do concreto e procedimentos adotados pelas empresas do segmento, visando à garantia do produto, a fim de garantir todas as exigências do controle de qualidade do concreto dosado em central. Palavra Chave: Concreto Dosado e Qualidade.

8 ABSTRACT Nowadays, with the massive growth of civil construction in Brazil there is a great demand for companies that supply quality products at low cost. Due to a rise in demand for products in the business, there has also been a rise in batched concrete in the center. The current work is going to show which proceedings, rules and techniques are used in the execution of batched concrete in the center, essays and rules used in the production will be shown in concrete production and adopted procedures by companies in the market, seeking product guarantee in order to assure all quality control requirements of batched concrete in the center. KEY WORDS: Batched Concrete and Quality.

9 LISTA DE FIGURAS FIGURA 5.1 Silo de cimento na central de concreto... FIGURA 5.2 Agregados miúdos nas baias da central de concreto... FIGURA 5.3 Agregados graúdos na baia da central de concreto... FIGURA 5.4 Mistura dos agregados após pesagem na central de concreto.. FIGURA 5.5 Caminhão betoneira, volume de transporte 3m².... FIGURA 5.6 Caminhão betoneira, volume de transporte 10m² FIGURA 6.1 Mapa de localização da Empresa Alfa S.A... FIGURA 6.2 Mapa de localização da Empresa Beta S.A.. FIGURA 6.3 Política de qualidade. FIGURA 6.4 Nota fiscal... FIGURA 6.5 Coleta de amostra do cimento no recebimento do material... FIGURA 6.6 Etiqueta de moldagem... FIGURA 6.7 Sistema de pesagem FIGURA 6.8 Sistema de automação central... FIGURA 6.9 Adicionando água na mistura... FIGURA 6.10 Tanque de decantação FIGURA 6.11 Reservatório de água de reuso.... FIGURA 7.1 Baia de agregados muros aproximadamente 80 cm... FIGURA 7.2 Baia de agregados (piso inadequado)... FIGURA 7.3 Leitor do abatimento..... FIGURA 7.4 Sistema de monitoramento VERIFI

10 LISTA DE TABELAS TABELA 5.1 Quantidade máxima de amostra de agregado para ensaio TABELA 5.2 Agregados miúdos NBR 7211 (ABNT, 1983) TABELA 5.3 Limites granulométricos de agregado graúdo (NBR 7211/83) TABELA 6.1 Lista de ensaios recomendados para agregados... 45

11 LISTA DE QUADROS QUADRO 5.1 Ensaios para caracterização de agregados QUADRO 5.2 Quadro comparativo de aditivos QUADRO 5.3 Desvio máximo adotado para os componentes selecionados. 33

12 LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS A/C Relação água/cimento ABCP Associação Brasileira de Cimento Portland...21 ABESC Associação Brasileira das Empresas de Serviço de Concretagem...30 ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas...15 CDC Central Dosadora de Concreto...15 CETESB Companhia Ambiental do Estado de São Paulo...40 IBRACON Instituto Brasileiro de Concreto...45 NBR Norma Brasileira de Registro...22 PBQP-H Programa Brasileiro da Qualidade e Produtividade do Habitat...15 SAP Sistema de Gestão Empresarial...36

13 LISTA DE SÍMBOLOS fck Resistência Característica do Concreto a compressão...36

14 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO OBJETIVOS Objetivo geral Objetivo específico MÉTODO DE TRABALHO JUSTIFICATIVA CONTROLE DE QUALIDADE DO CONCRETO História do concreto Materiais constituintes do concreto Cimento Agregado Agregados miúdos Agregados graúdos Água de amassamento Aditivos Procedimentos de controle de concreto dosado em central Execução de concreto dosado em central Armazenamento de materiais componentes do concreto Dosagem dos materiais Aferição de equipamentos Mistura Adição suplementar de água para correção de abatimento devido à evaporação Transporte Temperatura

15 SUMÁRIO 6 ESTUDO DE CASO Localização Coleta de dados de campo Metodologia utilizada para coleta em campo Controles e produção Estrutura da Central Dosadora de Concreto Programação de pedidos Programação da emissão de pedidos Controles preliminares Controle de produção do concreto Controle do recebimento dos agregados Controle do recebimento do aglomerante (cimento) Produção do concreto Generalidades ANÁLISE DOS RESULTADOS Controles realizados Controle de adição de água na mistura CONCLUSÃO RECOMENDAÇÕES REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 62

16 15 1 INTRODUÇÃO Atualmente o material mais utilizado na construção civil é o concreto. Os fatores que contribuem para o alto índice de consumo são: boa resistência à água, durabilidade quando submetido à ação de agentes agressivos, boa trabalhabilidade e o custo. Com o aumento na demanda do mercado de construção civil, a constante necessidade de atingir padrões mais altos de qualidade e racionalização do produto e a diminuição de espaço nos canteiros de obras, as empresas do ramo passaram a utilizar em escala muito maior o concreto fornecido por CDC (Centrais Dosadoras de Concreto). Uma vez que estas mesmas empresas estão buscando certificações de qualidade e excelência em um mercado competitivo e exigente. Com o surgimento do Programa Brasileiro da Qualidade e Produtividade do Habitat (PBQP-h), passou-se a buscar uma metodologia mais rigorosa de controle nos processos de produção na construção civil e outras empresas do setor. As centrais de concreto não são necessariamente inclusas nesse programa, porém as construtoras certificadas exigem que seus fornecedores estejam em conformidade com tais especificações, o que obriga, indiretamente, as centrais de concreto a se adequarem aos requisitos exigidos. Para a obtenção de um padrão de qualidade técnico, são definidos parâmetros e procedimentos para execução desse concreto, atentando-se à necessidade de execução de ensaios de qualidade e demonstração dos fatores que influenciam o produto. Os materiais utilizados no preparo do concreto devem ser analisados previamente, conforme normas e procedimentos estabelecidos pela ABNT. Um fator que merece destaque na hora da produção do concreto é a qualidade e a quantidade de água adicionada, pois a água é responsável pela ativação da reação química, que faz com que o cimento comece o processo de hidratação e a relação água/cimento é diretamente ligada à resistência do concreto.

17 16 Este trabalho visa demonstrar métodos, procedimentos e sistemas utilizados na produção do concreto, em centrais dosadoras, a fim de atender aos padrões de qualidade e garantia do concreto.

18 17 2 OBJETIVOS Apresentar os procedimentos e técnicas utilizadas para a produção de concreto dosado na Central Dosadora de Concreto (CDC), dando ênfase ao controle de qualidade do produto. 2.1 Objetivo Geral O trabalho tem como objetivo conferir o controle de qualidade empregado na produção do concreto dosado na Central Dosadora de Concreto (CDC), desde as técnicas aplicadas até o controle dos aglomerantes, agregados e aditivos. 2.2 Objetivo Específico Este trabalho busca criar uma referência aos profissionais da engenharia civil, mostrando como ocorre o controle da qualidade na Central Dosadora de Concreto (CDC), desde o recebimento dos materiais até produto final que é o concreto.

19 18 3 MÉTODO DE TRABALHO Foram adotadas como fonte de pesquisa, Bibliografias, Revistas Técnicas, Trabalhos de Conclusão de Curso, Teses de Doutorados, Manuais Técnicos e Sites relacionados ao assunto. Em visita técnica realizada na central de dosagem de concreto, podemos analisar os relatórios e procedimentos adotados da produção diária. Foram consultadas normas técnicas referentes ao preparo, execução e controle de recebimento do concreto, a fim de avaliar, se os requisitos especificados nas normas brasileiras são atendidos pelo processo de produção. Com base nas informações obtidas, pode-se criar parâmetros para discorrer sobre os métodos usados atualmente e conferir a qualidade do concreto produzido CDC. Para isso foi adotado, como referência, bibliografia pertinente e acompanhamento dos procedimentos e técnicas de uma Central Dosadora de Concreto.

20 19 4 JUSTIFICATIVA Com o crescimento das atividades do setor da construção civil, passou a se utilizar mais o Concreto Dosado em Central, devido a facilidade e comodidade, além da falta de espaço nos canteiros de obras para armazenamento dos aglomerantes e agregados. Este trabalho mostra o procedimento, desde o armazenamento dos aglomerantes e agregados, e controle da qualidade da água de amassamento, até a dosagem na mistura e o transporte do concreto à obra, observando como é feito o controle de qualidade do produto final, pela Central Dosadora de Concreto (CDC). O intuito da pesquisa é abranger de forma simples e objetiva, todos os procedimentos referentes à execução do concreto em CDC. Nas Centrais de Dosagem, além dos ensaios de resistência e plasticidade do concreto, são feitos controles de amostras do cimento visando garantir a qualidade de procedência do aglomerante, até seu armazenamento para evitar perdas de suas propriedades características. O controle da qualidade dos agregados é feito desde sua origem de extração até a forma de armazenamento, além de ensaios laboratoriais para verificação de suas especificações técnicas. No caso da areia (agregado miúdo) ainda é feito o controle de umidade, para garantir o traço do concreto, evitando excesso de água. A qualidade da água de amassamento é de extrema importância, pois se a água contiver substâncias consideradas anormais e teores acima dos estabelecidos por normas, podem influenciar na qualidade do concreto. Quantos aos aditivos, a qualidade é garantida por certificações do seu fabricante.

21 20 5 CONTROLE DE QUALIDADE DO CONCRETO O capítulo a seguir tem como objetivo mostrar como é feito o controle de qualidade do Concreto Dosado na Central. 5.1 História do Concreto O concreto é uma mistura de cimento, água, areia e pedra, que tem como principal característica a alta resistência a esforços de compressão e baixa resistência à tração. Ao longo dos anos, o uso do concreto foi fundamental para a evolução da construção civil e também da própria civilização. Devido à sua durabilidade e trabalhabilidade, foi possível criar obras de engenharia impensáveis sem seu uso, indo desde os primeiros arranha-céus, como o Ingalls Building, em Cincinnati - EUA, até obras de moderna tecnologia, como o elevador de barcos rotativo entre o Canal Forth e Clyde com o Canal Union (Roda Falkirk). Em linhas gerais, desde o Império Romano o concreto é usado na construção. Os primeiros registros datam do século IV a.c. (antes de Cristo), sobre a construção do muro externo de uma cidade localizada próximo a Roma e posteriormente no século II a.c., sobre a construção de algumas edificações de Roma. Nesse contexto, de acordo com o artigo Laboratório de Estruturas e Materiais Estruturais da Universidade de São Paulo 1, com a evolução dos conhecimentos sobre seu uso, foi possível empregar outros componentes na execução, como por exemplo, na fundação do Coliseu, feito com concreto constituído de pedras de grandes dimensões, conhecido atualmente como concreto ciclópico, em meados do ano 80 a.c. 1 Disponível em: < Acesso em: 29 abr

22 21 O processo para normalização do concreto iniciou-se na Alemanha, em 1904, pela Associação Germânica de Arquitetos e Engenheiros, juntamente com a Associação Alemã do Concreto, processo esse que serviu de base para as demais regulamentações do concreto no decorrer dos anos. Em estudos realizados nos Estados Unidos, entre os anos 1912 e 1918, pode-se conferir que a relação água/cimento influencia diretamente na resistência do concreto. Tais descobertas geraram a necessidade de maior controle na proporção dos componentes, visando garantir resistência e plasticidade. A partir de 1920, com a introdução de usinas dosadoras de concreto, foi possível garantir a qualidade da mistura, uma vez que a relação A/C, assim como a proporção dos agregados e o transporte, passaram a ser melhor controlados. No Brasil, os primeiros usos de concreto dosado em centrais datam de 1950, mas só foi na década de 70 que houve aumento considerável quanto à utilização do mesmo. Entretanto, a cada dia aumenta o consumo de concreto produzido em CDCs, pois além de atender às solicitações descritas em normas técnicas, aperfeiçoa a produtividade da equipe, reduz custos e racionaliza canteiros de obras. 5.2 Materiais Constituintes do Concreto Cimento Segundo Metha (1994), cimento é um material finamente pulverizado, que desenvolve propriedades ligantes como resultados da hidratação, devido às reações químicas entre os minerais do cimento e água. No entanto, de acordo com a ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland), o cimento Portland, pode ser definido como pó fino, com propriedades aglomerantes ou ligantes, que endurece sob a ação da água e não se decompõe.

23 22 Os procedimentos para elaboração, controle e recebimento do concreto, no Brasil, são definidos na NBR (Norma Brasileira de Registro) número : Preparo, Controle e Recebimento. De acordo com o Procedimento da ABNT de 2006, o cimento Portland tem que cumprir, conforme seu tipo e classe, às seguintes normas: NBR 5732 Cimento Portland Comum, NBR 5733 Cimento Portland De Cimento Portland de Alta Resistência Inicial, NBR 5735 Cimento Portland de Alto Forno, NBR 5736 Cimento Portland Pozolânico, NBR 5737 Cimento Resistente a Sulfato, NBR Cimento, NBR ou NBR 13116, diz que tipo de cimento deve ser especificado levando-se em consideração os detalhes arquitetônicos e executivos, a aplicação do concreto, o calor de hidratação do cimento, as condições de cura, as dimensões da estrutura e as condições de exposição naturais. Figura 5.1 Silo de cimento na central de concreto

24 23 Segundo Helene e Terzian (1992), em relação ao cimento, deve ser observado os itens destacados a seguir: Finura É um fator que está relacionado com a velocidade da reação de hidratação. Dependendo do grau de finura há uma melhora na resistência, diminuição da exsudação, aumento da impermeabilidade, aumento da trabalhabilidade e coesão dos concretos; Perda ao fogo e resíduo insolúvel Indicação do processo de carbonatação e hidratação devido à exposição do cimento ao ar, ou seja, o envelhecimento do cimento; e Resistência à compressão aos 3, 7, 28 e 63 dias é possível conhecer o comportamento mecânico do cimento, NBR 5739 (ABNT, 1994) Agregado Pelo menos ¾ (três quartos) do volume do concreto são ocupados pelos agregados, o quê implica diretamente na qualidade do concreto. O agregado pode limitar a resistência do concreto, ou seja, com um agregado fraco não se produz um concreto resistente e suas propriedades têm influência direta na durabilidade e desempenho estrutural do concreto. O agregado é um material que se interliga num todo monolítico por meio da pasta de cimento, suas propriedades físicas, térmicas e químicas tem muita influência no desempenho do concreto. Assim, vejamos no Quadro 5.1 um melhor detalhamento dos ensaios para a caracterização de agregados e na Tabela 5.1 tem-se a quantidade mínima de amostra de agregado para ensaio, segundo Metha (1964) e Neville (1997), respectivamente.

25 24 Característica Importância Norma Índice de qualidade do Resistência à abrasão e desintegração Forma da partícula e textura superficial Composição granulométrica Massa unitária Massa específica Absorção e umidade superficial Resistência à compressão e à flexão Constituintes dos agregados agregado; resistência NBR 6465/84 ao desgaste de pisos, pavimentos. Trabalhabilidade do NBR 7809/83 concreto fresco. Trabalhabilidade do concreto fresco; NBR 7217/87 economia Cálculos de dosagem; NBR 7810/83 classificação. NBR 7251/82 NBR 9776/87 Cálculos de dosagem NBR 9983/87 NBR 9775/87 Controle da qualidade NBR 9777/87 do concreto. NBR 9937/87 NBR 9939/87 Aceitação de agregado miúdo reprovado em NBR 7221/87 outros testes. NBR 7220/87 NBR 7221/87 Determinação do teor NBR 7219/87 de materiais deletérios NBR 9936/87 e orgânicos. NBR 7218/87 NBR 7389/92 QUADRO Ensaios para caracterização de agregados Fonte: METHA (1994) Critério ou Assunto Relacionado Porcentagem máxima de pedra de massa. Profundidade e tempo de desgaste. Porcentagem máxima de partículas lamelares ou alongadas Porcentagem máxima e mínima passantes em peneiras normalizadas. Massa compactada e massa no estado solto. - - Resistência maior do que 95% da resistência obtida com areia limpa. Porcentagem máxima individual dos constituintes. TABELA 5.1 Quantidade mínima de amostra de agregado para ensaio Tamanho máximo do agregado (mm) Quantidade mínima para ensaio (kg) 28 ou maior 50 Entre 5 e ou menor 13 Fonte: NEVILLE (1997)

26 Agregados Miúdos Em Centrais Dosadoras de Concreto utilizam-se dois tipos de agregado miúdo (areia), conforme demonstrado a seguir: Areia Natural principalmente extraída de rios; e Areia Artificial obtida em instalações de britagem. Figura 5.2 Agregados miúdos nas baias da central de concreto Para a confecção do concreto podem ser usadas areias finas, médias ou grossas. Estas são classificadas conforme a NBR 7211 (ABNT, 1983) - Ensaio de Granulometria da Areia por Peneiramento, melhor detalhada na Tabela 5.2. Além da granulometria da areia, deve-se atentar ao teor de umidade deste agregado, uma vez que este valor pode interferir na dosagem do concreto.

27 26 TABELA 5.2 Agregados miúdos NBR 7211 (ABNT, 1983) Porcentagens acumuladas em massa Peneiras Zona 1 Zona 2 Zona 3 Zona 4 (mm) (muito fina) (fina) (média) (grossa) 6,3 0 a 3 0 a 7 0 a 7 0 a 7 4,8 0 a 5 (A) 0 a 10 0 a 11 0 a 12 2,4 0 a 5 (A) 0 a 15 (A) 0 a 25 (A) 5 (A) a 40 1,2 0 a 10 (A) 0 a 25 (A) 10 (A) a 45 (A) 30 (A) a 70 0,6 0 a a a a 85 0,3 50 a 85 (A) 60 (A) a 88 (A) 70 (A) a (A) a 95 0,15 85 (B) a (B) a (B) a (B) a 100 Fonte: PINI (1992). (A) Pode haver uma tolerância de até no máximo cinco unidades por cento em um só dos limites marcados com a letra A ou distribuídos em vários deles. (B) Para agregado miúdo resultante de britamento, este limite poderá ser 80. Os agregados podem ser classificados quanto à origem, podendo ser naturais ou artificiais. Quanto às dimensões são classificados como agregados miúdos ou agregados graúdos. Quanto ao peso específico podem ser classificados em leves (pedras-pomes, vermiculitas, argila expandida, etc), normais (areias, seixos e pedras-britadas) e pesados (baita, magnetita, limonita, etc) e quanto à distribuição granulométrica, podem ser de granulometria continua (grãos de variados tamanhos) e de granulometria (grãos com mesmo tamanho). Entretanto, as areias consideradas secas apresentam teor de umidade de 2% e todos os cálculos do traço do concreto consideram esses valores, para que a relação A/C não seja comprometida, garantindo a plasticidade e resistência do concreto Agregados Graúdos As características de maior influência dos agregados graúdos na dosagem do concreto são: Granulometria proporção relativa expressa em forma de porcentagem (%), em que se encontram os grãos de certo agregado, agindo diretamente na capacidade de resistência do concreto. (NBR 7217/87);

28 27 Dimensão Máxima Característica (DMC) quanto maior, mais econômico o concreto, está relacionada à trabalhabilidade do concreto fresco, depende das formas, do espaçamento entre as armaduras e do processo de transporte do concreto. (NBR 7217); e Massa específica é a relação entre a massa e o volume do produto não permeável. (NBR 9937) Figura 5.3 Agregados graúdos nas baias da central de concreto Quanto à Apreciação Petrográfica, embora os agregados sejam considerados como inertes, possui características físicas e químicas que podem intervir no comportamento do concreto. Contudo, na Tabela 5.3 têm-se os limites granulométricos de agregado miúdo, conforme a NBR 7211 (ABNT, 1983), apresentada a seguir: TABELA 5.3 Limites granulométricos de agregado graúdo (NBR 7211/83)

29 28 Peneira ABNT % retida em massa acumulada (em peso) (mm) Brita 0 Brita 1 Brita 2 Brita 3 Brita 4 Brita , , , , , , , Fonte: METHA (1994) Água de amassamento A água usada no concreto não deve conter impurezas que possam vir a prejudicar as reações entre ela e os componentes do cimento. No entanto, pequenas quantidades de impurezas podem ser toleradas, pois não apresentam, pelo menos aparentemente, efeitos danosos. Os conhecimentos dos quais auxiliam na análise da possibilidade ou impossibilidade do uso de uma água para concreto provem fundamentalmente dos estudos de Gary, na Alemanha e Abrams, nos Estados Unidos. Deve-se notar, contudo, que as águas com agentes agressivos utilizadas para o concreto, têm uma ação muito menos intensa quanto à mesma água agindo permanentemente sobre o concreto endurecido A razão provem do fato de que no primeiro caso, após haver todo o agente contido na água exercido sua ação, paralisa-se a agressão ao passo que a renovação do agente, já no segundo caso faz com que os defeitos sejam mais nocivos.

30 29 Entretanto, não é possível julgar a qualidade da água pela sua coloração ou cheiro, ao contrário do que se possa pensar, águas impuras muitas vezes não tem nenhum efeito nocivo sobre o concreto. Assim, sempre que houver suspeita de água imprópria deve ser feito ensaio para verificar a influência das impurezas sobre o tempo de pega, a resistência mecânica e a estabilidade de volume, além disso, as impurezas podem causar corrosão na armadura e eflorescências na superfície do concreto. Em geral, águas que contêm menos de 0,2% em peso de sólidos dissolvidos podem ser usadas sem precauções na confecção do concreto. Porcentagens maiores nem sempre são perigosas, afetando de maneira significativa, diversos cimentos diferentes. Sendo assim, a NBR (ABNT, 2009), no item 8.1.3, presume como satisfatório as águas potáveis e as que tenham ph entre 5-8 e 8,0 e respeitam os seguintes limites máximos: Matéria orgânica (expressa em oxigênio consumido)... 3 mg/ Resíduos sólidos mg/ Sulfato expressos (expressos em íons SO4) mg/ Cloretos (expressos em íons Cl) mg/ Açúcar... 5 mg/ Consideram-se incluídas nos limites acima as substâncias trazidas pelos agregados Aditivos Os aditivos são bem antigos, pois já eram utilizados pelos romanos muito antes do concreto de cimento Portland, usavam sangue animal e clara de ovo entre outros ingredientes como aditivos. No entanto, a partir do início do século XX houve várias mudanças até chegar aos aditivos que conhecemos hoje.

31 30 Contudo, aditivos são substâncias que são adicionas em pequenas quantidades ao concreto para alterar o comportamento da mistura, a taxa de endurecimento ou as propriedades no concreto endurecido, facilitando seu preparo e utilização. Cabe ressaltar que os aditivos não são utilizados para correção de defeitos ao concreto, provenientes de dosagem incorreta ou lançamento mal feito. Atualmente existem sete tipos de aditivos disponíveis no mercado (especificados no Quadro 5.2), os principais são: Plastificantes atuam a superfície das partículas do cimento causando repulsão entre os grãos mergulhados na água. São utilizados para reduzir a quantidade de água no concreto e deixar o mesmo mais plástico (trabalhável), assim produzindo um concreto mais resistente sem adição de mais cimento. Retardadores de pega atuam na superfície dos grãos de cimento fazendo com que a partícula se dissolva mais lentamente na água de mistura, seu efeito é o de aumentar o tempo de início de pega do concreto fresco durante o seu transporte e lançamento. Super-plastificantes agem como os plastificantes, entretanto o mecanismo físico-químico é diferente dos plastificados. A eficiência na redução da água de mistura necessária para trabalhabilidade é muito maior, porem o efeito dura muito menos tempo que o dos plastificantes. Incorporadores de ar atuam na produção de minúsculas bolhas de ar na mistura. Essas bolhas de ar também produzem efeito plastificantes da mistura fresca, são muito usadas em países de baixas temperaturas, para introdução de espaços vazios na mistura envelhecida, para alojar os cristais de gelo que se formam internamente na época do inverno.

32 31 QUADRO 5.2 Quadro comparativo de aditivos Fonte: ABESC - Associação Brasileira das Empresas de Serviços de Concretagem (2007).

33 Procedimentos de Controle de Concreto Dosado em Central Por definição, concreto dosado é aquele que é misturado em equipamento estacionário ou caminhão betoneira, transportado até o local e tempo previamente determinado para descarga, dotado ou não de agitação, devendo ser entregue antes do início de pega Execução de Concreto Dosado em Central Para execução de concreto dosado em central, existem procedimentos a serem seguidos, demonstrados na NBR 7212 (ABNT, 1984). O objetivo desta norma é fixar condições para execução do concreto, incluindo operações de armazenamento do material, dosagem, mistura, transporte, recebimento, controle de qualidade, inspeção, aceitação e rejeição. Vale lembrar que a norma técnica alerta que é responsabilidade da empresa de serviço de concretagem os serviços de dosagem, mistura e transporte do concreto até o local de entrega, conforme estabelecido em contrato. Para aceitação do produto são recomendadas verificações quanto à especificação do pedido, usualmente é realizado ensaio de Slump Test, para o controle de abatimento. Após aceitação do concreto fresco, as operações de lançamento e adensamento são de responsabilidade do contratante Armazenamento de materiais componentes do concreto Os agregados devem ser armazenados de forma que não haja mistura dos diferentes tipos de material e granulometria. Assim, o cimento é acondicionado em silo, a água é armazenada em reservatório para evitar contaminação, os aditivos são armazenados e identificados visando evitar contaminação, mistura e/ou alteração da composição seguindo as recomendações do fabricante.

34 Dosagem dos materiais Para garantia da qualidade do concreto, a NBR 7212 (ABNT, 1984) recomenda alguns índices para serem adotados como desvio máximo, em valor absoluto, conforme o quadro 3: Componentes Agregados Cimento Água Porcentagens consideradas em valor absoluto 3% do valor nominal da massa ou 1% da capacidade da balança (adota-se o menor dos valores). Desvio máximo do valor nominal em 1% da capacidade da balança. 3% em relação à quantidade nominal Aditivo 5% da quantidade nominal QUADRO 5.3 Desvio máximo adotado para os componentes selecionados Fonte: NBR 7212 (ABNT, 1984) Aferição de Equipamentos Recomenda-se aferição frequente das balanças e dos dosadores volumétricos de água e aditivo para garantir que a diferença entre a massa real e a indicada não ultrapasse 2% da primeira [massa real]. Pela NBR 7212 (ABNT, 1984) o período entre uma aferição e outra não pode ultrapassar o prazo de três meses ou a quantidade de m³ de concreto Mistura Os equipamentos de mistura devem receber manutenção periódica e não deve ultrapassar a capacidade nominal de mistura, conforme especificação do fabricante.

35 34 Figura 5.4 Mistura dos agregados após a pesagem na central de concreto Adição Suplementar de Água para Correção de Abatimento Devido à evaporação Segundo o item da NBR 7212 (ABNT, 1984), somente se admite adição suplementar de água para correção de abatimento, devido à evaporação, antes do início da descarga, desde que: a) Antes de se proceder esta adição, o valor de abatimento obtido seja igual ou superior a 10 mm; b) Esta correção não aumente o abatimento em mais de 25 mm; c) O abatimento após a correção não seja superior ao limite máximo especificado; e d) O tempo transcorrido entre a primeira adição de água aos materiais até o início da descarga não seja inferior a 15 min.

36 35 A adição suplementar mantém a responsabilidade da empresa de serviços de concretagem, pelas propriedades do concreto constante em pedido. Contudo, qualquer outra adição de água exigida pelo contratante exime a empresa de serviços de concretagem de qualquer responsabilidade quanto às características do concreto exigidas no pedido, este fato deve ser obrigatoriamente registrado no documento de entrega, de acordo com a NBR 7212 (ABNT, 1984) item Transporte O transporte do concreto até o local de descarga é realizado por caminhão betoneira. O tempo de transporte do concreto decorrido entre o início da mistura, a partir do momento da primeira adição de água até a entrega do concreto deve ser segundo a NBR 7212 (ABNT, 1984) item 4.5.2: a) Fixado de forma que o fim do adensamento não ocorra após início de pega do concreto lançado e das camadas por partes contíguas a essa remessa (evitando-se a formação de junta-fria ); e b) Inferior a 90 minutos e fixado de maneira que até o fim da descarga seja de no máximo 150 minutos. Nesse contexto, nas Figuras 5.5 e 5.6, observam-se, respectivamente, caminhão betoneira com volume de transporte de 3 m 3 e 10 m 3, apresentadas a seguir: Figura 5.5 Caminhão betoneira, volume de transporte 3 m 3.

37 36 Figura 5.6 Caminhão betoneira, volume de transporte 10 m Temperatura Recomenda-se que o lançamento do concreto seja feito com temperaturas ambientes entre 10ºC a 32º C, fora desses limites devem ser tomados cuidados especiais, a fim de evitar fissuração do concreto.

38 37 6 ESTUDO DE CASO Para a parte prática da pesquisa realizada escolheu-se uma central dosadora de concreto, cuja empresa está aqui identificada como Empresa Alfa S.A. que permitiu utilizar as informações técnicas fornecidas, porém sem o uso de sua identificação. Além dessa Empresa Alfa S.A., nas atividades de campo foi visitada mais uma empresa fornecedora de concreto ao mercado paulistano. Essa empresa foi denominada de Empresa Beta S.A. O levantamento nas duas empresas permitiu avaliar, preliminarmente, que elas possuem processo de produção muito similar: recebimento de material, estocagem, preparação do concreto e transporte. 6.1 Localização Empresa Alfa S.A. situa-se na cidade de São Paulo, no bairro do Limão localizada na Zona Norte, tendo como acesso principal a Marginal do Tietê sentido Rod. Castelo Branco (Figura 6.1). Figura 6.1 Mapa de Localização da Empresa Alfa S.A. Fonte: Google Maps (acessado em 02/10/10 11:00h)

39 38 Empresa Beta S.A. situa-se na cidade de São Paulo, no bairro de Interlagos localizado na Zona Sul, tendo como acesso principal a Avenida Interlagos, sentido Marginal Pinheiros (Figura 6.2). Figura 6.2 Mapa de Localização da Empresa Beta S.A. Fonte: Google Maps (acessado em 04/10/10 19:00h) A localização é sempre estratégica para uma empresa que fornece concreto usinado para as construções civis da Região Metropolitana de São Paulo, pois visa a entrega com rapidez, atendendo várias regiões de São Paulo e adjacências. 6.2 Coleta de Dados de Campo Para a coleta de dados de campo foi feita uma programação prévia para sistematizar as informações necessárias ao estudo. Para o acompanhamento, foi definida a adoção da rotina do processo de produção de concreto dosado em centrais. Portanto, as visitas técnicas foram realizadas passando-se pelas áreas de administração e de produção. Na parte técnica da dosagem de concreto as visitas abrangeram os silos, baias de agregados, balança de pesagem dos componentes do concreto e o pátio da central.

40 39 Além disso, na Empresa Alfa S.A., os técnicos apresentaram a política de qualidade adotada pela empresa, a visão e valores considerados importantes pelos empreendedores. Foram apresentados os relatórios produzidos pela empresa Alfa S.A. relativos aos ensaios de controle diários e aos procedimentos de produção. A visita permitiu verificar, na prática, o que as empresas fazem no dia-a-dia e quais são os requisitos exigidos pelas normas brasileiras no que se refere à produção de concreto dosado em centrais de usinagem Metodologia adotada para Coleta em Campo Como método para elaboração do estudo de caso, adotamos o acompanhamento da rotina de produção diária da CDC. Englobando visita às instalações das áreas administrativas e de produção, foi possível conhecer os silos de cimento, baias dos agregados, balança de pesagem e pátio da central. Durante o processo de coleta de dados foi apresentado pela empresa sua política de qualidade, bem como visão e valores, tivemos acesso aos relatórios de ensaios técnicos, relatórios de controles diários e procedimento de produção. Através de análise ocular, tivemos a possibilidade de comparar o que é aplicado na prática com o que é determinado pela norma brasileira, registramos através de fotos pertinentes ao assunto. Ainda tivemos a oportunidade de ter os procedimentos descritos e demonstrados pelo técnico, responsável por esta unidade, profissional atuante na área a mais de trinta anos e na empresa há 15 anos.

41 Controles e Produção Para desenvolvimento deste trabalho adotaram-se os procedimentos empregados na Empresa Alfa S.A., como estudo de caso, pela sua atuação no mercado há mais de 20 anos de experiência no ramo e em diversas unidades nos estados brasileiros. Procurou-se acompanhar o processo de produção do concreto usinado e as medidas de qualidade adotadas, desde o recebimento da matéria-prima (agregados e aglomerantes), até a entrega do concreto. Na visita a empresa Beta S.A. buscaram-se apenas comparar o processo de produção de outra empresa do ramo, uma vez que os resultados obtidos na empresa Alfa S.A. foram divergentes do que se recomenda em norma brasileira. Devido à preocupação com as normas internas de sigilo e segurança, as empresas Alfa S.A. e Beta S.A. não puderam fornecer cópias dos ensaios dos materiais (agregados e aglomerante), portanto não será anexada tal documentação no apêndice deste estudo. Nos subitens que seguem são descritos os critérios e métodos adotados pela Alfa para o controle de qualidade do concreto usinado Estrutura da Central Dosadora de Concreto Esta central tem capacidade de produção de 90 m³/hora, contando com quadro efetivo de 68 funcionários e frota de 20 caminhões betoneiras, Bt, duas Máquinas Pás Carregadeiras para abastecimento das caixas de agregados e dois carros de apoio, sendo estes para verificação de locais e acessos da obra e a distância para cálculos de logística. A empresa possui política de qualidade própria, conforme a Figura 6.3.

42 41 Figura 6.3 Política de qualidade Quanto à equipe técnica da unidade visitada da Empresa Alfa S.A., esta conta com um engenheiro na central de dosagem, quatros técnicos e três administrativos. Para o controle técnico na central estão dispostos dois técnicos, um para controle efetivo da quantidade adicionada de água após a mistura e outro técnico responsável pelo recebimento de material. A Central possui sistema de comunicação (rádio) entre base e frota, não possui GPS (Global Positioning System) para controle do caminhão, porém faz uso da comunicação aberta (internet e rádio AM/FM) para controle das informações de tráfego. Ao ser carregado o caminhão, é emitida nota fiscal automaticamente, aonde se registra o horário da produção (mistura) do concreto e saída da Central, tendo-se o prazo máximo de 2:30h para o descarregamento. Caso haja alguma intervenção até a descarga completa, o procedimento adotado pela Empresa Alfa S.A. é recolher o caminhão à central e fazer o descarte total do material.

43 42 O tempo estimado de carga e saída é de 10 minutos, sendo que 4 minutos são para produção (carregamento da Bt) e 6 minutos são para procedimentos (lavagem e lacre do caminhão), este tempo não é contabilizado no prazo de validade do produto (2:30h) Programação de Pedidos Na empresa Alfa os pedidos de concreto são realizados diretamente, via central telefônica, aonde são cadastrados os dados do contratante, como: CNPJ da empresa; nome da obra; local, data e horário de entrega; resistência (fck); abatimento ( Slump ); quantidade de concreto e eventual excepcionalidade do pedido. Além dos dados do pedido, são gravadas todas as ligações recebidas, visando garantir a confiabilidade e segurança nos pedidos. A empresa adota sistema de programação centralizada, para otimização do processo de logística. Os pedidos recebidos são encaminhados à CDC que melhor atender quanto a logística e volume de produção. Todas as informações registradas através da Central de Atendimento são arquivadas em formato eletrônico em banco de dados e enviadas ao sistema de gerenciamento utilizado. A fabricação do concreto é seqüencial, atendendo a programação diária dos diversos pedidos. O tempo estimado para entrega é definido pela programação central, visando melhor tempo x distância.

44 Figura 6.4 Nota fiscal 43

45 Programação da emissão do pedido Ao fazer o pedido do concreto, o cliente informa a necessidade de entrega conforme características da obra (horário a ser recebido, se o concreto utilizará bomba para o lançamento e o tipo de estrutura a ser concretada). Em cima dos dados fornecidos pelo contratante, monta-se a programação de produção e entrega, considerando também o tempo de deslocamento central produtora-local de entrega Controles Preliminares Dentro dos procedimentos adotados nesta CDC, existe uma rotina a ser seguida, preliminarmente: Conferência de notas fiscais: verificação do CNPJ incluso na nota fiscal e se o material recebido confere com o tipo de material solicitado; Análise Tátil Visual do material recebido: o recebimento de material é diário e a cada entrega, um profissional treinado faz a análise tátil visual do mesmo; Medição do Material: averiguação das quantidades recebidas Controle de Produção do Concreto A produção do concreto é feita seguindo-se os procedimentos de recebimento dos materiais, controle dos agregados miúdos, controle de carregamento, mistura e entrega do concreto, já definidos no sistema de qualidade da Empresa Alfa, que atende às normas NBR: 7211 (ABNT, 2005), 7212 (ABNT, 1984) e (ABNT, 2006).

46 Controle do Recebimento dos Agregados Após as análises preliminares, conforme norma técnica brasileira NBR 7211 (ABNT, 2005) são retiradas amostras para realização de ensaio. Essas amostras são colhidas por lotes e encaminhadas ao laboratório da empresa, situado no município de Diadema, região metropolitana de São Paulo, para execução de ensaios de controle como mostra a tabela 6.1. Tabela 6.1 Lista de ensaios recomendados para agregados Tipos de Ensaios Resistência à abrasão e desintegração Composição granulométrica Massa específica Tipos de Agregados Agregado Graúdo Agregado Graúdo e Miúdo Agregado Graúdo e Miúdo Resistência à compressão e à flexão Agregado Graúdo Constituintes dos agregados Agregado Graúdo e Miúdo Fonte: Resumo do quadro Ensaios para caracterização de agregados. As amostras colhidas e identificadas com número de lote e data do recebimento são encaminhadas ao laboratório para análise, na frequência de quatro vezes ao mês, porém os ensaios só são realizados quando é detectada alguma alteração no traço do concreto e/ou quando há troca de fornecedores. Tais alterações no traço só são constatadas quando o concreto não atinge a resistência característica (fck) estipulada pelo contratante. Somente após esta rotina o material é liberado para a descarga, os agregados seguem para baias onde ficam armazenados Controle do Recebimento do Aglomerante (Cimento) No caso do cimento são retiradas amostras de todos os caminhões recebidos, aonde o material é etiquetado visando identificação do lote, no caso de baixa resistência do

47 46 concreto. Nas etiquetas constam informações como data e hora de entrega, número da nota fiscal e funcionário responsável pelo recebimento. Os critérios para realização dos ensaios de resistência do cimento são similares aos dos agregados, quando ocorre alteração na resistência do concreto ou mudança do fornecedor. Os ensaios realizados são de finura, início e fim do tempo de pega do cimento (Ensaio de Vicat (2) ) e moldagem de argamassa para ruptura de corpos de prova. Somente após esta rotina o material é liberado para a descarga, o cimento é colocado em Silos, estando pronto para uso no processo de produção. Figura 6.5 Coleta de amostra do cimento no recebimento do material Produção do Concreto Após recebidos e estocados os componentes do concreto, seguem se as etapas de produção. Diariamente, antes do início da produção, colhem-se amostras de areia 2 Ensaio de Vicat: Determinação dos tempos de pega do Cimento Portland NBR (ABNT, 1991) O ensaio da Agulha de Vicat tem como finalidade determinar o tempo de inicio e fim de pega do cimento. Os agregados são colhidos através de amostra por lotes e encaminhados ao laboratório quatro vezes por semana para análise prevista conforme norma.

48 47 para realização de ensaio de umidade, pois este dado permite adequar a quantidade de água a ser usada no traço do concreto, tal informação visa diminuir possíveis falhas na produção, uma vez que a quantidade de água usada desempenha importante papel na qualidade do produto final. Nas Centrais de Dosagem de Concreto da empresa usada como estudo de caso são retiradas amostras de umidade da areia em três períodos durante o dia, inicio do dia, 11h00min e 15h00min. Em dias chuvosos isso aumenta conforme a necessidade, chegando a 10 vezes ou mais. Os ensaios realizados para a determinação da umidade do agregado miúdo (areia) são de dois tipos: pelo Frasco Chapman (2) em dia não chuvoso, já em dias de chuva, devido à saturação do material, é usado o método de secagem ao fogo (3), aonde é possível obter os dados de umidade da areia. Feito isso, se inicia a produção efetiva do concreto, o procedimento de pesagem e carregamento do material é todo informatizado, por meio de programa de gestão empresarial (SAP Sistema de Gestão Empresarial), neste programa são cadastrados inúmeros traços de concreto, previamente ensaiados em laboratório. Os dados do pedido, o lacre do caminhão (3) e as etiquetas de moldagem (4) (caso necessário), são inseridos pelo operador da balança ( balanceiro ), que possui senha individual de acesso ao sistema, visando segurança, responsabilidade e qualidade. As etiquetas de moldagem são inseridas aos corpos de prova na obra com as suas datas de ruptura conforme detalhes da Figura 6.5 a seguir: 3 Lacre acoplado à saída da bica de concreto e tem como função garantir que o volume apresentado em nota fiscal corresponda ao volume efetivo. 4 Etiquetas de moldagem: etiqueta anexada ao corpo de prova, após moldagem, contendo número da nota fiscal e data da concretagem. Na Empresa Alfa S.A. foi adotado o cadastro destas etiquetas através de código de barras.

49 48 Figura 6.6 Etiqueta de moldagem Ao inserir o pedido do concreto todos os dados necessários para produção são exibidos na tela do sistema de pesagem (Figura 6.6), por sua vez o balanceiro reserva água para correção do Slump (aproximadamente 40 l/m³ de concreto), devido à perda por evaporação, situação prevista em norma técnica. Figura 6.7 Sistema de pesagem

50 49 O carregamento só é iniciado quando o motorista do caminhão betoneira girar o balão em sentido anti-horário (5), visando eliminar qualquer sobra de água devido à limpeza da betoneira. Dá-se início à pesagem dos materiais e caso algum item não atinja a quantidade necessária para atendimento ao pedido, devido à falta parcial ou total deste item nos silos ou caixas de agregados, o processo é interrompido automaticamente, reiniciando-se somente depois de normalizadas as quantidades. O carregamento da betoneira é automático, feito através de esteira inclinada, ligada ao sistema de pesagem e caixas de agregados. Figura 6.8 Sistema de automação da central Estando uma vez carregado o caminhão, o técnico em concreto da CDC faz a verificação do abatimento e quantidade de água adicionada na mistura, caso ocorra alguma anormalidade é utilizada a água que foi reservada previamente para 5 Girar balão da betoneira no sentido anti-horário: posição de descarga da mesma, adotado procedimento para garantir que não tenha água dentro do balão antes do processo de produção do concreto.

51 50 correção, mas vale lembrar que se passar do total de 20 l/m³ é realizada nova coleta de areia para ensaio de verificação de umidade. Já na central Beta, notamos que o controle da água que é acionada à mistura é feita de forma superficial, o motorista do caminhão betoneira registra no relatório de viagem a quantidade de água adicionada e colhe essa informação do Hidrômetro que fica no ponto de bate carga conforme a Figura 6.9. Figura 6.9 Adicionando água na mistura Estando liberado o caminhão para entrega, o motorista faz a lavagem externa e lacra a bica da betoneira (6). O tempo máximo adotado pela empresa Alfa para entrega do produto é de três horas, considerando desde o carregamento do caminhão betoneira até a descarga total do concreto, 30 minutos a mais do que especificado em Norma Técnica, porém a empresa Alfa autoriza e assume a responsabilidade por este acréscimo no tempo de transporte. 6 Bica da betoneira: local de saída do concreto

52 51 Devido à constante preocupação ao atendimento de todas as especificações do projeto e o conhecimento da influência da água sobre a resistência do concreto, a empresa A está implantando um sistema americano (7) que monitora a quantidade de água inserida no processo de produção e alteração do abatimento do concreto, inclusive se for adicionada água no balão da betoneira, mesmo que não seja utilizado o reservatório do caminhão. O motorista desempenha importante papel na produção e qualidade do concreto, na empresa, além da entrega, ele é responsável pelo controle do tempo máximo para descarga, pela adição de água após a mistura (quando necessário) e pela manutenção do caminhão (limpeza e apresentação). Dentro da empresa existe programa de bonificação para os motoristas com melhores desempenhos, visando manter o comprometimento e motivação, afinal este profissional representa no dia-a-dia o nome da empresa. 6.4 Generalidades Considerando o auto-consumo de água no processo de produção do concreto e o auto impacto que causa no meio ambiente, a empresa reutiliza a água do processo de lavagem dos caminhões, essa água é submetida ao processo de decantação e após finalização desse processo é armazenada em reservatórios próprios para lavagem do pátio e instalações da central. Nas Figuras 6.9 e 6.10 têm-se a ilustração do tanque de decantação e reservatório de água de reuso, conforme apresentados a seguir:

53 52 Figura 6.10 Tanque de Decantação Figura 6.11 Reservatório de água de reuso

54 53 Quanto à sobra de concreto, atualmente são as CDCs as responsáveis pelo descarte, o material devolvido é encaminhado à baia própria para descarte, aonde sofre processo de super hidratação por até 48 horas, só então o material resultante desta super-hidratação é encaminhado aos locais de bota-fora credenciados pela CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo). Vale lembrar que está em estudo pelos órgãos competentes que o custo de descarte do material não usado (transporte, bota-fora e serviços para super hidratação), seja de responsabilidade do contratante e não da contratada como é atualmente.