Inovações no concreto #2 – Concreto Auto-Adensável

Imagine que seja possível fazer com que o concreto mova-se, por ação do seu próprio peso, no interior das formas, não havendo a necessidade de adensamento do mesmo. Esse post traz o tipo de concreto que é capaz de garantir o preenchimento de todos os espaços vazios uniformemente, graças a sua natureza fluida.

Origem e propriedades

O concreto auto-adensável foi desenvolvido no Japão para resolver o problema da baixa durabilidade de construções em concreto armado. Por volta de 1983 iniciaram os primeiros estudos, coordenados por Hajime Okamura. Primeiramente, Okamura pensou em adaptar para as estruturas convencionais os concretos resistentes à lixiviação, que já eram utilizados na época para resolver este problema. É importante frisar que aquele concreto possuía uma excelente resistência à segregação devido ao aditivo modificador de viscosidade, a base de polímeros solúveis em água. Mas este tipo de concreto não satisfez completamente às expectativas, basicamente por duas razões: a grande viscosidade impedia eliminações de bolhas de ar aprisionadas na massa do concreto e a compactação deste em áreas altamente reforçadas com armaduras era complicada. Assim, os estudos foram direcionados para a trabalhabilidade do concreto.

Segundo Okamura, para o concreto fluir uniformemente através de barras de aço, a tensão de cisalhamento da argamassa deve ser pequena. Esta tensão surge na argamassa, devido ao deslocamento das partículas do agregado graúdo. Observando-se resultados experimentais, Okamura concluiu que a tensão de cisalhamento da argamassa dependeria da relação água/aglomerante (a/agl), e que existia uma relação a/agl ótima para a menor tensão.

Assim, surge um problema: aumentando a relação água/aglomerante, aumenta a fluidez do concreto, mas ao mesmo tempo, diminui sua viscosidade. Por isso é que para a produção de concretos auto-adensáveis é praticamente obrigatório o uso de aditivos superplastificantes e recomendável o uso de modificadores de viscosidade, o primeiro para aumentar a fluidez e o segundo para aumentar a viscosidade do concreto. Após um estudo aprofundado de todas essas informações , em 1988, foi desenvolvido o primeiro concreto auto-adensável.

O espalhamento entre 600 mm e 700 mm, obtido em ensaio específico, é ideal para evitar que o concreto se mova demais a partir do ponto de lançamento, permitindo preencher primeiro vigas e depois a laje em si

Sua característica é de fluir com facilidade dentro das formas, passando pelas armaduras e preenchendo os espaços sob o efeito de seu próprio peso, sem o uso de equipamento de vibração. Para lajes e calçadas, por exemplo, ele se auto nivela, eliminando a utilização de vibradores e diminuindo o número de funcionários envolvidos na concretagem.

Os materiais utilizados para a elaboração do CAA são, na prática, os mesmos utilizados nos concretos convencionais, porém com maior adição de finos, quer sejam adições minerais ou fílers e de aditivos plastificantes e modificadores de viscosidade.

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.

O concreto auto-adensável no Brasil

O concreto auto-adensável é um material ainda pouco utilizado no Brasil. A solução, desenvolvida no Japão na década de 1980, chegou aos canteiros do País na década seguinte. Por dispensar vibração – e, conseqüentemente, proporcionar aumento de produtividade e redução de ruídos no ambiente -, o produto ganhou espaço mais rapidamente nos galpões das fábricas de pré-moldados de concreto.

Gradativamente, entretanto, o produto vem ganhando a confiança dos construtores, que dele se valem para viabilizar soluções técnicas em complexas estruturas moldadas in loco.

Apesar do maior valor de seu metro cúbico em comparação com o convencional, o concreto auto-adensável proporciona maior agilidade no momento da concretagem, dispensando horas de trabalho da mão-de-obra que podem ser remanejadas para outros locais do canteiro. Confira alguns cases de obras em que o autocompactante foi a solução para problemas dos construtores.

Concreto facilita execução de superlaje do Metrô-SP

Operação mobilizou cerca de 500 profissionais do Consórcio Via Amarela e da concreteira. Laje tem 3,5 m de altura e mais de 2 mil m² de superfície

Operação mobilizou cerca de 500 profissionais do Consórcio Via Amarela e da concreteira. Laje tem 3,5 m de altura e mais de 2 mil m² de superfície

A concretagem da laje de fundo dos poços Norte e Sul da estação Luz da Linha 4 – Amarela do Metrô de São Paulo teve números grandiosos. Cerca de 8 mil m³ de concreto foram necessários para preencher a peça de mais de 2 mil m² de área de superfície e cerca de 3,5 m de altura. Para viabilizar a execução, a concretagem precisou ser dividida em dois finais de semana no final de 2007, nos meses de novembro e dezembro. Segundo o Consórcio Via Amarela, responsável pela construção da estação, essa foi uma das maiores concretagens já realizadas na história do Metrô de São Paulo.

Além dos 7.400 m³ de concreto convencional fluido (slump entre 180 mm e 200 mm), foram aplicados cerca de 600 m³ de concreto auto-adensável fck > 35 MPa na região de engaste da laje com as paredes dos poços. Ali, em função da alta densidade da armadura, as equipes que executavam a concretagem teriam dificuldade em realizar a adequada vibração do concreto. “O concreto auto-adensável foi usado para garantir a qualidade da execução da laje, por proporcionar facilidade no lançamento, dispensar a vibração e praticamente eliminar falhas de concretagem”, afirma Roberto Dakuzaku, engenheiro responsável pelo Laboratório de Controle Tecnológico do Consórcio Via Amarela. “Se essas falhas ocorressem, seria difícil acessá-las posteriormente para realizar o grauteamento. Elas poderiam, inclusive, nem ser detectadas”, explica.

Para evitar fissuras e outros tipos de patologias, foi necessário, também, refrigerar o concreto aplicado, com adição de gelo à mistura. Segundo Sílvio M. Obata, coordenador do departamento técnico da Cauê Concreto, foram utilizados entre 80 kg e 100 kg de gelo por metro cúbico de concreto – entre 60% e 80% do volume de água do traço. “Com isso, conseguimos manter a temperatura, durante a aplicação, entre 18ºC e 20ºC.”

Concreto preenche parede anti-radiação em SP

Um edifício da Dr. Ghelfon Diagnóstico Médico, construído em São Bernardo do Campo (SP) pela JHF Construtora, teria uma sala exclusiva para realização de tratamento radioterápico oncológico. Como ela receberia um equipamento cuja operação envolve emissão radioativa controlada, as paredes do ambiente deveriam garantir seu completo isolamento em relação aos imóveis residenciais vizinhos. Para atender a essa exigência, o projeto da sala previa o selamento completo do ambiente com laje e paredes maciças de concreto, com espessuras de 1,80 m e 1,50 m, respectivamente.

A opção pelo concreto auto-adensável nessa obra se deu em função dos cuidados que a execução dessas paredes demandava. A concretagem deveria ser realizada de uma vez só, de maneira a não haver quaisquer emendas. Tampouco a estrutura poderia contar com juntas de dilatação, já que por meio delas poderia haver vazamento de radioatividade. Somente um concreto fluido e com agregados finos atenderia à necessidade de uma concretagem constante, rápida e que penetrasse facilmente entre as fôrmas e a densa armação das paredes de mais de 6,30 m de altura. “Era preciso, também, eliminar o barulho gerado pelos vibradores, pois próximo à obra localizava-se o Hospital Anchieta”, relata o engenheiro Hamilton Sílvio Fonseca Pontes, sócio-diretor da JHF.

No entanto, os construtores se depararam com um problema comum em grandes volumes de concretagem: o alto calor de hidratação poderia gerar retração e, com ela, fissuras inadmissíveis para essas paredes. Para evitar o problema, a fornecedora do concreto precisou adicionar gelo à mistura de maneira a reduzir sua temperatura – e, com isso, a possibilidade de futuras patologias. Segundo Fábio Vinícius Fernandes, gerente técnico da fornecedora Supermix, foram adicionados 80 kg de gelo por metro cúbico de concreto, metade do volume de água da mistura. Aos três dias, os ensaios mostravam que o concreto de alta resistência inicial já havia atingido fck de 30 MPa – valor que dobrou aos 28 dias. Resistência suficiente para suportar a pesada estrutura de concreto, que precisou ser apoiada sobre 115 estacas de 30 t cada.

Grande volume aplicado durante a concretagem exigiu refrigeração da mistura plástica (Foto à esquerda). Armação densa da estrutura dificultaria a vibração do concreto nas partes inferiores da parede de 1,50 m de espessura (Foto à direita).

Pilares, vigas e laje concretados ao mesmo tempo

Com uso de concreto plástico, construtora ganha um dia e meio por laje concretada e entrega estrutura antes do prazo previsto

Com uso de concreto plástico, construtora ganha um dia e meio por laje concretada e entrega estrutura antes do prazo previsto

Depois da experiência adquirida em sua obra residencial, a BKO decidiu utilizar novamente o concreto auto-adensável, dessa vez na obra da unidade JK-Itaim do Laboratório Fleury, também em São Paulo. Como se tratava de uma obra comercial, com prazo de entrega de 189 dias, era preciso agilidade em todas as etapas da obra.

 Na execução dos quatro pavimentos da estrutura, que deveriam ficar prontos em dois meses, os engenheiros optaram por uma solução pouco usual: para cada um desses níveis, concretar, ao mesmo tempo, pilares, vigas e lajes. “Com o concreto convencional, precisaríamos executar primeiro os pilares e, três dias depois, a laje e as vigas. Em cada um deles, poderíamos passar o expediente todo concretando”, explica Carlos Marucio, da BKO. Segundo ele, com o auto-adensável foi possível reduzir o tempo de execução. “Para cada um dos pavimentos, ganhamos cerca de um dia e meio no cronograma. Em dois meses, esse tempo é significativo”, acredita.

Para evitar vazamento do concreto, as fôrmas nos pés dos pilares foram vedadas com gesso e espuma de poliuretano

Para evitar vazamento do concreto, as fôrmas nos pés dos pilares foram vedadas com gesso e espuma de poliuretano

Durante a concretagem, foi possível usar cerca de 20% menos funcionários. Assim, pudemos remanejá-los para adiantar outros serviços na obra ou conceder-lhes folga. “Esse foi um aspecto importante, pois o ritmo da obra era intenso, com trabalho de segunda a sábado”, explica Marucio.

A opção pelo auto-adensável demandou cuidados maiores na montagem das fôrmas de madeira. Além da checagem minuciosa do travamento de todas as peças, os pés dos pilares – locais críticos de vazamento de concreto – foram vedados com gesso ou espuma de poliuretano. Segundo Marucio, isso não chegou a consumir horas adicionais de sua mão-de-obra. “Havia uma atenção maior a esses pontos, mas não houve acréscimo nas horas trabalhadas”, explica.

Fonte: http://abesc.org.br

http://www.realmixconcreto.com.br

http://www.lume.ufrgs.br

http://www.revistatechne.com.br/engenharia-civil/125/imprime59012.asp

http://www.revistatechne.com.br/engenharia-civil/132/artigo76078-1.asp

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Um comentário sobre “Inovações no concreto #2 – Concreto Auto-Adensável

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