Concreto projetado para túneis

O uso do concreto projetado para o revestimento de túneis não é uma solução nova. Nos últimos anos, contudo, tem adquirido maior importância dado o avanço dos métodos de aplicação e de controle do concreto. Normalmente empregado em túneis com escavação manual ou túneis mineiros, mais conhecidos como New Austrian Tunnelling Method (NATM), o concreto projetado pode ser útil tanto nos casos de túneis em solos, quanto em rocha, sempre que houver a necessidade de suportar o maciço em curto prazo. As aplicações se destinam desde o revestimento primário de túneis até o revestimento definitivo, em substituição à solução tradicional de revestimento final em concreto moldado in loco.

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Robô da Putzmeister projeta 20 m³/h de concreto, o equivalente a três betoneiras, na concretagem da Linha 4 do Metrô do Rio de Janeiro (Barra da Tijuca – Ipanema), no trecho entre a Barra e a Gávea

A técnica consiste em um processo contínuo de projeção de concreto sobre a base, por meio de bomba sob pressão (ar comprimido). Todo o procedimento ocorre em velocidade controlada, de modo que o impacto do material sobre a superfície promove sua compactação sem a necessidade de vibradores, resultando em um concreto de alta compacidade e resistência.

Roberto Kochen, professor da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP) e diretor técnico da GeoCompany, explica que um ponto forte desse sistema é a aplicação veloz, dispensando procedimentos como a montagem e desmontagem de fôrmas. Além disso, o concreto projetado em túneis abrevia a etapa de cura, já que dá pega e ganha resistência rapidamente. As especificações técnicas usuais requerem resistência de cerca de 10 MPa em um intervalo de dez horas.

Métodos de projeção

Há, no mercado, duas formas consagradas de se empregar o concreto projetado: por via seca e por via úmida. No processo via seca é feita uma mistura a seco de cimento e agregados. No bico projetor existe uma entrada de água que é controlada pelo operador. O concreto seco é então conduzido sob pressão até o bico onde recebe a água e os aditivos. As vantagens desse processo é que o operador pode controlar a consistência da mistura no bico projetor durante a aplicação e pode-se utilizar mangote com maior extensão. Essa metodologia também utiliza equipamentos de menor porte e possibilita projetar pequenos volumes com menor desperdício. Em contraposição, o controle da quantidade de água feito pelo mangoteiro pode levar a uma grande variabilidade na mistura. “Outro inconveniente é que o grau de poeira decorrente da projeção seca é muito alto, exigindo o uso de equipamentos de proteção individuais mais sofisticados”, comenta o engenheiro Luiz Antônio Naresi Júnior, gerente de obras e comercial da Progeo.

Túnel Santa Luzia, que integra a construção do Trecho Leste do Rodoanel de São Paulo, foi escavado pelo método New Austrian Tunneling Method (NATM). O revestimento primário foi com concreto projetado a úmido

Túnel Santa Luzia, que integra a construção do Trecho Leste do Rodoanel de São Paulo, foi escavado pelo método New Austrian Tunneling Method (NATM). O revestimento primário foi com concreto projetado a úmido

No processo via úmida, o concreto é preparado misturando-se na câmara própria, cimento, agregados, água e aditivos. O preparo é lançado pelo mangote até o bico projetor. Essa metodologia permite avaliar precisamente a quantidade de água na mistura e garantir que a hidratação do cimento foi feita adequadamente, o que confere a certeza da resistência final do concreto.

Além disso, esse processo confere perdas menores com a reflexão do material e produz menor quantidade de pó durante a aplicação. Vale lembrar que a reflexão do concreto projetado é um inconveniente a ser evitado. A quantidade de reflexão depende de muitos fatores, tais como a hidratação da mistura, a relação água/cimento/agregado, a granulometria dos agregados, a velocidade de saída do bico projetor, a vazão do material, o ângulo da superfície de base, a espessura aplicada e a destreza do mangoteiro. A quantidade refletida varia entre 10% e 30% em superfícies verticais.

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No Rio de Janeiro, o túnel da Grota Funda, ligando os bairros do Recreio dos Bandeirantes a Guaratiba, utilizou concreto projetado com fibras de aço como revestimento definitivo

A projeção via úmida utiliza equipamentos de maior porte, adequados para produção de grandes volumes por hora. “Ainda que o equipamento de projeção seja mais caro, o menor transtorno na operação e a redução de riscos à segurança dos trabalhadores têm induzido a preferência pela projeção úmida”, conta Naresi. “Resumidamente, se for necessário aplicar pequenos volumes de concreto projetado, o via seca é mais econômico e mais indicado. Para volumes médios a grandes, o via úmida é melhor e resulta em um concreto de melhor qualidade”, acrescenta o professor Roberto Kochen.

Mistura e armação

A aplicação bem-sucedida do concreto projetado para o revestimento de túneis, quer seja em aplicações como suporte primário ou como revestimento definitivo, depende diretamente do traço (definido em projeto de acordo com as características de cada aplicação) e do preparo adequado do concreto. Em princípio, qualquer tipo de cimento pode ser empregado. Contudo, cimentos muito finos são indicados apenas para aplicação via úmida (por proporcionar maior coesão). Para uso por via seca, esses cimentos são contraindicados.

Fonte: Piniweb

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