Concreto Leve – parte 1

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Concreto leve com argila expandida

O número de pesquisas sobre concreto leve vem aumentando, afinal o material é mais utilizado com o decorrer dos anos no Brasil. Em 2013, foi revisada a primeira norma brasileira voltada exclusivamente para concreto leve, a ABNT NBR 12644:2014 – Concreto leve celular estrutural – Determinação da densidade de massa aparente no estado fresco. Portanto é esperado o crescente uso deste material no país nos próximos anos, tanto para fins estruturais como para enchimento.

Características

Trata de um concreto executado com agregados leves, logo o seu peso específico é cerca de dois terços do normal (os que empregam agregados naturais típicos). De acordo com a norma técnica ABNT NBR 8953:2015, o concreto leve possui massa específica inferior a 2000 kg/m³. Os dois tipos de concretos leves mais utilizados são os compostos por agregados leves, como por exemplo, vermiculita, argila expansiva, xisto, ardósia, ou o concreto celular, por incorporação de ar.

Sem título

Sua grande vantagem de emprego é sua economia no custo total de uma estrutura, entretanto, o emprego de agregados porosos tende a reduzir a sua resistência, pois determina as propriedades de resistência à compressão, absorção de água e isolamento. Por outro lado, é possível criar elementos com função estrutural a partir do concreto leve, para isso é importante entender a interação entre os agregados e a matriz de pasta de cimento, além das concentrações de tensão que se desenvolvem com agregados comuns.

Os concretos tradicionais apresentam agregados de densidade maior em relação aos agregados leves, e portanto resistência maior. Por esse fato, o concreto normal possui uma fraqueza na zona de transição entre o agregado e a matriz de argamassa, onde há maior concentração de tensões, portanto quando a estrutura for submetida a cargas elevadas, a estrutura irá romper primeiramente em um elemento da argamassa.

Em contrapartida, o concreto leve de alta resistência curado possui agregados que têm uma rigidez quase comparável à rigidez da matriz da pasta de cimento, e os agregados frescos de fabricação recente contém uma superfície que se liga extremamente bem com a matriz da argamassa. Com esta melhor ligadura e nenhuma concentração de tensão, os agregados leves produzidos no forno rotativo, compensam a aparente falta de resistência, quando em comparação com o concreto comum. “Se tivéssemos inventado o concreto leve primeiro, nunca teríamos permitido o uso do agregado comum no concreto” afirma Jan Bobrowski, ex-membro da Comissão FIP de Concreto Leve.

Histórico e aplicação

O agregado leve natural é utilizado há milênios, como em construções pré-colombianas de 1100 a.c. O Panteão de Roma por exemplo, é uma estrutura que foi construída com aglomerante e pedra-pomes no século II, e ainda hoje é remanescente.

Panteão de Roma

Panteão de Roma

Em torno de 70 anos, o agregado leve artificial foi fabricado pelo pesquisador americano Stephen Hayde. Para tal, era preciso alimentar um forno rotativo com xisto ou cerâmica já prensada, de tal modo que o material, uma vez expandido, tomasse o tamanho e a graduação desejados. Devido a suas características de massa específica reduzida, tais agregados foram utilizados na construção de navios para a I Guerra Mundial, quando o suprimento de aço era baixo e a existência de navios cargueiros denotavam vantagem estratégica. Um exemplo de navio construído foi o Selma, em 1919, pesando 7500 toneladas.

O concreto leve foi usado inicialmente na construção civil em partes da estrutura, como partições porões e fundações, podendo conter uma combinação entre agregado leve e normal. Sua popularização se deu a partir dos anos 1960, quando edifícios de múltiplos andares cujos elementos estruturais eram totalmente construídos deste material. A partir da década de 80 foram realizadas e desenvolvidas pesquisas sobre concreto leve de altíssimo desempenho, reportando resistências à compressão acima de 100 MPa.

Na atualidade predomina-se o uso de concreto leve em pré-fabricados e em sistemas construtivos mistos, com partes da estrutura compostas de estruturas metálicas em conjunto de concreto de densidade comum, e parte por concreto leve, com destaque para as lajes e paredes de vedação para isolamento, e paredes estruturais com pequena espessura. Esse método tem por objetivo otimizar o sistema construtivo, devido a rapidez da construção, boa resistência a compressão, carregamento reduzido, isolamento e resistência ao fogo.

No decorrer da história, o concreto leve teve sua eficiência estrutural comprovada em diversas obras, não apenas urbanas, mas também em navios, plataformas marítimas, pontes, coberturas e recuperação estrutural.

Concreto com incorporação de ar (concreto celular)

Concreto com incorporação de ar (concreto celular)

Vantagens

  • Peso próprio menor, reduzindo-se os esforços na estrutura;
  • Possibilidade de projetar vãos maiores;
  • Baixa expansibilidade térmica;
  • Pouco reativo;
  • Redução de microfissuras devido à distribuição mais uniforme de tensões;
  • Redução da permeabilidade;
  • Isolamento térmico e acústico;
  • Resistência ao fogo;
  • Economia de formas e cimbramento;
  • Diminuição dos custos com transporte e montagem de elementos pré-fabricados.

Precauções

  • Deve ser feita a aplicação por camadas horizontais, em que cada uma não exceda a espessura de 50 cm;
  • Evitar produzir uma calda ligante muito fina para minorar o seu escorrimento para a base da camada;
  • Não se deve utilizar vibradores de compactação, para evitar a segregação;
  • Manter a homogeneidade do concreto, portanto para peças estreitas e altas, o concreto deve ser lançado por janelas abertas na parte lateral, ou por meio de funis ou trombas.
Argila expandida

Argila expandida

Impactos ambientais

Levando em conta todo o processo de fabricação e aplicação, o concreto leve apresenta menor consumo energético em relação ao concreto de massa específica “normal”. Para produzir os agregados leves em forno rotativo, a energia tem que ser expandida e isso eleva a energia por volume do concreto colocado na fôrma. Alguns dados podem ilustrar essa situação: para cada m³ de concreto normal, estima-se o gasto de 4500 MJ para sua fabricação, enquanto 7500 MJ são utilizados para cada m³ de concreto leve. A energia por volume para agregado leve é de cerca de 1,66 vezes maior do que o utilizado em concreto comum, contudo, a energia por unidade de volume para o ferro de armação é de mais de dez vezes isso para concreto comum. Assim, as economias de ferro no concreto de agregado leve, por causa da redução do peso próprio, podem facilmente compensar os gastos extras de energia para operar o forno rotativo de produção do agregado leve.

Fontes: Téchne, Ecopore, Weber, ABNT NBR 12644:2014, Monografia: Modelagem Computacional de Concreto Leve Utilizando o Programa CAST3M, Julia Castro Mendes, Faculdade de Engenharia UFJF, 2014.

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Um pensamento sobre “Concreto Leve – parte 1

  1. Bom dia Sr. Da construção civil. Eu gosto muito da renovação da construção, hoje aqui no Brasil tão ultrapasada. Hoje a nossa tecnologia está a nossa frente vamos pesquisar e andar pra frente.

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