Concretos e Betões Especiais

Concretos e Betões Especiais

Concretos e Betões EspeciaisConcreto de muito elevada resistência

Hoje começa a surgir cada vez mais intensamente a necessidade de se obter concreto com resistências à compressão superiores a 500 ou 600 Kg/cm2, limite atingido pelos concreto considerados normais pela sua composição e condições de colocação em obra.

Concreto Denso

Um outro grupo é constituído pelos concreto de massa volúmica superior a 2800 Kg/m3, designados concreto densos, e cujas aplicações consistem em conferir adequada protecção contra as radiações dos raios X, raios Y ou neutrões.

Concreto Leve

Um dos progressos mais espectaculares da tecnologia do concreto reside no fabrico de concreto de massa volúmica compreendida entre 1500 e 1800 Kg/m3 e que podem ser armados ou pré – esforçados, constituindo concreto estruturais.

Operações no estaleiro

O estudo das propriedades dos componentes do concreto, a sua escolha e a adopção de determinada composição, terá de ser complementada com a realização cuidadosa das operações de fabrico, transporte, colocação, compactação e cura de concreto; de facto, de nada servirá a atenção dedicada àquele estudo se nestas operações não forem adoptadas as medidas conducentes à obtenção de um produto final com as propriedades desejadas.

Armazenamento e Medição dos Componentes

Armazenamento dos inertes

O armazenamento dos inertes no estaleiro pode ser feito em silos construídos especialmente para o efeito, em baías ou em pilhas. Estes últimos são os mais vulgarmente utilizados.

Os cuidados a ter com o armazenamento para assegurar a homogeneidade, são:

a)       evitar a segregação;

b)       evitar a contaminação com substâncias estranhas ou a mistura dos inertes entre si;

c)       evitar a rotura das partículas de modo a não alterar a granulometria;

d)       uniformizar a humidade.

Se as granulometrias dos inertes, principalmente os grossos, são muito extensas, há o perigo da segregação em virtude dos inertes mais grossos se separarem dos mais finos nas cargas e descargas e também haver a tendência dos mais grossos rolarem para a base das pilhas. Assim não se devem armazenar inertes constituídos por uma pré – mistura de areia e grossos.

As pilhas de inertes devem ser suficientemente afastadas. Caso contrário será necessário executar baias de madeira, concreto ou metálicas para impedir que se misturem.

As alturas de queda dos inertes não deveram ser grandes para não haver alteração da granulometria nos mais friáveis e nem deve rolar equipamento ou cargas sobre eles para não partir.

No caso de o inerte ser lavado e lançado a seguir no depósito de armazenagem é de esperar que o teor de humidade atinja uma certa uniformidade ao fim de 14 a 18 horas, se a drenagem for suficiente.

Armazenamento do cimento

O cimento pode ser recebido no estaleiro a granel ou em sacos.

O cimento a granel é mais económico mas exige um silo apropriado. Estes devem ser estanques e construídos de modo a não reterem o cimento nos cantos. Devem tomar precauções para impedir a condensação da humidade dentro do silo. Se o cimento for conservado muito tempo no silo é conveniente recirculá-lo, descarregando-o por baixo e voltando a carregá-lo por cima.

O armazenamento do cimento em sacos deve ser feito por lotes de modo a permitir a sua utilização por ordem cronológica. Devem tomar-se cuidados especiais de modo a protegerem-se os sacos das intempéries e da humidade do solo. Os sacos devem ser empilhados sobre um estrado que evite o seu contacto com o solo.

Quando o cimento já contém grumos, a sua utilização só deve ser autorizada quando estes se desfazem com os dedos ou desde que os grumos mais duros se retirem por peneiração.

Medição dos componentes

A medição dos inertes pode ser feita em peso ou volume.

Medição em volume

Para a medição dos inertes em volume é necessário utilizarem-se medidas de forma adequada. A forma que melhores resultados dá é aquela em que a área da parte superior da medida é reduzida.

Medição em peso

Este processo elimina os erros devidos à variação do teor de vazios contido num dado volume de inerte.

Os sistemas de pesagem podem ser:

a)       independentes para cada classe de inertes;

b)       cumulativos.

Em qualquer dos casos a medição do cimento e da água devem ser independentes.

As operações podem ser:

a)       manuais

b)       semi – automáticas

c)       automáticas

Medição do cimento

A medição do cimento, nunca deverá ser feita em volume. Está sujeita a erros importantes visto a sua baridade poder oscilar entre 900 e 1500 Kg/m3 conforme o seu grau de compactação e finura.

O cimento é medido em peso ou em sacos. No primeiro caso o cimento é armazenado em silos circulares com capacidade de 10 a 30 toneladas e possuem o mecanismo destinado à pesagem do cimento lançado na betoneira.

Na medição em sacos considera-se o peso de 50 Kg para cada saco que é o seu valor nominal.

A medição de adjuvantes devem ser rigorosos, devido a que a alteração ligeira de dosagem provoca normalmente flutuação grande nas características do concreto.

Medição da água

É medida por meio de tanques ou contadores, sendo esta última mais rigorosa.

Amassadura

A amassadura tem por fim envolver todos os inertes, areias e britas, com pasta de cimento e formar um todo homogéneo. Esta operação pode ser realizada manualmente ou mecanicamente, sendo a primeira apenas empregue quando se fabricam pequenas quantidades. A homogeneidade tem de ser conservada mesmo depois da descarga do concreto do recipiente onde foi amassado. A falta de homogeneidade tem como consequência a diminuição da resistência do concreto.

Tipos de betoneira

As betoneiras podem ser de eixo vertical, de eixo horizontal ou de eixo de inclinação variável.  As primeiras são chamadas betoneiras misturadoras e as últimas também se chamam basculantes.

Betoneiras Misturadoras de Concreto

Estas betoneiras, que também se podem designar de mistura forçada têm pás que promovem a amassadura. Estas pás rodam em torno de um eixo vertical que não coincide com o eixo de tambor. Este pode ser fixo ou ter movimento de rotação.

No primeiro caso o eixo das pás move-se em movimento circular de forma que o concreto é misturado em qualquer parte do tambor.

As betoneiras misturadoras são as mais eficazes e as que dão um concreto mais homogéneo. São contudo mais caras. Têm também menos molidade que as outras e são por isso usadas em centrais de betonagem ou grandes estaleiros.

São particularmente indicadas para amassar concreto secos.

Betoneiras de Eixo Horizontal e com Inclinação Variável

Possuem um tambor rotativo provido no interior de placas dispostas helicoidalmente que assegurem a mistura.  Quando a betoneira tem eixo de inclinação variável a descarga faz-se por inclinação do tambor. Quando o eixo é horizontal a descarga faz-se por inversão do sentido de rotação. Nestas últimas o concreto tem mais tendência a segregar visto a descarga começar pela argamassa só vindo depois o inerte grosso revestido pelas partículas mais finas de argamassa.

Nestas betoneiras há que se proceder a cuidadora limpeza do tambor e placas no fim do dia de trabalho para evitar aderências de concreto, o qual, ganhando presa, vai formar uma camada que não só diminui a capacidade do tambor como esforça o motor e restante mecanismo da betoneira.

Ordem de introdução dos componentes na betoneira

Embora não haja uma regra definida para qualquer tipo de betoneira podemos contudo estabelecer a seguinte ordem de entrada, a qual deverá ser feita em um só período.

1.       Introdução de parte de inerte grosso e parte da água.

2.       O cimento o resto da água e a areia.

3.       Os inertes grossos por ordem crescente de diâmetros.

Tempo de amassadura

Dentro de certos limites a tensão de rotura de um concreto aumenta com o tempo de amassadura. Tal aumento é mais significativo entre os 30 segundos e 2 minutos. Contudo tal influência é dependente do tipo e capacidade da betoneira. O mais importante para a homogeneidade do concreto é o numero de rotações do tambor e não o tempo. De um modo geral esse número será de 8 rotações nas betoneiras misturadoras, 30 nas betoneiras de eixo horizontal e 40 nas betoneiras de eixo inclinável.

Amassadura do concreto preparado em Central Distribuidora

O concreto distribuído por centrais pode ser amassado por qualquer dos três seguintes:

a)       Completamente amassado na central, em geral por uma betoneira misturadora, donde passa para um camião transportador que o mantém em agitação mediante um tambor rotativo provido de pás, a fim de evitar segregação.

b)       Completamente amassado no camião transportador; a amassadura é feita no caminho para o estaleiro, ou à chegada a este, mediante 70 a 100 rotações do tambor na velocidade de amassadura indicada pelo construtor.

c)       Começo de amassadura na central, que termina no camião transportador munido de tambor rotativo; neste caso a amassadura deve ser completada por um número suficiente de rotações do tambor, girando com a velocidade que o construtor do camião indicar como velocidade de amassadura, e não na velocidade de agitação.

Transporte do Concreto

A condição fundamental a que o sistema de transporte deve obedecer é a de não provocar a segregação, não permitindo a perda de argamassa ou perda de cimento, nem promovendo a separação entre o inerte grosso e a argamassa.

Depois de feita a amassadura, na descarga do concreto os inertes grossos têm a tendência a rolar para baixo. Este inconveniente destrói a homogeneidade e é mais provável em concreto demasiados secos e granulometrias descontínuas. O mesmo se passa quando se faz a transferência de um meio de transporte para outro.

Os sistemas mais importantes de transporte são carros de mão, pequenos ou grandes carros basculantes, camiões com ou sem agitação, baldes transportados em veículos de carga, monorails, cabos aéreos, tubos de queda livre, planos inclinados, tapetes rolantes, bombas de funcionamento contínuo ou pneumático, etc.

O transporte deve ser suficientemente rápido para que o concreto não perca água por evaporação nem se inicie a presa do cimento perdendo trabalhabilidade e deverá ser organizado de forma às juntas de trabalho se localizares nos locais previamente estabelecidos.

Transporte Descontínuo

Este transporte pode ser feito em baldes, autobetoneiras, camiões. Deve-se evitar que estes meios de transporte sofram vibrações que compactem o concreto. Os baldes destinados a serem içados por graus podem ser de três tipos; descarga de fundo, descarga lateral ou basculantes.

Queda Livre e Plano Inclinado

Nestes casos é conveniente reamassar o concreto visto serem estes os meios que maior segregação produzem. No transporte em plano inclinado o concreto tem que possuir a trabalhabilidade necessária. Neste sistema facilita-se a secagem prematura do concreto o que pode ser inconveniente.

Tapetes Rolantes

Este sistema tem aplicação limitada devido ao seu preço e movimentação trabalhosa.

Bombagem

Neste sistema o concreto é impulsionado através de uma tubagem com diâmetro de cerca de 15 cm. A tubagem pode ser rígida ou flexível.

Factores que afectam o transporte por bombagem

Os factores são os seguintes:

1.       Natureza dos inertes, quanto à sua forma, textura superficial e especialmente à absorção;

2.       Granulometria;

3.       Dosagem de cimento;

4.       Dosagem de água;

5.       Teor de ar;

6.    Trabalhabilidade, incluindo a segregação e exsudação que têm como consequência a criação de atrito entre o concreto e as paredes da tubagem.

Colocação do Concreto (Betão)

A colocação do concreto inclui a preparação da superfície para o receber, o lançamento do meio de transporte para o local onde vai ser aplicado, e a maneira como deve ficar depositado de modo a receber eficazmente o meio de compactação.

Na colocação deve-se ter em conta o seguinte:

1.       Evitar contaminação com substâncias estranhas;

2.       A superfície de encontro à qual se vai betonar não deve absorver água do concreto e por isso convém estar saturado;

3.       Não deve existir água livre na superfície pelo que é necessário limpá-la de modo a fazer desaparecer todas as poças e locais onde se acumula;

4.       Se a superfície onde se deposite é rugosa e tendo em conta o efeito parede poderá ser necessário ou sobredosear o concreto em elementos finos ou regularizar previamente a superfície com uma argamassa de características semelhantes às do concreto.

O lançamento do concreto do sistema de transportes para o molde deve ser feito de forma a não haver segregação ou desagregação.

O lançamento do concreto não deve ser feito de alturas elevadas visto dar origem a segregação, provocar esforços elevados dos moldes e depositar argamassa à superfície das armaduras que pode endurecer antes que a betonagem atinja esse nível.

O espalhamento deve ser realizado com uma pá e nunca com o vibrador.

As camadas de concreto devem ser colocadas com um intervalo de tempo reduzido de forma a que cada camada seja colocada com a inferior ainda plástica de modo a se ter uma só peça sem juntas de betonagem.

O intervalo de tempo decorrido entre a amassadura e a colocação não deve, em geral, ser superior a hora e meia.

Compactação do Concreto (Betão)

A compactação deve ser feita de forma a que o concreto constitua uma massa homogénea dentro dos moldes e tanto quanto possível sem vazios.

Os processos de vibração são dois: apiloamento e vibração. O primeiro pode ser manual ou mecânico. O segundo é sempre mecânico.

Apiloamento

O concreto mole pode ser compactado por este processo. Este apiloamento pode ser realizado manualmente utilizando-se para isso os utensílios da figura, ou mecanicamente por meio de pilões pneumáticos que consistem num êmbolo accionado por ar comprimido.

Este processo pode ser utilizado na colocação de pequenos volumes de concreto em lajes, caso em que se usa o primeiro utensílio, em cortinas de concreto armado de pequena espessura, utilizando-se então o varão indicado ou em paredes ou colunas caso em que se poderá utilizar o terceiro utensílio.

O concreto deve ser espalhado em camadas de espessura não superior a 15 cm e cada camada ser apiloada até se obter uma superfície lisa, resultante de um ligeiro refluimento das partículas mais finas da argamassa.

Vibração do Concreto (Betão)

Este é o processo normalmente utilizado. A vibração comunica movimentos oscilatórios às partículas do concreto, desfazendo momentaneamente o contacto entre elas. Tal fenómeno provoca uma diminuição do atrito interno de massa de concreto fresco, permitindo um arranjo mais compacto dos constituintes do concreto e permitindo a saída do ar.

A vibração é produzida por meio de aparelhos denominados “vibradores” e é caracterizada pela sua frequência, amplitude e aceleração.

Tipos de vibradores para Concreto

A vibração pode ser externa ou interna. No primeiro caso a vibração é comunicada a uma ou várias faces da superfícies do concreto e pode ser obtida quer por um vibrador ligado a uma das faces do molde, quer por meio de mesas vibratórias, ou por meio de uma régua vibrante aplicada à superfície do concreto. Na vibração interna o aparelho vibrante é introduzido dentro da massa do concreto. Os vibradores podem ser movidos por motores de explosão, motores eléctricos ou ar comprimido.

Vibradores aplicados aos moldes

As cofragens e moldes têm de ter a robustez necessária para suportarem as vibrações. Os vibradores são fixados nos moldes, a distância de 1 a 1,5 m, ficando 30 a 40 cm abaixo da superfície.

Vibração Superficial do Concreto

Consiste em vibrar o concreto em camadas sucessivas por meio de uma placa de ferro ou de uma viga vibrante que se desliza na superfície do concreto.

Vibração Interna do Concreto

A vibração interna é leva a efeito por meio de aparelhos designados por pervibradores. São os mais eficazes pois toda a energia de vibração é transmitida ao concreto.

Cura do Concreto

As condições ambientes após a colocação do concreto afectam as suas propriedades. Assim por “cura” entende-se os diferentes meios quais se protege o concreto da evaporação rápida da água de amassadura, motivada pela acção do sol, temperatura, vento e baixas humidades do ar.

Quanto maior for o período de cura tanto maior será a tensão de rotura, a impermeabilidade, a resistência ao desgaste e aos ataques químicos.

As medidas de protecção contra a perda de água por evaporação devem ser mantidas em geral durante 7 a 10 dias a partir da betonagem para os concreto de cimento portland. Quando a temperatura se aproxima de 0 ºC este período deve ser duplicado e os dias em que a temperatura descer abaixo de 0 ºC não se contam neste intervalo.

A cura pode ser levada a efeito por qualquer dos seguintes métodos:

1.       Conservação dos moldes. Os moldes serão molhados com certa frequência não se podendo aplicar este método a betonagens com grandes superfícies expostas como é o caso das placas.

2.       Cobrir as superfícies expostas com areia húmida, serradura, algodão, junta ou qualquer substância que retenham a água. Este método só deve ser empregado após a presa.

3.       Aspersão com água em intervalos frequentes. É o método mais correntemente empregado, devendo contudo ser usado com precaução, evitando secagens demasiadamente profundas para não haver fadiga superficial devida a contracções e expansões frequentes e intensas, que aumentam a fissuração superficial.

4.       Cobrir a superfície com papel ou substâncias impermeáveis, como folhas de plástico, oleados, etc.

5.       Aplicar membranas de cura que evitam a rápida dissecação, usando-se especialmente em lajes.

Juntas de betonagem

As juntas de betonagem, criam-se quando há necessidade de interromper as betonagens por períodos mais ou menos longos. Essa interrupção é normalmente imposta pela sequência dos trabalhos a realizar ou por qualquer anomalia que se verifique.

O recomeço da betonagem obrigará ao aparecimento de uma superfície onde se liga o concreto fresco ao concreto já endurecido.

A ligação dos concreto deve ser eficaz e para isso pode-se recorrer aos seguintes processos:

a)       A superfície da junta deve ser tornada rugosa de modo a que os inertes grossos do concreto fiquem a descoberto. Para o efeito, e conforme o estado de endurecimento do concreto podem usar-se jactos de água, de ar comprimido, ou de areia, escovas metálicas ou meios mecânicos mais poderosos como martelos pneumáticos.

A superfície da junta deve ser limpa e molhando-se abundantemente de forma a que quando da aplicação do concreto novo apresente um aspecto mate.

b)       No recomeço da betonagem a aderência entre o concreto fresco e o concreto já endurecido pode ser assegurada pela interposição de uma camada de concreto ou argamassa do modo seguinte:

–          Sobredoseando o concreto em areia, em ligante e em água ; a espessura da camada não deve exceder cerca de 10 cm.

–          Utilizando o concreto depois de excluído o inerte de dimensões superiores a 20 mm; a espessura da camada não deve exceder 10 cm.

–          Utilizando uma argamassa, cuja dosagem em ligante não exceda 800 Kg/cm3; a espessura desta camada não deve exceder cerca de 2 cm.