Pet Civil – UFJF

Os agregados minerais são compostos por uma mistura que pode reunir pó de quartzo, materiais metálicos, escória granulada de alto forno, sílica ativa, metacaulin, pigmentos e aditivos. O uso dessas adições tem proporcionado concretos cada vez mais resistentes e duráveis, com a simplicidade de apenas melhorar as propriedades já existentes no concreto tradicional.

Quando se substitui parte de cimento Portland por cinza volante, cinza de casca de arroz, escória de alto-forno, sílica ativa, cada uma destas adições minerais atua de modo distinto, de acordo com sua granulometria e atividade química ou física.

O desenvolvimento das reações pozolânicas proporciona a formação de compostos hidratados mais homogêneos e induz a uma diminuição nos teores de hidróxido de cálcio na solução dos poros do concreto, originando uma pasta mais densa e homogênea, substituindo poros grandes por menores, o que dificulta o ingresso e deslocamento de agentes agressivos no interior da pasta.  Por efeito físico, as partículas pequenas propiciam um maior empacotamento com o cimento e diminuem o efeito parede da zona de transição, promovendo o aumento da resistência do concreto. A proporção para substituição do cimento por adições varia conforme o tipo de adição.

O uso de adições minerais traz grande benefício à sociedade, por dar um destino a esses resíduos e, principalmente, por reduzir o consumo de energia e poluição do ar gerados pela produção do cimento, ao substituir grande parte desse produto na indústria da construção civil.

De acordo com o tipo de adição e dosagem, diversas características importantes podem ser obtidas:

• Redução do calor de hidratação;
• Incremento de resistência em idades avançadas;
• Melhoraria da coesão;
• Diminuição da exudação;
• Melhoria da fluidez do concreto;
• Melhoria da resistência na zona de transição entre a pasta e o agregado;
• Redução da permeabilidade;
• Influência na resistividade elétrica;
• Aumento da resistência química.

Pozolanas:

“Material silicoso ou sílico-aluminoso que em si mesmo possui pouca ou nenhuma propriedade cimentante mas, numa forma finamente dividida e na presença de umidade, reage quimicamente com o hidróxido de cálcio a temperaturas ambientes para formar compostos com propriedades cimentantes.” (Mehta e Monteiro (1994, p.217)

As pozolanas podem ser naturais, materiais de origem vulcânica, geralmente ácidos, ou de origem sedimentar; podem também ser artificiais, materiais provenientes de tratamento térmico ou subprodutos industriais com atividade pozolânica (NBR 5736/91). Exemplos mais comuns:

Sílica ativa – mais utilizada em concreto de alto desempenho em todo mundo. Sua contribuição consiste na alta reatividade nas primeiras idades, induzindo a um aumento nas resistências mecânicas iniciais e finais; diminuição da taxa de absorção e no aumento da resistência capilar.

Cinza volante – melhora a trabalhabilidade e a coesão, diminuindo a exsudação e a segregação, facilitando a operação de transporte, lançamento e o acabamento, pois ocorre o retardamento do tempo de pega, baixo calor de hidratação; redução da permeabilidade e aumento da durabilidade.

Cinza de casca de arroz (Imagem) - comportamento similar ou até melhor que a sílica ativa. Por isso, alguns pesquisadores a consideram como uma ‘superpozolana’, quando obtida por meio de queima controlada.

Filler calcário – devido às suas propriedades físicas, tem um efeito benéfico sobre as propriedades do concreto convencional, tais como: trabalhabilidade, densidade, exsudação, permeabilidade, capilaridade. É quimicamente inerte – não possui atividade pozolânicas.

Cal hidratada (imagem) – tem por finalidade repor parcialmente ou totalmente, as reservas de hidróxido de cálcio para as reações pozolânicas e, ainda, restabelecer a reserva alcalina do concreto, a qual sofre decréscimo variável dependendo da reatividade e teor de cada adição. A adição de cal hidratada diminui a porosidade total, com a formação de uma estrutura mais densa e acelera a taxa de hidratação do cimento.

Embora em outros países seja corrente o emprego da escória de alto forno em canteiros de obras ou usina, onde ela é adicionada ao concreto preparado com cimento Portland tradicional, no Brasil esse prática é restrita por razões diversas, incluindo-se a falta de dados técnicos e desenvolvimento de métodos a respeito.

 Fontes: Cimento Itambé

Paulo Ricardo de Vargas Furquim – ESTUDO ESTATÍSTICO DE PRODUÇÃO DE CONCRETOS COM ADIÇÕES MINERAIS

A cura é uma série de procedimentos adotados para controlar a hidratação do cimento, para que o concreto endureça corretamente e as estruturas apresentem, após o processo completo, o desempenho esperado. Uma das principais funções da cura é evitar que o concreto perca água para o ambiente e retraia abruptamente, o que acarreta o surgimento de fissuras.

O endurecimento do concreto ocorre por um processo químico de hidratação. Hidratação é a reação entre cimento e água que dá origem às características de pega e endurecimento. A velocidade de hidratação, por sua vez, depende da composição e finura do cimento, da presença ou não de aditivos e de condições externas, como temperatura e umidade relativa do ar.

Ao contrário do que se possa pensar, para uma boa cura não basta deixar o concreto simplesmente secar ao tempo. É um processo mediante o qual se mantêm um teor de umidade satisfatório, evitando a evaporação de água da mistura, garantindo ainda, uma temperatura favorável ao concreto durante o processo de hidratação dos materiais aglomerantes, de modo que se possam desenvolver as propriedades desejadas.

As características superficiais são as mais afetadas por uma cura inadequada como a permeabilidade, a carbonatação, a presença de fissuração, etc. Nos concretos convencionais, com emprego de valores de relação água cimento (a/c) maiores que os dos concretos de alto desempenho, há unanimidade em aceitar que a cura adequada é condição essencial para a obtenção de um concreto durável.

A cura do concreto deve ser iniciada imediatamente após o endurecimento superficial.

As especificações indicam que se deve manter o concreto numa temperatura acima de 10°C e em condições de saturação, pelo menos durante os sete primeiros dias depois de lançado, para concretos produzidos com cimento Portland. Quanto mais tempo durar a cura (até três semanas), melhor será para o concreto.

A cura pode ser feita por um dos seguintes processos:

Cura úmida: deve-se manter a superfície do concreto úmida por meio de aplicação de água na sua superfície, manter o concreto coberto com água ou totalmente imerso em água para evitar que ocorra evaporação da mesma.

• Aplicação de folhas de papel (como por exemplo, sacos de cimento vazios), de tecidos (aniagem, algodão) ou camadas de terra ou areia (com espessura de 3 a 5 cm) mantido úmidos durante o período de cura;
• Aplicação de lonas ou lençóis plásticos impermeáveis, de preferência de cor clara (para evitar o aquecimento excessivo do concreto). A prática mais comum é molhar o concreto por aspersão de água, e/ou usar panos ou papel para reter a umidade junto ao concreto o máximo possível;

Cura química: consiste em aspergir um produto que forma uma película na superfície do concreto e que impede que haja evaporação da água do concreto (imagem abaixo);

Cura ao ar do concreto: não são tomados cuidados especiais para se evitar a evaporação prematura da água necessária para a hidratação do cimento.

Cura térmica: feita em câmaras, contribui para a otimização do traço ao mesmo tempo em que garante a umidade necessária ao concreto, acelerando a velocidade de ganho de resistência pelo aquecimento. É considerada a cura mais eficiente e é muito utilizada em empresas que trabalham com concreto pré-moldado.

Fontes: Revista Téchne, DIVISI Engenharia

Concreto com gelo, denominado de concreto resfriado, é aquele que tem a temperatura de lançamento reduzida, através da adição de gelo à mistura, em substituição total ou parcial da água da dosagem.

O uso de gelo no concreto se faz necessário em obras de grande porte, como barragens de hidrelétricas ou peças de maior volume – blocos em fundações ou bases de grandes equipamentos onde há concentração do volume de concreto.

Sua adição tem como objetivo principal a redução das tenções térmicas, através da diminuição do calor de hidratação nas primeiras horas. Este procedimento, além de evitar fissuras, mantém por mais tempo a trabalhabilidade e gera uma melhor evolução da resistência à compressão.

O estudo do comportamento térmico de uma massa de concreto é bastante complexo e envolve variáveis como o calor de hidratação do cimento e a sua elevação ao longo do tempo, assim como o calor específico dos agregados, difusividade e condutividade térmica do concreto. E tudo isso associado à aplicação das dimensões das peças e a um modelo matemático com o método de elementos finitos e ao comportamento do ganho de resistência à tração do concreto ao longo do tempo.

A Usina Hidrelétrica de Itaipu (imagem abaixo) é um exemplo de uma obra, que fez uso do concreto resfriado. Pra que o processo de resfriamento acelerasse, foi instalada uma grande fábrica de gelo com uma capacidade de 1.700 toneladas diárias. Por tubos enterrados no concreto se bombeava água gelada. Enterrados no concreto havia também termômetros elétricos, cujos fios iam ligá-los a mostradores que  ficavam instalados externamente, a fim de poder-se medir com precisão o resfriamento.

Link: Condomínio Barra Tower – Massa Cinzenta

Fontes: Portal do Concreto, Arquitetura e Urbanismo – UFSC

    No último dia 12, desabaram cerca de 300 m² de laje da cobertura de um prédio em construção na zona norte de São Paulo. A queda de 27m levou à morte de um operário e deixou outros 11 feridos. A obra do governo do Estado, que fazia parte do projeto Fábrica de Culturas, foi paralisada após o acidente e só será retomada depois que as causas forem apuradas.

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Erro de projeto ou de execução? Poderia ser evitado? Como engenheiros, é importante não descuidarmos das indicações de projeto e detalhes de execução de modo a garantir a segurança das lajes durante e após construção. Hoje, o blog apresenta um passo a passo da construção de Lajes Treliçadas.

As lajes a seguir foram construídas com vigotas pré-fabricadas, que já vem com armaduras positivas e negativas e blocos vazados de EPS (isopor), escolhidos por serem mais leves (agilidade no transporte, manuseio e montagem e redução do peso sobre a estrutura e a fundação), isolantes (auxilio no conforto térmico) e impermeáveis (tornam a cura mais adequada, mais lenta). Podem ser utilizados também blocos vazados de cerâmica e concreto. Os encaixes e cortes para a tubulação elétrica e hidráulica devem estar previstos em projeto, evitando-se quebras posteriores da laje para sua colocação.

1. É feito o escoramento de madeira apoiado em bases firmes, de preferência no contrapiso. Vãos com mais de 1,30m sem linha de escora são evitados, respeitando sempre no vão a contraflecha indicada no projeto.

2. São colocadas escoras horizontais no sentido inverso do apoio das vigotas, sem força-las para cima. Os pontaletes (escoras verticais) devem ser apoiados sobre base firme, fixados com calços e cunhas, evitando o afundamento na hora da concretagem.

3. As tábuas horizontais dos escoramentos são niveladas pelo respaldo para vãos de até 2m. Acima dessa medida pode haver indicação de contraflecha, de acordo com a especificação do projeto.

Obs. A retirada dos escoramentos deve ser feita num prazo mínimo de 18 dias após a execução da concretagem. Se a laje for de balanço, o prazo deve ser de 28 dias.

Observe as esperas de aço de cerca de 5cm, que servirão para ajudar a união entre as vigotas e o apoio, no momento em que a laje for concretada.

4. É feita a colocação das vigotas, lado a lado, com as vigotas voltadas para cima, apoiadas nas extremidades sobre cinta de amarração ou sobre a parede de alvenaria. São feitos furos nos pontos previstos para a passagem das instalações elétricas.

5. Fixa-se as armaduras positivas e negativas, distribuídas no sentido transversal e perpendicular às vigotas, sempre seguindo as orientações e medidas do projeto.

6. Coloca-se, então, os blocos de EPS a partir das extremidades. Eles ficam encaixados no espaço entre as vigotas, que serve de gabarito de montagem.

7. Após o encaixe, os blocos são cortados nos pontos de passagem de fios e cabos sobre a laje.

8. São colocadas as armaduras de distribuição por cima dos blocos de EPS, de acordo com as diretrizes do projeto. As taliscas que delimitarão a face superior da laje são posicionadas e suas cotas conferidas .

9. Antes de lançar o concreto, todas as lajotas e vigotas são muito bem molhadas para evitar que as peças absorvam a água existente no concreto.

10. Assim que é feito o bombeamento, o concreto é espalhado preenchendo todos os espaços vazios, principalmente nos encontros entre as vigas e blocos. É utilizado o vibrador para compactar bem o material e evitar vazios no concreto.

11. É executado o sarrafeamento e nivelamento do concreto seguindo a altura das taliscas.

Relembre também: Lajes alveolares
Fontes:
Terra 
Tecnoarte 
Revista Equipe de Obra – Edição 29 (2010-05 & 2010-06)

A Laje Alveolar é constituída de painéis de concreto protendido que possuem seção transversal com altura constante e alvéolos longitudinais, responsáveis pela redução do  peso da peça. Estes painéis protendidos  são produzidos em concreto de elevada resistência característica à compressão (fck  ≥  45MPa) e com aços especiais para protensão.

Vantagens do Uso

Os sistemas de lajes tradicionais exigem  o recebimento, transporte e estocagem de diversos componentes da laje (vigotas, elementos de enchimento, armaduras e escoras). Para cada um dos componentes é necessário espaço para estocagem e translado do material do recebimento ao estoque e, do estoque ao local de utilização. Na Laje Alveolar, somente os painéis e eventualmente o aço para a malha de distribuição, deverão ser recebidos e descarregados com auxílio de guindaste, ou pela grua da própria obra, simplificando o recebimento, estoque e manuseio do produto.

O processo de montagem da laje alveolar é muito simples e repetitivo e o rendimento de uma equipe de montagem de três operários pode chegar, sem dificuldade, a 50m2/h, o que equivale a 400m2em 8 horas de trabalho. Concluída a montagem dos painéis alveolares, é possível o inicio imediato do preenchimento das juntas ou execução de capa de concreto, sem necessidade de qualquer escoramento dos painéis.

Os serviços de carpintaria, armação e revestimento, além do recebimento, estoque, transporte e manuseio de todos os materiais envolvidos nestas etapas, são eliminados quase que totalmente.

A redução de materiais e mão-de-obra para  a execução e, principalmente, a redução acentuada dos prazos de execução torna a Laje Alveolar uma solução indispensável para obras com canteiros pequenos e prazos limitados.

Produção

A laje alveolar é produzida com um tipo especial de aço, denominado aço para protensão.

É produzida em pistas com 150m de comprimento em um único painel, por extrusão, e depois cortada. As fotos abaixo ilustram o processo de fabricação dos painéis alveolares da empresa R4:

1 – Cordoalha – aço para protensão.
2 – Cabeceiras de protensão.
3 – Pista de 150m, com laje alveolar já extrudada.
4 – Pista de 150m, com cordoalhas sendo posicionadas para fabricação de lajes.
5 – Macaco de protensão de cordoalhas.

A partir de materiais cuidadosamente selecionados e utilizando centrais  modernas que garantem excelentes condições de dosagem e mistura, produz-se um concreto com baixa relação água/cimento (a/c≈0,3), que além da alta resistência à compressão, protege as armaduras com maior eficiência, graças a sua baixa porosidade.

Para a protensão são utilizados fios e cordoalhas para concreto protendido, sendo que cada seção transversal é dimensionada (Altura do painel e armadura) de acordo com o vão e o carregamento a que a laje será solicitada.

Quando a laje alveolar é utilizada

Normalmente a escolha pela laje alveolar leva em conta os seguintes parâmetros :

Vão de laje

- Vãos menores que 5,0m : A laje alveolar é uma opção para obras que necessitem de velocidade (dispensa a utilização de escoramentos), lajes com sobrecarga elevada, ou obras com pé-direito elevados (grande custo de escoramentos). Lajes que utilizam escoramentos costumam ser mais econômicas nesta faixa de vão;

- Vãos de 5,5m a 7m : A laje alveolar apresenta custos bastante competitivos;

- Vãos acima de 7m : Normalmente a laje alveolar é uma excelente opção em termos econômicos.

Sobrecarga:
A laje alveolar é especialmente interessante para :
- Vãos menores que 5,0m – sobrecargas >= 500Kgf/m²;
- Vãos maiores que 6,0m – qualquer sobrecarga.

Velocidade de Montagem:
O índice usual de montagem é de 300m²/dia por equipe de montagem.
Por dispensar escoramentos, a opção por lajes alveolares acelera o ritmo da obra, liberando os pavimentos rapidamente para os serviços de acabamento.

Acabamento inferior:
A laje alveolar apresenta excelente acabamento inferior, dispensando serviços adicionais para a maioria das aplicações.
Estuque é comum em obras de alto acabamento, com superfície de concreto aparente.

Via: Tatu Lajes Alveolares Protendidas, R4 Tecnologia, Google Imagens.