Concreto com resíduos: Levando o lixo pra dentro



Por volta de 2002 eu participei de um grupo de estudos que apresentou um artigo científico em um concurso da sociedade Mineira dos Engenheiros, SME. Éramos todos estudantes de engenharia, liderados pelo meu amigo e colega Marcelo Singulani. Nosso trabalho era uma espécie de espólio do concurso do Ibracon daquele ano, o ainda vigente APO – Aparato de Proteção ao Ovo. Falava sobre o método de dosagem para concreto de alto desempenho que usamos e os resultados obtidos. Assim como no APO, nós não ganhamos o prêmio, mas nosso texto figurou entre os exibidos no salão de exposições, uma espécie de menção honrosa. Na época éramos ainda orgulhosos demais para reconhecer que nosso artigo não era assim tão bom, como achávamos que era. Então, ficamos um pouco (!) enciumados com o fato de que o vencedor daquele ano foi um trabalho sobre o uso de garrafas PET pra fazer concreto. Como assim garrafas PET?!

Assim como o tema “Concreto de Alto Desempenho” começava a ficar batido, naquela época se iniciava um período onde a bola da vez era a tecnologia do concreto em favor do meio ambiente, como um modo de dar destinação ecologicamente correta para os resíduos da sociedade moderna. Esse período ainda vigora, basta observar o grande número de trabalhos cadastrados no ultimo Congresso Brasileiro do Concreto. Do uso de pneumáticos triturados em concreto leve, passando por inclusão de dióxido de titânio para sequestro de carbono até o extremamente promissor trabalho sobre as propriedades pozolânicas das cinzas de bagaço de cana, dos meus amigos Augusto Bezerra, Flávia Spitale, Marcela Maíra e companhia. Todo mundo sempre pensa no concreto como forma de desaparecer com algum tipo de resíduo.

Borracha triturada de pneus, pronta para uso como agregado muido no concreto

Grandes avanços na tecnologia de concreto foram alcançados em comunhão com a inclusão de alguns tipos de resíduo. A sílica ativa, por exemplo, grande corresponsável pelo surgimento do CAD, não passava de um incômodo acúmulo de fuligem nos filtros das usinas de silício metálico. A escória de alto forno, montanhas de problema na siderurgia, é hoje o componente mais abundante no cimento de uso mais difundido entre as concreteiras do Brasil. E se o trabalho dos “meninos” der tão certo como eu acredito, muito em breve a indústria sucroalcooleira poderá ser mais uma fonte de matéria prima para o concreto, de mãos dadas com a expansão do uso de combustíveis orgânicos, área em que o Brasil é líder inconteste. Estes resíduos se valem das chamadas reações pozolânicas, onde a adição destes subprodutos colabora com o cimento, incrementando a resistência do concreto ou substituindo parte do próprio cimento e reduzindo os custos de produção.

Pneus retirados do Rio das Velhas em Santa Luzia por uma empresa de extração de areia de um amigo. Por ano são cerca de 2000 pneus só naquele porto! Este maior em primeiro plano é de um motoscraper!

Entretanto existem também as iniciativas que envolvem resíduos inertes e, em certa medida, até perniciosos. Eu já tive a oportunidade de participar de estudos envolvendo resíduo triturado de construção, lascas de borracha industrial, resíduos de lavagem de caminhões betoneira, escória de alto forno resfriada a lento e, em breve, também estarei em contato com uma pesquisadora de Juiz de Fora que estudará a borracha de pneumáticos. O que posso dizer sobre minha opinião neste tema é que eu fico dividido. Por um lado acho muito boa a ideia de colocar o resíduo da cidade na própria cidade. Nada mais justo e lógico. Por outro lado (o meu lado ciumento e conservador), tenho sérias reservas quanto aos limites destas iniciativas. Alguns problemas bem sérios que já observei:

·         Há resíduos, como foi o caso do entulho de construção e do resíduo de caminhões betoneira, que possuem um índice de absorção incrivelmente elevado. Isso aumenta sobremaneira a demanda de água ou de aditivos plastificantes e, consequentemente, o custo;

·         Em alguns casos, o módulo de elasticidade do concreto é muito afetado, restringindo seu uso responsável a estruturas secundárias, usos não estruturais ou requerendo a redução do fator a/c com aumento de custo;

·         Na maioria dos casos o problema da variação das propriedades do resíduo com o tempo é o mais grave. Fica muito difícil acertar os parâmetros de dosagem quando as características da matéria prima reciclada variam toda hora. E por se tratarem de refugos de outras indústrias, é natural que não haja cuidado com o controle de qualidade (pelo menos até que se torne um negócio lucrativo). E com o desvio padrão maior, mais custo!

Lembro-me que o Augusto me disse que, no caso das cinzas do bagaço de cana de açúcar, o principal problema era a falta de controle da energia de queima do bagaço. Isso afetaria diretamente o potencial das cinzas em contribuir com a resistência. No estudo com o resíduo de limpeza dos caminhões a quantidade reincorporada ao concreto, sem que houvesse a necessidade de majorar o consumo de cimento era menor que a mínima necessária para justificar financeiramente as benfeitorias necessárias na central dosadora de concreto. No trabalho com a escória granular, dois traços feitos com o mesmo lote de “britas” apresentaram resultados completamente divergentes de densidade, resistência à compressão e reologia. Com a borracha, a deformação dos corpos de prova durante o carregamento era visível!

Residuo sólido de reciclador de água de lavagem de caminhoões betoneira, após seco e classificado

Então, na minha humilde opinião, o uso de resíduos no concreto precisa ser encarado com um pouco mais de parcimônia, um pouco menos de empolgação. Salvo nos casos das pozolanas, que podem ser um excelente negócio, normalmente o balanço financeiro é negativo. Os riscos com o controle de qualidade no dia a dia aumentam. Surgem incertezas sobre o comportamento do concreto em longo prazo. Surgem dúvidas sobre a durabilidade das estruturas e sobre o tipo de reações tardias que podem surgir com o tempo e a interação com os poluentes ambientais. E fica bem difícil convencer uma empresa privada a investir no uso de resíduos sem uma contrapartida bem definida.

Acho que a introdução de resíduos (não lucrativos) ao concreto passará a ser uma realidade em grande escala apenas quando o fator ambiental for traduzido em ganho financeiro. Quando as empresas forem incentivadas mais incisivamente a manter programas deste tipo, ou seja, quando o uso de resíduos vender concreto. O Mercado precisa valorizar de forma mais específica o concreto com reciclagem de resíduos, seja por preções governamentais, seja por aspectos culturais da própria sociedade. Mas se o objetivo for sempre pagar o menor preço possível, sem considerar o valor ecológico agregado, vamos ter que continuar entupindo as nossas lixeiras enquanto os laboratórios de pesquisa continuam mostrando que é possível reciclar a sujeira.

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Durabilidade do concreto: Questão de vida ou morte.

O fato de termos uma alta, rica e densa atmosfera, faz com que as coisas aqui na superfície sofram um bocado. Sobretudo porque temos, em grande quantidade, um excelente solvente, que é a água e um comburente e oxidante muito eficiente, que é o oxigênio. Correndo por fora, temos uma variada química pesada que se beneficia principalmente da grande reatividade e versatilidade do carbono, da abundancia do hidrogênio e da presença de reagentes mais raros como o enxofre, o cloro, flúor... E tudo isso está em movimento constante, porque por aqui venta muito. Aqui chove muito. E no ar em movimento existem sempre partículas pesadas que funcionam como excelentes abrasivos, ao fustigar as superfícies, ano após ano. Aliado a tudo isso temos o fato de que a amplitude térmica da atmosfera é considerável e às vezes neva, por longos períodos. E nem estamos falando ainda de furacões, tsunamis, erupções vulcânicas e outros desastres.

Parece, mas esse não é um post do “O Princípio da Incerteza” (www.overthesameoldground.blogspot.com), postado por aqui por engano. É que estamos falando de durabilidade do concreto nas estruturas e isso passa, obrigatoriamente, por compreender bem o tipo de agressão a que o concreto está sujeito em seu ambiente hostil. O meio ambiente pode ser muito rude com o concreto algumas vezes e deve ser encarado como uma “ação” específica sobre a estrutura, na hora de dimensionar os esforços e decidir sobre a resistência dos materiais, tanto quanto o peso próprio, a sobrecarga ou os esforços laterais. E isso começa a ser uma verdade, a partir do momento em que se obedece as prerrogativas da norma brasileira, através da ABNT NBR 12655:2006, cuja tônica dessa edição é justamente garantir a durabilidade das estruturas, a partir do “fortalecimento” do concreto.

A primeira providencia que a norma faz é dividir os diferentes meio ambientes em que o concreto pode ser usado, classificando-os quanto ao grau de agressividade. Evidentemente, ambientes rurais e agrestes pode oferecer um nível de agressividade muito menor que ambientes urbanos ou industriais. Isso porque a ação do homem pode gerar substancias muito “estranhas”. Por exemplo, enquanto eu escrevia o primeiro parágrafo, minha namorada leu pra mim uma matéria na internet que falava sobre um jovem canadense que desenvolveu uma substancia capaz de reduzir o ciclo de deterioração do plástico comum de 400 anos para 3 meses (tenho que ler isso depois...)! A chuva na cidade contém muito mais substancias deletérias dissolvidas, os gases poluentes contêm componentes de ácidos que podem ser gerados na superfície do concreto, o esgoto doméstico e industrial é uma “sopa” de perigos para as estruturas, etc, etc, etc. Até mesmo a intensidade de uso da estrutura é maior, com mais gente, veículos, máquinas, impacto, abrasão...

Um clássico exemplo onde a agressividade do meio passa a ser preponderante às demais ações estruturais, durante o dimensionamento, é o caso dos pisos industriais. Neles, o concreto irá falhar devido ao desgaste muito antes que devido à compressão ou tração. Aqui o objetivo é tornar a superfície lisa o bastante para que o atrito seja reduzido, dura o bastante para que a abrasão não elimine esta “lisura”, impermeável para que líquidos deletérios ou mesmo a água não penetre na estrutura e quimicamente inerte aos possíveis ácidos, óleos ou outros subprodutos da atividade industrial que irá ter lugar sobre o piso. Preferivelmente, o concreto deve ser complementado com algum tipo de agente protetor da superfície, como agregados endurecedores ou banhos de silicato, tamanha a responsabilidade creditada à durabilidade e ao nível de agressão sofrido.

Em ambientes agressivos a passivação da armadura passa a ser também um problema. Os níveis de CO2 na atmosfera são muito maiores e com isso as frentes de carbonatação vão mais fundo e mais rápido. A acidez da água reduz o efeito protetor do concreto e favorece as trocas eletrolíticas. O desgaste, o enfraquecimento químico do concreto e a micro - fissuração abrem espaço para que a ponte eletroquímica se forme e o resultado é a oxidação da armadura com perda de seção e expansão que gera mais fissuras e uma troca eletrolítica cada vez maior. Um ciclo vicioso que, não raro, leva à ruptura e acidentes estruturais. Basta lembrar do caso daquele estádio de futebol na Bahia (acho eu) onde a arquibancada ruiu após um severo processo de corrosão eletrolítica da estrutura, provavelmente gerado por despassivação.

Por tudo isso, a busca por concretos mais compactos, menos permeáveis, mais resistentes à abrasão, quimicamente mais estáveis e mais capazes de proteger o aço é uma constante nos laboratórios de engenharia no mundo todo. Todos nós já lemos algum trabalho acadêmico que demonstra as propriedades benéficas de algum composto ou técnica que aumenta a durabilidade do concreto. O uso de “fillers”, materiais pozolanicos, curvas granulométricas com menor índice de vazios, cristalizantes químicos, polímeros, fibras, cimentos resistentes a sulfatos, pinturas de proteção... são muitas as formas de melhorar a durabilidade e tornar o concreto apto a lutar de igual para igual com a implacabilidade da entropia, que torna a segunda lei da termodinâmica uma das poucas verdades inquestionáveis que conhecemos (mais uma recaída do outro blog!).

Mas um bom começo é obedecer ao disposto na referida NBR 12655, na hora de dimensionar a estrutura, especificar o concreto ou oferecer uma solução técnica. E claro, ter consciência de que ao nos esquecermos de pensar na durabilidade, podemos estar nos tornando os responsáveis pela morte de alguém no futuro, que poderá estar usando aquele prédio, aquele galpão, aquele estádio de futebol.

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Curar não é só molhar!

O termo “Cura”, quando associado ao concreto, pode ter diferentes interpretações. Diz-se que quando um concreto atinge resistências elevadas em pequenas idades, ele tem uma “cura” rápida. Quando da desforma, é necessário que se obedeça ao tempo mínimo de “cura”. Quando terminada a concretagem, deve-se iniciar a “cura” imediatamente. Aqui, iremos usar a palavra “cura” para tratar dos cuidados referentes à manutenção da umidade do concreto e porque ela é tão relevante para a qualidade da construção.

Sim, “manutenção da umidade” é a melhor forma pela qual consigo me referir a cura. Porque muitas pessoas acreditam que curar uma peça concretada significa molhar após o endurecimento do concreto. Então acreditam que o ato de se aspergir água sobre a superfície é garantia de uma cura bem feita. Mas curar significa mais que isso. Significa manter a umidade original do concreto, até que o concreto não mais precise dela. Significa tomar alguma providencia para que a água não evapore da superfície, até que o concreto:

·         Tenha finalizado completamente os processos de hidratação do cimento;

·         Obtenha resistência suficiente para suportar os esforços de retração por secagem;

A água de dosagem adicionada ao concreto tem dupla finalidade. A primeira delas é servir como catalizador para o processo de endurecimento, já que o cimento portland (estamos tratando de concreto de cimento portland) é um aglomerante hidráulico. A água serve como meio de solução dos Silicatos e Aluminatos de Cálcio presentes no cimento. Também participa como componente das reações que promovem a formação dos cristais que garantem o endurecimento e o ganho de resistência, a partir destes compostos primordiais. Sem a água, essas reações não se completariam e o cimento continuaria a ser um pó inerte. Existe um valor mínimo de quantidade de água, em relação ao peso de cimento presente na mistura, necessário a garantir uma hidratação suficiente, apesar de haverem controvérsias a respeito do numero exato. Mas as experiências bem sucedidas das quais tomei parte não puderam atingir número menor do que 25%. Ou seja, o cimento parece precisar do mínimo de um quarto do seu peso em água para reagir corretamente. E o curioso é que quanto mais água se adiciona além desse mínimo, piores são os resultados dessa hidratação, principalmente porque os cristais maiores, como a portlandita e a etringita passam a ser formar em maior número, em detrimento do C-S-H, que garante a maior parte da resistência do concreto.

Então, porque não adicionar apenas 25% (do peso de cimento) de água? Por causa da segunda função da água, a mais evidente e observável, que é conferir a plasticidade desejada, a fluidez necessária à trabalhabilidade do material. Mesmo quando se usa aditivos químicos poderosos para tentar substitui-la nesse ofício a água ainda cumpre um papel importante no controle da viscosidade e na reologia. Por isso, na esmagadora maioria das vezes a quantidade de água necessária supera em muito o quarto do consumo de cimento. Essa água excedente irá variar, extensamente, com o slump de aplicação, o tipo de aditivo usado, a granulometria dos agregados, o tipo de cimento, o tempo de transporte, etc, etc, etc... Concretos comuns tendem a ter entre 160 e 250 L de água por m3. E toda essa água precisa permanecer dentro do concreto.

Primeiro, falando sobre a hidratação. Se permitirmos que o concreto perca, mesmo que apenas na superfície da peça, a água mínima necessária ao endurecimento correto do cimento, fatalmente teremos problemas. Quem nunca viu um piso de concreto, uma viga ou uma laje apresentarem uma superfície frágil, pulverulenta, desagregada? Uma das causas mais frequentes é a perda de água na primeira camada superficial, antes do fim de pega do cimento, fazendo-a mais frágil que o substrato inferior e, portanto, mais suscetível ao desgaste. Neste ponto, alguém pode pensar: “se uma parte da água se evaporar, mas for mantido pelo menos o a/c 0,25, acima mencionado, provavelmente o concreto ficará com a superfície até mais forte!” Bom isso pode ser até correto, em certa medida, mas aí entramos no segundo tópico: a retração por secagem.

Assim que lançamos o concreto, a água começa, imediatamente, a se evaporar. Ora, essa evaporação leva o concreto a perder matéria, massa, ao mesmo tempo em que a perda de elasticidade inerente ao processo de endurecimento, levam o volume (externo) da peça a se manter constante. Então, o concreto não tem outra escolha, senão abrir espaço para compensar essa perda de massa. Essa abertura se dá na forma de trincas que se originam de tensões internas de retração. Elas se manifestam de duas maneiras:

·         Nos primeiros minutos após o lançamento, antes do fim de pega, a exsudação natural do concreto fornece à superfície um suprimento constante de umidade. Ao mesmo tempo, a evaporação consome essa umidade em uma dada velocidade. Se a velocidade de evaporação for maior que a de exsudação, surgem pequenas e incômodas fissuras superficiais, de pequena espessura, não mais que 1 ou 2 mm, com a aparência da figura abaixo:

  

·         Após o fim de pega, se a maior parte da água se evapora, as tensões são tão altas que surgem fissuras de grande abertura, muito maiores que o milímetro, formando figuras geométricas. Isso porque, nessa altura, o concreto já não oferece quase nenhuma elasticidade. Como abaixo:

Então surge naturalmente a pergunta: Até quando devemos manter a cura? Bom, quanto à hidratação, pouco depois do fim de pega o cimento já não necessita mais de água para manter a sua reação, porque esta já caminha praticamente por conta própria. Então resta a retração. Aí, o próprio ganho de resistência gradual do concreto, que promove as fissuras ao reduzir a elasticidade, também leva o concreto a atingir uma determinada condição onde é capaz de resistir às tensões da retração e não mais fissurar. Então, devemos tomar providencias para que a umidade original não saia da mistura até que o concreto atinja a resistência mecânica mínima para suportar as tensões internas de retração. E essa resistência mecânica, traduzida em resistência à compressão, aparentemente esta em torno de fc 15,0 Mpa. Ou seja, a partir de 15 Megapascal o concreto não fissura mais por retração, aí podemos deixar a água ir embora, sem maiores problemas. Isso inclusive é texto da norma brasileira, no item 10.1 da ABNT NBR 14931 de 2004, que trata sobre a execução de estruturas de concreto armado.

Assim como saber até quando manter a água no concreto, muito importante também é saber quem é o inimigo, ou seja, o que promove a perda de água do concreto, afim de combater todas as causas. E eu dividiria em duas grandes frentes:

·         Absorção pelo substrato. Formas de madeira, solo natural, sub-bases granulares, lajotas cerâmicas de lajes pré-moldadas, podem absorver excessivamente a água do concreto. Medidas como impermeabilização de formas, cobertura do solo com filme plástico, saturação de lajotas, são etapas indispensáveis à concretagem;

·         Evaporação da superfície. Quatro fatores básicos controlam e determinam a evaporação: Temperatura do Ar, Temperatura do Concreto, Umidade Relativa do Ar e Velocidade do Vento. Basta que uma das variáveis assuma um determinado valor crítico que as fissuras fatalmente aparecerão, sem a devida proteção. Segundo o ACI (American Concrete Institute) se a evaporação atingir valor igual ou superior a 1,8 L/m2*h, o concreto irá fissurar.

Resumindo, a cura deve evitar que a água do concreto se perca por absorção ou evaporação a partir do momento de lançamento até a obtenção do fc 15,0 Mpa. Como fazer isso? Diversos são os métodos. Películas químicas, mantas, nebulizadores, lamina de água, inibidores de evaporação... E cada um pode ser mais eficiente que outro, conforme o tipo de peça concretada. É preciso que um plano de cura seja elaborado, para cada empreendimento: cinco ou seis linhas de instruções que são a única diferença entre uma laje perfeita ou um monte de trincas e vazamentos. Simples assim.

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Fôrmas para concreto: Nossa “massa de bolo” depende delas!

É com muita honra e satisfação que apresento a primeira convidada a escrever no Blog do Concreto. Ela é a Josyane Angélica de Jesus. Técnica de Estradas pelo CEFET MG e Graduanda em Engenharia Civil pela Escola de Engenharia Kenedy, ela é uma das mais destacadas projetista de escoramento e formas para construção pesada de Belo Horizonte, atuando como supervisora de projetos em uma das maiores empresas do ramo. Participou de grandes projetos locais como o Centro Administrativo do Governo de Minas, Duplicação da Antônio Carlos, o BRT, as estações de tratamento de esgoto para despoluição do Velhas, dentre vários. Também atuou em obras importantes pelo Brasil a fora, ajudando a construir pontes, viadutos, silos, instalações industriais e grandes obras de infraestrutura de Minas Gerais até o Maranhão. O conhecimento e experiência dela sobre o tema das estruturas provisórias é muito maior do que poderia sugerir a sua pouca idade, como o brilhante texto a seguir pode muito bem ilustrar. Essa multitalentosa jovem mamãe também é uma brilhante fotografa e artista plástica. Há, e claro, ela também é o amor da minha vida...

 

GENERALIDADES SOBRE AS FORMAS

Formas. O que a maioria das pessoas entende por esse ‘dispositivo’?

Na maioria das vezes, apenas ser uma espécie de contenção para que o concreto não ‘vaze’ e que permita a ele conseguir, com isso, adquirir a forma correta do projeto. É como se fabricássemos uma espécie de “contenção” para uma massa de bolo, que depois de assada, ganha sua resistência e já pode ser desenformada.

Um sistema de formas, para ter qualidade incontestável, deve responder satisfatoriamente aos seguintes requisitos:

a ) Resistir aos esforços de pressão devidos ao concreto fresco e ser estanque sem apresentar deformações fora dos limites máximos admissíveis;

b ) Ser rígida, leve, durável e prática de se utilizar;

c ) Possibilitar inúmeras reutilizações, sem que seja necessário desmonta-la, reformá-la ou trocar o compensado, durante a obra;

d ) Quanto ao compensado, deve ter todos as suas faces e furos de passagem dos tirantes seladas com tinta especial impermeabilizante, para evitar danos como o inchamento, perda de resistência e decréscimo da vida útil do mesmo;

e ) Ser fácil de se montar e de se desmontar;

f  ) Manter a excelente qualidade final do concreto.

Na prática, é na sua utilização, durante a desforma que se conhece a qualidade de um bom sistema de fôrmas!

Mas quais seriam as interfaces desse sistema?

Sabemos que as formas, para manter seu formato, tem que ter alguma estruturação, mas o que poucos sabem é que essa estruturação geralmente é limitada ao material fabricado. E por isso, temos que limitar a velocidade de concretagem, para que a pressão exercida sobre a forma seja a máxima suportada pela mesma.

A uma temperatura constante, substancias, como por exemplo, a agua, mantem seu estado líquido. No caso do concreto, tratamos de uma mescla de cimento, areia, água, apesar de manter a temperatura constante, com o tempo, se solidifica. O concreto, no princípio, se comporta como um ‘liquido’, mas com o passar do tempo vai se solidificando e a pressão não aumentará, mantendo-se constante.

Alguns dos fatores que mais influenciam nessa pressão exercida pelo concreto, e que devem ser levado em conta na hora da execução das formas, são: pressão do concreto fluido, a altura hidrostática, a consistência, a mobilidade e a fluidez do concreto (slump), o tempo de pega e endurecimento, a velocidade da concretagem, a vibração do concreto, os aditivos usados, além do peso específico do concreto (que na maioria das vezes permanece constante). Até mesmo a sua temperatura de lançamento (que muitas vezes é estimada, pela falta de controle na hora do lançamento).

A velocidade de concretagem, um dos mais importantes parâmetros, é diretamente influenciada pela temperatura do concreto, pela vazão da bomba de concretagem, pela dimensão da estrutura a ser concretada, consistência do concreto, e se o mesmo possui ou não aditivos. E cabe ao construtor controlar esses parâmetros para garantir que a velocidade não ultrapasse a máxima tolerável pelo sistema de fôrmas.

Agora, imaginemos uma forma executada sem nenhum desses cuidados acima. A probabilidade que a forma ‘abra’ é muito maior que a imaginação dos que estão executando sem os cuidados necessários. Agora imaginemos o lançamento do concreto em formas não preparadas adequadamente para recebê-lo. E que essa concretagem seja executada com uma velocidade aleatória e uma vibração do concreto sem os cuidados adequados.

A maioria das vezes em que uma forma se rompe é pela imprudência e negligencia na hora da concretagem. Muitas vezes, a fiscalização não se preocupa com a vibração do concreto e não imagina que a vibração inadequada desse concreto interferirá diretamente na estruturação da forma executada. Seria como se, na forma de bolo citada logo no começo do texto, colocássemos uma pinça de batedeira girando aleatoriamente e não tomando cuidado para que a pinça não se encoste à parede da forma. Muito provavelmente esse ato de encontro pinça-forma irá criar um atrito na forma causando deformações, fazendo com que o ‘bolo’ não saia no formato planejado. Deve-se ter o cuidado ao uso exagerado do vibrador, pois isso muda significativamente o quadro das pressões do concreto.

De posse desses parâmetros, poderemos avaliar qual a melhor maneira para a concretagem de uma estrutura, levando em conta a fôrma utilizada e as necessidades do cliente.

Cuidados e consulta as normas de parâmetros sempre nos trará informações necessárias e importantes para a execução dos serviços de concretagem.

Por: Josyane Angelica de Jesus

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Concreto Auto Adensável – Agora é a vez de BH

No dia 05 do mês passado eu tive o prazer de participar, pela primeira vez, de uma reunião da Comunidade da Construção de BH. Fui representando a companhia em um evento do GETEC, comandado pelo super carismático Arcindo Vaquero, presidente da Abesc e organizado pela regional Minas da ABCP, com a impecável hospitalidade do Gerente Regional Lincoln Raydan, da Patrícia Tozzini (Pólo BH) e da Amanda. Esta reunião tratava do tema Concreto Auto Adensável (CAA) e contou com a presença de concreteiras, grandes construtoras, um projetista de estruturas, uma empresa de formas, agregados... um excelente resumo da construção civil em BH. Assim como foi em outros casos de sucesso, como as paredes de concreto e a alvenaria estrutural, a ABESC e a ABCP (através da Comunidade da Construção) pretendem incentivar o uso do CAA.

O tema me fez relembrar da época em que tinha acabado de me formar no curso técnico de Edificações do CEFET-MG e trabalhava na implantação do extinto restaurante do Aeroporto da Pampulha. Era o ano 2000 ou 2001, não me lembro bem. O fato é que um dia fui convidado para assistir a uma concretagem experimental no pátio de manobras das aeronaves, em frente à sala de embarque. Tratava-se de uma nova tecnologia em concreto denominada “Agilia” (peço licença pelo uso da marca comercial, mas não imagino como me referir de forma diferente). Era um concreto totalmente auto nivelante e auto adensável, que dispensava o uso de ferramentas convencionais para ser espalhado e acabado. E não era necessário vibrar, portanto foi o primeiro CAA que conheci. Todos ficaram bastante impressionados com o comportamento reológico do concreto e eu, ainda mais. Ele praticamente caminhava sozinho e preenchia completamente os espaços dentro da forma a medida em que ia sendo “despejado” do caminhão betoneira.

Jamais imaginaria que aquele teste não havia sido totalmente bem sucedido e que o Agilia ainda levaria cerca de 10 anos para ser completamente finalizado por aqui. Jamais imaginaria que dali a dois anos seria convidado a trabalhar na mesma companhia que produz o Agilia. E, com certeza, não imaginava ter sido designado como responsável pelo desenvolvimento da tecnologia “Agilia” no Brasil, suportado diretamente pelo nosso laboratório central em Lyon. Com a ajuda de uma pequena e excelente equipe, principalmente pela dedicação do então estagiário de engenharia Leonardo Soares, conduzi perto de 120 testes laboratoriais. E até o teste de numero 74, todos haviam sido retumbantes fracassos!

O CAA, principalmente o Agilia, é sem dúvida o concreto mais complexo que conheci. Ele reúne um conjunto de propriedades extremamente específicas e que conflitam conceitualmente entre si. Por exemplo, ele precisa ter uma viscosidade muito baixa, para garantir o comportamento “vaso-comunicante” quando lançado nas formas. Mas ao mesmo tempo ele precisa ter estabilidade perfeita, não permitindo nenhuma exsudação ou segregação. Precisa ter estabilidade, mas não pode ter um volume de pasta muito elevado, porque do contrário fica muito susceptível a fissuras. Não pode ter um volume de pasta muito grande, mas requer o uso de grandes quantidades de aditivos superplastificantes, para garantir máxima fluidez. Tem a sua fluidez superelevada garantida pelo uso dos aditivos base PCP (Policarboxilato Poliox), mas precisa manter esta propriedade por longos períodos, apesar destes aditivos perderem o efeito com o tempo. E normalmente requerem resistências elevadas, obtidas com quantidades bastante limitadas de cimento.

A escolha dos aglomerantes, dos agregados ideais, do proporcionamento entre estes agregados, dos aditivos, da dose ideal de cada aditivo, da forma de mistura ideal, das adições minerais e, pior, da combinação perfeita entre todas estas e outras escolhas levou cerca de um ano e meio de pesquisas. Mas no final, nós pudemos ver um caminhão betoneira ser dosado com um slump flow de 740 mm, ser transportado por 20 km em “um sol de 36° C”, ser ensaiado após duas horas e apresentar 730 mm de slump flow e cair em uma forma de parede mantendo-se praticamente nivelado, como um líquido. Claro que a forma abriu. Afinal, somos especialistas em concreto, mas descobri que não sabemos nada de formas!

Tenho a impressão que, para encher uma laje com este concreto, basta posicionar o tubo de uma bomba lança no ponto central da forma e deixar que ele (o concreto) caminhe livremente e vá preenchendo as vigas, uma por uma, até nivelar na espessura da laje. A intervenção manual deverá ser mínima.

Outro dia estava em um dos andares superiores da obra de um prédio em Pouso Alegre (Sul de Minas), conversando com o Mestre de Obras. Por acaso a construtora é responsável pela execução dos prédios mais altos da cidade. Como de lá podíamos visualizar a maioria destes outros edifícios, o Mestre estava apontando cada um deles a medida que me contava uma breve estória sobre a época em que foram construídos. Um dado momento ele apontou para o prédio em que usaram pela primeira vez o concreto bombeável:

_“Até naquele prédio ali, eu enchia uma laje a cada dois dias, as vezes até três. Subíamos o concreto na ‘girica’, pelo ‘guincho’. Aí, passamos a usar a bomba e eu enchia uma laje em um dia e ainda acabava ali pelas quatro horas da tarde...”.

Eu disse a ele que com o CAA ele poderia um dia chegar a concretar duas lajes no mesmo dia. Talvez três!

Porque no meu ponto de vista, quando o CAA começar a ser usado em larga escala, a construção experimentará a mesma mudança de conceito de quando passou do concreto convencional para o bombeável. Porem, os desdobramentos serão ainda maiores. Tanto no que diz respeito à qualidade, versatilidade e aparência das estruturas, à velocidade das obras e à relação com a mão de obra, como no tocante aos cuidados e aprendizados necessários. Todos deverão se adaptar para aproveitar o potencial da tecnologia.

As formas precisarão ser repensadas, sobretudo quanto à estanqueidade, resistência ao empuxo e velocidade de concretagem. O controle tecnológico deverá incorporar novos ensaios de aceitação e mesmo os ensaios atuais serão feitos de forma diferente, necessitando re-treinamento das equipes. Os projetistas estruturais tenderão a usar fck maiores, mais adaptáveis ao CAA. As obras mudarão seu planejamento, e os critérios de controle deverão ser mais exigentes. Sem falar nas concreteiras, que precisarão repensar tudo, do método de aceitação de matérias primas até os volumes de transporte.

Mas vale a pena. Quando soube do interesse da Comunidade da Construção sobre o tema, fiquei bastante otimista. Neste momento a meta é levantar os possíveis ganhos financeiros decorrentes da aplicação do CAA. Criar indicativos de qualidade, velocidade e custo para substanciar a idéia e mostrar para todos os benefícios reais da tecnologia. A outra meta é buscar o “know how” de cidades como Goiânia, onde o CAA já é usado em maior escala. Muito em breve nós estaremos nos perguntando, como conseguíamos fazer concreto com slump tão baixo. Como não usar o CAA? Esta será a dúvida. Assim como hoje, quando não conseguimos mais conceber o concreto sem o processo de bombeamento. Levando dois ou três dias para concluir uma única laje, com uma enorme fila de carrinhos de mão esperando na frente do elevador de obra e um exército de vibradores atacando o concreto lá em cima.

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Meu amigo Domingos

Quem puder empunhar um exemplar de Novembro de 1998 do “Informador das construções”, da mesma forma que faço agora com o meu que guardo desde os 18 anos, poderá ver a foto que ilustra este post, encimada pelo texto parcialmente reproduzido a seguir:

“De forma inédita no mundo, a resistência e aderência da argamassa de revestimento usada na construção civil foram testadas em Belo Horizonte na quinzena passada. Idealizado pelo consultor e engenheiro Domingos Sávio Lara, o revestimento feito com uma única cerâmica na dimensão 16x16 suportou o peso de um veículo de aproximadamente 860 kg – que ficou suspenso durante alguns minutos, seguro por um cabo de aço colado à cerâmica.”

Quando resolvi guardar este número da revista, jamais imaginava conhecer o Domingos, tampouco me tornar seu amigo e muito menos usar sua cadeira na Companhia onde ele trabalhou tantos anos. Cadeira essa que já foi ocupada por nomes como Guilherme Gallo e Fabrícia Passos, grandes tecnologistas de concreto e amigos muito queridos. Mas o fato é que o tempo passou e fui conhecer o homem por traz da ideia maluca de pendurar o fusca na cerâmica, para demonstrar a resistência de aderência ao arranchamento da argamassa. E 14 anos depois daquele dia ele esteve no “meu” laboratório, nos mostrou as fotos originais do evento, e contou toda a história do teste.

Ele nos confidenciou que a ideia, além de chamar a atenção do “grande público“ para as marcas envolvidas no teste (uma empresa de argamassa para revestimento, uma de argamassa colante e uma grande construtora), ele também pretendeu fazer uma espécie de protesto velado contra os requisitos normativos que, segundo ele, são excessivamente exigentes no que diz respeito à resistência de aderência da argamassa. De certa forma eu concordo com ele e devo admitir que o protesto funcionou, porque depois disso já vi um monte de técnicos dizendo: “Ora essa, 860 kg, divididos pela área de uma cerâmica de 16x16 cm dá pouco mais de 0,3 Mpa”. Ok, é apenas o que manda a norma, mas puxa vida, a norma manda pendurar um carro na parede! No fim da história ele conta que, já no final do coquetel após a apresentação, o pessoal resolveu levantar o carro de novo e deixar ele suspenso. Efeito da cerveja, talvez... E de repente o carro despencou com as quatro rodas, para o desespero do dono, um dos dirigentes da construtora...

Essa é apenas uma das muitas histórias que o meu amigo Domingos já contou pra gente, segurando um copo de café enquanto esperávamos a hora de testar uma amostra qualquer. Houve a vez em que ele precisou explicar ao guarda que aqueles pacotinhos de pó branco no porta-malas eram apenas amostras de cal. E quando teve que convencer o pessoal da revista da sala de embarque que o Esclerômetro de Shmidt não era um tipo de peça de artilharia! Em sua casa quando nos recebe para o lanche da tarde, nas obras quando a gente se encontra na beirada de uma betoneira, lá na Companhia quando nos visita, o Domingos é sempre o mesmo: Humilde, discreto, sorridente... Sua modéstia sempre escondendo o gigante que ele é no meio técnico do concreto. E, claro, sempre matando a gente de rir com as suas histórias.

Numa dessas visitas ele me encontrou de pé, na frente de um monte de paredes de alvenaria, coçando a cabeça, com cara de “não acredito”. Ele chegou perto, tocou as dezenas de amostras de revestimento, todas perfuradas de ensaios de arranchamento e disse:

_Caramba, que argamassas bonitas...

_É, mas é uma pena que não dão resistência (Eu disse).

_Oque? Você enlouqueceu? Como não dão resistência?

_É, todos esses testes deram insatisfatórios. Tanto os meus, quanto os do Laboratório terceiro. Mesmo nos traços em que eu depositava a maior esperança...

_Pois eu te provo que todas essas amostras aqui passam com sobra!

E não é que ele voltou lá? trouxe o aderímetro desenvolvido por ele (idêntico ao que eu usei, por sinal) e ensaiou seis amostras que eu escolhi, dentre as que não atingiram a resistência. E TODAS passaram. Eu estava meses atrasado com o projeto de pesquisa, já tinha testado 26 variações de traços de argamassa e o que me traiu foi uma simples serra copo. Ele me mostrou que, devido à haste longa da minha serra, eu estava gerando esforços durante o corte das amostras, que as destruíam antes de serem testadas. Ele simplesmente salvou meu dia, meu mês, meu ano inteiro...

Esse é o resultado quando se reúne experiência, competência, conhecimento técnico, humildade e amor à profissão. O Domingos chega e simplesmente resolve. Meu grande amigo! Eu, do fundo do meu coração, desejo a você toda a sorte, força e serenidade nesse momento difícil. E que você se recupere logo, volte lá no Laboratório (agora ele tá de cara nova, você vai ver) pra tomar nosso café ruim e contar pra gente tuas histórias boas.

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Módulo de Elasticidade: Molas, Britas e Equações

Peço licença aos colegas mais bem informados sobre o tema, para fazer uma analogia que tenho o costume de usar, para explicar em meus treinamentos oque é o Modulo de Elasticidade do Concreto (Ec). Todos se lembram do segundo grau, quando a professora de física desenhava o diagrama abaixo no quadro:

Ela explicava que o valor do deslocamento que a mola sofria, era função da força aplicada (m*a) e do coeficiente de elasticidade da mola (k). Ela provavelmente continuava desenhando um segundo diagrama, onde a massa era a mesma, mas o deslocamento na segunda mola era maior, mostrando que seu coeficiente de elasticidade era menor.

O concreto, assim como as molas, também se deforma sobre a ação de forças, sem que isso necessariamente coincida com a sua ruptura. Assim como as molas, o concreto sofre deformação elástica (deforma-se mantendo a capacidade de retroceder à posição inicial) ou plástica (quando não é mais capaz de reassumir a forma original, sessado o esforço). A diferença mais evidente entre as molas e o concreto é a quantidade de deformação possível. No concreto, os deslocamentos são sub-milimétricos quando o esforço aplicado é axial (na compressão, por exemplo). Em termos percentuais não ultrapassa 0,3% (três por mil), atingindo a ruptura neste limite de deformação.

A deformação é pequena, mas existe. E quando do dimensionamento das estruturas, conhecer esta quantidade física é muito importante. Quem já foi em estádios de futebol em dias de jogos, talvez possa dar um testemunho melhor que o meu, sobretudo se estivermos falando do estádio “Mineirão”, famoso por seu balançar próximo ao desconforto nas arquibancadas. E as deformações nas estruturas de concreto são relacionadas, principalmente, a duas grandezas: O momento de inércia, que é função da geometria da peça concretada e o Módulo de Elasticidade, Ec, que pode simplistamente ser comparado ao coeficiente de elasticidade da mola. Ou seja, o Ec poderia ser o “k” do concreto.

Ora, ainda aproveitando a analogia, é perfeitamente esperado que mesmo que duas molas distintas sejam feitas com a mesma quantidade do mesmo aço, tenham coeficientes k totalmente distintos. Basta que hajam diferênças em seu desenho, espessura do fio, ou no modo como oferece liberdade de movimento. O fato é que se deformarão em quantidades diferentes mesmo que a resistência do material que as compõe seja a mesma. Outra verdade é que existem limites inferiores e superiores para essa elasticidade, de modo que existem molas hipotéticas “moles” demais ou “duras” demais para serem produzidas. Parece que com o concreto acontece a mesma coisa.

No primeiro caso, está se tornando um consenso que concretos de mesmo fc (resistência à compressão) podem ter diferentes valores de Ec. Essas diferenças podem ter origens diversas. O Mestre Esdras de França, certa vez investigou como diversas origens mineralógicas usadas como agregados no concreto afetam o Ec. Eu mesmo pude estudar o que acontece quando variamos a granulometria dos agregados e a proporção entre agregados miúdos e graúdos. O que eu vi é que estas variações afetam mais o Ec que o fc. E acredito existirem ainda outras influências como a qualidade da zona de transição, o uso de aditivos plastificantes baseados em dispersão, relação entre a quantidade de pasta e o índice de vazios do esqueleto granular do traço, a adição de materiais pozolanicos e outros parâmetros que afetam também a resistência à compressão. Porem eu acredito que a relação entre tais fatores e o Ec, é bastante diferente.

No segundo caso, a cada dia que passa, eu estou mais convencido de que existem assíntotas inferior e superior para a função que relaciona o fc e o Ec. Analisando a equação proposta pelo Hugo Monteiro, e o trabalho do meu amigo Silvio, posso ver que não importa quão fraco seja um concreto à compressão, ele parece não apresentar um Ec inferior a um dado limite. E não importa quanto se reduza o fator água / cimento em busca de um fc cada vez maior, porque o Ec não vai subir proporcionalmente. A partir de um determinado limite, cada GPa que se eleva no Ec, significa uma demanda maior de Mpa do fc, até que não se consegue subir mais o Ec. Vez ou outra me deparei com traços de concreto que ultrapassaram essas duas linhas psicológicas que vou traçar agora, mas parece que na maioria das vezes o concreto tende a ter um Ec não menor que 20 GPa e não muito maior que 35 GPa (aproximadamente). São valores ainda muito arbitrários, careço enormemente estudar mais o tema, testar muito mais para obter a repetibilidade necessária. Mas se eu fosse propor uma função para relacionar as duas grandezas, (fc e Ec) tenho a impressão que seria como o segmento de uma senóide, em forma de “S”, com limites tendendo a 20 e 35 GPa em duas paralelas às abcissas.

Entretanto, a equação que é proposta pela norma brasileira ainda determina uma relação linear e direta entre fc e Ec, apesar da recente revisão. Mesmo incluindo a recomendação de que a equação apresentada deve ser usada na ausência de experiências de laboratório isso pode muito bem significar que eu estou completamente enganado em tudo que foi dito acima e basta elevar o fck do concreto para se obter valores de Módulo de Elasticidade proporcionalmente maiores. Se assim for, eu estou em uma espécie de enrascada, porque parece que não estou conseguindo. E tenho notícias de outros colegas que também não conseguem obter relações lineares. Então, têm acontecido coisas bastante graves:

1.       Os projetistas determinam o uso de concretos de elevada resistência à compressão, com fck da ordem de 35 a 50 Mpa, com a exigência de se obter valores igualmente elevados de Módulo de Elasticidade, entre 33 e 40 GPa, aparentemente muito difíceis de se atingir;

2.       O comprador omite a especificação de Ec do projeto, na hora de solicitar o concreto, por esquecimento ou por acreditar ser uma simples consequência do fck;

3.       À medida que mudam as conduções de contorno da obra, a concreteira altera o slump, o tamanho de brita e o teor de argamassa do traço de concreto. Faz isso para conseguir bombear cada vez mais alto, mais longe ou em locais menos acessíveis. E faz sem a devida reavaliação do Módulo de Elasticidade;

4.       Durante a negociação, a concreteira oferece à construtora o fck solicitado, considerando que o Ec será atingido, conforme preconizado na norma, sem verificar se está realmente acontecendo.

Então, cabe a todos nós fazermos nossos deveres de casa. O projetista deve se inteirar sobre os limites máximos de Ec que as concreteiras estão obtendo, para não contar com comportamento inatingível pelo material. Nós, concreteiros, precisamos conhecer bem o funcionamento do nosso concreto e tratar como uma responsabilidade adicional e não complementar ao fck. E os construtores precisam entender que nem todo concreto que atende ao fck atende também ao Ec.

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