ENGENHARIA CIVIL INTEGRADA

Concreto e suas aplicações.

Anderson José da Silva Souza RA: A49477-4 Douglas Lara Afonso RA: A521HJ-0 Fabricio Kloss Raniel RA: A39HAD-3 João Vitor Ferro Bonfim RA: A399IF-3 Rubens Dias Sanchez RA: A39415-0

Araçatuba

2014

Concreto Convencional

É um concreto muito utilizado no dia a dia da construção civil, que não apresenta características especiais para aplicação em obra, que pode ser fabricado tanto “in loco” ou nas usinas de concreto.

Seu Slump Test (valor numérico que caracteriza a consistência do concreto) varia em torno de 40 mm a 70 mm, podendo ser aplicado na execução de quase todos os tipos de estruturas, com os devidos cuidados quanto ao seu adensamento. Na obra, o caminhão pode descarregar diretamente nas fôrmas, ou pode ser transportado por meio de carrinhos de mão, gruas ou elevadores, porém não pode ser bombeado. Mesmo sendo um concreto simples, requer como qualquer outro um estudo prévio de seus componentes para a determinação do traço mais econômico, desde sua elaboração, execução e controle tecnológico da estrutura. Quando utilizado torna-se necessário o uso de um vibrador de imersão para que o concreto seja adensado, com intuito de retirar os vãos existentes entre os agregados e o aglomerante do concreto, garantindo assim um melhor preenchimento da mistura.

Concreto Bombeável

É um tipo de concreto muito utilizado na construção civil devido sua boa trabalhabilidade e facilidade de bombeamento através de tubos rígidos ou mangueiras flexíveis que permitem que o concreto seja descarregado diretamente ou próximo aos pontos onde deve ser aplicado.

Por esse fato seu Slump ou Abatimento deve ser maior que 70mm, sendo o mais recomendável valores entre 80 e 100 mm para que seu deslocamento pelo interior da tubulação não atinja valores incompatíveis com a capacidade do equipamento.

Apesar de ter incorporado em sua pasta maior quantidade de água comparado ao concreto convencional, o concreto é considerado bombeável quando seus componentes não separam por segregação.

Observações

O concreto bombeável deve ter argamassa suficiente e consumo mínimo de cimento de 270 kg/m³, para lubrificação interna dos tubos facilitando assim seu deslocamento ao ser bombeado.

Recomenda-se utilizar britas com diâmetro diferenciado de acordo com a necessidade de uso em obra, seguindo os valores da tabela abaixo.

Observação: Para escolha do concreto mais adequado, deve-se considerar a taxa de armadura da estrutura considerando-se as britas a serem utilizadas.

Concretos Especiais

Concreto Auto-adensável

Podemos definir como um concreto que possui alta fluidez, coesão e resistência a segregação. O CAA não pode depender de nenhum tipo de ajuda externa para cumprir seu papel como a utilização de vibradores, réguas vibratórias ou qualquer outra forma de compactação, pois esse tipo de concreto deve contar apenas com seu peso próprio, ou seja a ação da gravidade em sua massa.

O CAA tem como característica principal o alto slump de serviço de 160mm a 230mm o que garante a esse tipo de concreto a alta trabalhabilidade e fácil aplicação. Outra característica desse material é que em sua composição pode ser previsto o uso de aditivos super plastificantes com intuito de reduzir a quantidade de água de amassamento.

Um dos fatores importantes que deve ser considerado é a dosagem, pois o aumento significativo da água em sua composição, requer cuidados contra segregação além da perda de resistência, por esse fato recomenda-se a cada traço desenvolvido, ensaiar em laboratório previamente seu uso, para comparação de resultados da resistência que deseja-se obter.

Benefícios

Acelera o processo construtivo, pois seu lançamento é rápido e dispensa adensamento.

Economia com mão-de-obra, pois elimina utilização de equipamentos vibradores, consequentemente menor quantidade de funcionários para espalhamento e nivelamento do concreto;

Maior vida útil do concreto devido suas características de adensamento próprio, que reduz a quantidade de falhas de concretagem e grandes vazios resultante da má vibração;

Melhora o acabamento final da superfície; Maior facilidade para preenchimento de fôrmas curvas, esbeltas, com

altas taxas de armadura e de difícil acesso; Permite concretagens em peças de seções reduzidas; Maior rapidez de aplicação em obra;

Utilização

Quanto a sua utilização o CAA possui grande versatilidade podendo ser empregado em peças com alta taxa de armadura, elementos estruturais, pavimentos, lajes, tubulões, fundações do tipo hélice contínua, blocos, vigas de transição, paredes, etc.

Viabilidade Econômica do CAA

Com base nos estudos de algumas literaturas, o CAA mostrou-se eficiente quanto sua aplicação e utilização em obras de pequeno e grande porte. Sua utilização pode representar uma redução direta no custo final da obra por apresentar um custo global (insumos mais mão de obra) menor que o concreto convencional, além de uma série de vantagens como eliminação de reparos na estrutura, aumento de velocidade de concretagem, redução de ruído, redução na quantidade de funcionários para aplicação, entre outras.

Aplicação “in loco” do Concreto Auto Adensável.

Concreto Leve Estrutural

Definição:

É um material de construção civil composto por agregados leves, muito utilizado em

diversas aplicações na engenharia como em edificações, pontes e plataformas

marítimas.

Apesar de relatos históricos sobre o uso desse material a 1100 a.C, o concreto leve

estrutural torna-se cada vez mais importante no cenário mundial por muitas

características no que refere-se a ganho de produtividade (tempo), economia e

sustentabilidade, ou seja é um material milenar e ainda assim é um produto

contemporâneo que atende as necessidades da obra no que diz respeito a qualidade.

A utilização desse material é atribuída principalmente aos benefícios que ele pode

promover se utilizado, como as seguintes características:

Diminuição da massa específica do concreto;

Redução de esforços na estrutura das edificações;

Economia com formas e cimbramento;

Diminuição dos custos com transporte de construções pré – fabricadas;

Capacidade elevada de isolamento térmico e acústico;

Além de todos os benefícios citados acima, a substituição dos agregados

convencionais por agregados leves influenciam diretamente em outras importantes

propriedades do concreto como a trabalhabilidade, resistência mecânica, módulo de

deformação, durabilidade, estabilidade dimensional, condutividade térmica, resistência

em altas temperaturas e espessura da zona de transição entre o agregado e a pasta

de cimento.

Especificações

Os concretos Leves diferem-se dos concretos convencionais devido a substituição de

parte dos materiais sólidos por ar. Podem ser classificados em concreto com

agregados leves, concreto celular e concreto sem finos.

a)Com agregados leves b) celular c) sem finos

Enquanto os concretos normais têm sua densidade variando entre 2300 e 2500 kg/m³,

os leves estão abaixo de 2000 kg/m³. Os produzidos com agregados leves utiliza-se

como agregado o isopor, vermiculita e argila expandida. Sua aplicação está voltada

para procurar atender exigências específicas de algumas obras e também para

enchimento de lajes, fabricação de blocos, regularização de superfícies,

envelopamento de tubulações, entre outras.

Sua resistência a compressão aos 28 dias varia de acordo com a massa especifica

aparente do concreto leve, como na tabela abaixo.

Valores correspondentes de resistência à compressão e massa específica para

concreto leve estrutural. Fonte NM 35,1995.

Outros parâmetros também podem ser utilizados para classificar o concreto leve

estrutural, como o Fator de Eficiência (FE), que relaciona o valor de resistência à

compressão e de massa específica do concreto.

Com o aprimoramento da tecnologia dos concretos e com o desenvolvimento de novos

materiais componentes, como os aditivos redutores de água e as adições pozolânicas,

tornou-se mais fácil a obtenção de concretos com alta resistência mecânica e elevada

durabilidade, inclusive aos concretos leves que no início dos anos 90, Zhang e Gjorv

conseguiram superar a barreira dos 100 Mpa de resistência à compressão ( aos 28

dias) para concretos com agregados leves (argila expandida), com massa específica

em torno de 1750 kg/m³ e consumo de cimento de 550 kg/m³.

Concreto Leve Estrutural no Brasil

A utilização desse material iniciou - se no Brasil na década de 60 com o objetivo de produzir unidades habitacionais pré – fabricadas garantindo que seus elementos fossem manejados e transportados com maior facilidade, devido ao menor peso próprio. A empresa responsável pela implantação do sistema no país foi a Cinasa, que utilizou o concreto leve com argila expandida na produção das unidades habitacionais assim como na execução de elementos estruturais pré- fabricados de seções de variados formatos ( I,Y, U, T e TT), que se tornaram o principal produto da empresa.

Durabilidade Apesar do concreto leve ser composto por agregados leves, porosos, de baixa densidade, logo definimos que sua permeabilidade a fluidos é maior e consequentemente o concreto fica vulnerável aos agentes agressivos diminuindo sua resistência. Porém essa tese não pode tornar-se um fato, pois diversos estudos de pesquisadores como (Holm; Bremmer, 1994; EuroLightCon, 1998; Chandra; Bernisson,2002) através de inúmeros estudos para avaliação da durabilidade do concreto, chegaram a seguinte conclusão que para a avaliação da durabilidade deve-se verificar se a porosidade do material é constituída por poros conectados ou não, pois o um material pode ser poroso e no entanto ser estanque como na figura abaixo.

Representação esquemática da relação entre porosidade e permeabilidade. Fonte: EuroLightCon,1998.

Assim fica evidente que materiais porosos não são necessariamente mais permeáveis, mais suscetíveis a agentes agressores que vão influenciar diretamente na menor durabilidade do concreto, pois com base nos estudos já citados, e na representação esquemática acima, fica claro que o material pode não ser poroso e ser altamente permeável. Outro fator importante é que estudos comparativos entre os concretos com agregados leves apresentam valores de permeabilidade aos fluidos iguais ou inferiores aos observados para os concretos convencionais devido as seguintes fatores:

Menor quantidade de água/aglomerante dos concretos leves comparado aos concretos convencionais para obtenção da mesma resistência.

Diminuição das fissuras internas do concreto pela redução da diferença entre os valores dos módulos de deformação do agregado e da pasta de cimento;

Melhoria da qualidade da zona de transição pasta- agregado;

TRABALHABILIDADE DOS CONCRETOS

A trabalhabilidade pode ser definida como o conjunto de características ideais

para determinado uso do concreto, ou seja, se o concreto consegue vencer as

armaduras e ocupar os espaços que fora destinado numa determinada condição de

transporte, lançamento e adensamento diz-se que o concreto é trabalhável.Portanto, é

importante que se diferencie trabalhabilidade de consistência, pois um concreto com

uma mesma consistência pode ser trabalhável para um certo espaçamento de

armadura e não ser para outro menos espaçado. (BAUER, 2000)

Assim sendo, podemos dizer que a consistência é a principal característica a

ser estudada para uma determinada trabalhabilidade, pois a mesma “[..] traduz

propriedades intrínsecas da mistura fresca relacionadas com a mobilidade da massa e

a coesão entre os elementos componentes [...]” (BAUER,2000) para um concreto

uniforme e compacto.

Segundo Sobral em Bauer(2000), para se conseguir uma compactação que

assegure a máxima densidade possível e um consequente baixo índice de vazios para

um determinado adensamento, é necessário um concreto trabalhável.

Estudos mostram que a presença de vazios proveniente da água não

combinada ou do excesso de água que após evaporar deixam poros no concreto

reduz consideravelmente sua resistência, por exemplo, 5% de vazios podem reduzi-la

em cerca de 30%, e apenas 2% representam queda de mais de 10%. (Sobral E.S. em

L.A. Falcão Bauer (2000)

FATORES QUE AFETAM A TRABALHABILIDADE

Consistência. Sobral E.S. em Bauer (2000) diz que a “constistência é o mais

importante dos fatores que influem na trabalhabilidade”.

Tipos de Mistura, Transporte, Lançamento e Adensamento do Concreto.

Segundo Sobral E.S. em Bauer (2000) a trabalhabilidade deverá ser adequada

para cada tipo de mistura, transporte, lançamento e adensamento do concreto

para que haja a devida compactação e que não haja segregação do concreto

Ao produzir concreto é necessário que o mesmo seja homogêneo, e o tipo de

betoneira e o tempo de mistura determinam tal homogeneidade

Se o concreto for bombeado, a mistura não deve ser nem muito seca nem

muito úmida, ou seja, a consistência assume um valor crítico. É possível haver uma

pressão nas paredes dos tubos caso o teor água/mistura for menor do que o teor

ideal. “Quando o teor de água/mistura seca é apropriado, o atrito desenvolve-se

apenas nas paredes dos tubos, através de uma camada muito fina de argamassa, que

funciona como lubrificante”(BAUER,2000). Se o valor for mais alto que o crítico, há

segregação do concreto. Sobral E.S. em Bauer,2000 ainda diz que é necessário um

suficiente teor de materiais finos, pois estes funcionam como lubrificante nas paredes

dos tubos.

Dimensões de Peças a Moldar e Afastamento das Armaduras.

Esses fatores influenciam indiretamente, pois o diâmetro máximo do

agregado a usar é função de tais parâmetros. O item 87 da NB-1,

Norma Brasileira para cálculo e execução de obras do concreto

armado, estabelece que seja o diâmetro máximo do agregado

inferior a ¼ da menor dimensão da peça a ser moldada. (Sobral E.S.

em Bauer,2000)

ESTUDO DA CONSISTÊNCIA

Compacidade e Mobilidade. A consistência é a capacidade de um concreto

escoar (Sobral E.S. em Bauer,2000 apud ACI). Ritchie diz que a consistência

depende da compacidade e mobilidade.

A compacidade, segundo Glenville apud Bauer (2000) é “[...] a

quantidade de trabalho interno necessária à completa compatação[...]”. A

mobilidade depende do ângulo de atrito interno, coesão e viscosidade

Segregação.

Quando se fala em trabalhabilidade, é essencial que se fale em segregação, ou

como evitar a segregação. Sobral E.S. em Bauer (2000) define segregação como a

separação dos constituintes da mistura, o que impede a obtenção de uma mistura

uniforme, e cita a principal causa primária, que é a diferença do tamanho dos grãos do

agregado além dos cuidados que se deve ter para evitar a segregação, como a

escolha conveniente da granulometria e cuidado nas operações que culminam o

adensamento.

Quando os grãos maiores se separam dos demais a causa provável é concreto

pobre e seco, com a adição de água, pode haver melhoria da coesão, porém, se o

concreto se tornar muito úmido há a segregação pela separação da pasta. (Sobral

E.S. em Bauer, 2000)

Exsudação.

Na exsudação os agregados não conseguem fixar toda a água presente da

mistura e o excesso sobe para a superfície, o que caracteriza uma forma particular de

segregação. Caso não haja a evaporação da água da superficie a consequência pode

ser um concreto frágil e poroso. (Sobral E.S. em Bauer,2000)

FATORES QUE AFETAM A CONSISTÊNCIA

Teor de Água/Mistura Seca. Através desse teor, podemos verificar a influência

indireta do fator água/cimento. Há influência do teor água/mistura seca na

consistência, e é expresso em porcentagem do peso da água em relação ao peso da

mistura seca.(Sobral E.S. em Bauer,2000)

Granulometria e Forma do Grão do Agregado. Sabe-se que os agregados de forma

acicular, laminar e angular são responsáveis por vazios na mistura, assim sendo, é

preferível agregado de forma arredondada, pois possibilitam mais plasticidade à

mistura. Quanto à granulometria, é preferível agregados de menor superfície

específica, pois estes, segundo Ernanio Sávio Sobral, dão mais plasticidade ao

concreto. (Sobral E.S. em Bauer,2000)

Os fatores teor de água/mistura seca e granulometria do agregado devem ser

considerados em conjunto, pois GLANVILLE apud BAUER(2000), observou que ao

aumentar o fator água/cimento e a relação pedra/areia, houve uma maior plasticidade

na mistura.(Sobral E.S. em Bauer,2000)

AGREGADO

Segundo Alexandre Serpa Albuquerque em Bauer (2000) agregado é um

material em forma de partícula, sendo tais partículas de diversos tamanhos, de

atividade química praticamente nula, além da incoesividade.

Figura 7 – Agregado Pedra britada1

CLASSIFICAÇÃO

Alexandre Serpa Albuquerque em Bauer(2000) diz que os agregados podem

ser classificados quanto à origem (naturais ou industrializados), à dimensão (graúdo e

miúdo), ao peso específico aparente (leves, médios e pesados).

PROPRIEDADES FÍSICAS

Massa Específica É a massa dividida pelo volume ocupado pela mesma, sua

determinação é feita de acordo com a NBR9976 para agregados miúdos e NBR9937

para agregados graúdos. O processo de determinação da massa específica absoluta

para agregado graúdo consiste nas seguintes etapas:

Secar a amostra em estufa até que seu peso não apresente valores

diferentes de 0,1% entre duas medições consecutivas, medidas não menos

de duas horas.

Colocar a amostra num recipiente e então determinar a massa A.

Então, esparramar os agregados numa bandeja recoberta de água para

que os grãos absorvam umidade.

Após 48horas, escorrer a amostra e enxugar os grãos maiores com um

pano.

Moldar a amostra em uma fôrma tronco-cônica, se ao retirar a fôrma, a

amostra tive um teor de umidade apenas suficiente para manter se intacta,

dizemos que ela está no estado saturado superfície seca.

Colocar a amostra na condição de saturada superfície seca, pesa-la.

(massa B)

Mergulhar o recipiente em água e pesar (peso C)

O peso C é determinado subtraindo o empuxo da água deslocada do peso dos

grãos, ou seja, C tem o mesmo valor número do volume. Alexandre Serpa

Albuquerque em Bauer (2000) diz que as massas específicas “nas condições seca,

e na condição saturado superfície seca” (ALBUQUERQUE, A.S. em . Bauer,2000)

podem ser determinados, respectivamente por:

a) )( CB

A

b) )( CB

B

(ALBUQUERQUE, A.S. em . Bauer,2000).

Massa Específica Aparente. Alexandre Serpa Albuquerque (Bauer,2000) diz que a

massa específica aparente também pode ser chamada de massa unitária ou massa

barimétrica. É a massa do agregado dividida pelo volume, porém, depende do grau de

compacidade e adensamento, ou seja, é a massa específica absoluta levando em

consideração as duas propriedades citadas. Para determinação da massa específica

aparente de agregado graúdo, segundo a NBR 7521 são necessários os seguintes

passos:

Preencher um recipiente de dimensões conhecidas com o agregado, até as

bordas e deixe-o cair de uma altura não superior a 10cm, assim “[...] o

agregado adquire a compacidade denominada de estado

solto”(ALBUQUERQUE,A.S. In BAUER, 2000).

Pesar o recipiente vazio, e em seguida cheio com o agregado, a diferença

dos pois pesos dividido pelo volume do recipiente é a massa específica

aparente.

Obs: Para determinação da massa aparente de agregado miúdo é necessário levar

em conta a umidade, visto que, a massa específica aparente varia com o teor de

umidade.

Porosidade.

Segundo Alexandre Serpa Albuquerque (Bauer,2000) o espaço que fica entre

um agregado e outro é denominado “vazios” e pode ser obtido pela divisão entre a

quantidade de vazios de um agregado e o volume total do recipiente

(agregado+vazios).

Compacidade.

Pode-ser dizer que a compacidade é a divisão entre a massa específica

aparente e a massa específica absoluta, de acordo com Alexandre Serpa Albuquerque

(Bauer,2000).

Índice de Vazios. É o resultado da divisão entre o volume total de vazios e o volume

do agregado.

Granulometria. Ao passar por uma peneira e ficar retido em outra, denominando a

dimensão menor de a e a maior de b, dizemos que um agregado que fica retido na

peneira a e passa na peneira b é denominado agregado a/b, assim sendo, fica

conhecido a graduação do agregado.Porém, Alexandre Serpa Albuquerque diz que o

conhecimento da graduação do agregado não é suficiente para o caracterizar, sendo

necessário “[..]conhecer quais são as parcelas constituídas de grãos de cada

diâmetro, expressas em função da massa total do agregado”(ALBUQUERQUE,A.S. In

BAUER, 2000).

Finura. Alexandre Serpa Albuquerque define “agregado de maior finura” aquele que

possui maior quantidade de grãos com diâmetros menores que um outro agregado,

indentificados após um ensaio granulométrico ”(ALBUQUERQUE,A.S. In . BAUER,

2000).

Módulo de Finura. “Se num ensaio de distribuição granulométrica somam-se as

porcentagens retidas até cada peneira da série normal e divide o resultado por 100,

dá-se à grandeza assim obtida o nome de módulo de finura do agregado”

(ALBUQUERQUE,A.S. In .BAUER, 2000).

Superfície Específica. Para ilustrar o conceito de superfície específica, imagina-se

uma grande esfera com uma determinada massa e uma determinada superfície

específica, agora, divida essa grande esfera em 10 esferas menores, com a mesma

massa, essas 10 esferas terão superfície específica bem maior, e fazendo uma

analogia da esfera com agregado para concreto, conclui-se que quanto maior a

superfície específica maior o fator a/c. (ALBUQUERQUE,A.S. In .BAUER, 2000).

Teor de Umidade. A massa de água que o agregado absorve dividida pela massa do

agregado seco é denominado teor de umidade, para a determinação do mesmo, é

necessário:

pesar o agregado num período não maior que duas horas,até que a

diferença entre duas pesagens não seja maior que 0,1%

Subtrair o peso da amostra úmida e seca, “[...]expressa em porcentagem do

peso da amostra seca, é o teor de umidade do agregado”

(ALBUQUERQUE,A.S. In .BAUER, 2000).

POLITICA NACIONAL DOS RESIDUOS SÓLIDOS

No ano passado, o Brasil aprovou após duas décadas de discussões a Política

Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS). Essa política procura organizar a forma como o

país trata o lixo, incentivando a reciclagem e a sustentabilidade. Com a aprovação da

política, foi elaborado o Plano Nacional de Resíduos Sólidos, cujo texto passou por um

processo de consulta pública. A socióloga Elisabetth Grinberg, coordenadora-executiva do

Instituto Pólis, participou das audiências que resultaram na redação final do plano. Beth

destaca que ele foi construído em um processo participativo, recebendo sugestões de

todos os setores envolvidos. A última audiência, em Brasília, definiu o texto final que vai

entrar em vigor no próximo ano.

São três os principais pontos da política:

- fechamento de lixões até 2014: até 2014 não devem mais existir lixões a céu aberto no

Brasil. No lugar deles, devem ser criados aterros controlados ou aterros sanitários. Os

aterros têm preparo no solo para evitar a contaminação de lençol freático, captam o

chorume que resulta da degradação do lixo e contam com a queima do metano para gerar

energia;

- só rejeitos poderão ser encaminhados aos aterros sanitários: Os rejeitos são aquela

parte do lixo que não tem como ser reciclado. Apenas 10% dos resíduos sólidos são

rejeitos. A maioria é orgânica, que em compostagens pode ser reaproveitada e

transformada em adubo, e reciclável, que deve ser devidamente separada para a coleta

seletiva;

- elaboração de planos de resíduos sólidos nos municípios: os planos municipais

serão elaborados para ajudar prefeitos e cidadãos a descartar de forma correta o lixo.

Outro importante avanço da política é a chamada "logística reversa". Na prática, a logística

reversa diz que uma vez descartadas as embalagens são de responsabilidade dos

fabricantes, que devem criar um sistema para reciclar o produto. Por exemplo, uma

empresa de refrigerante terá que criar um sistema para recolher as garrafas e latas de

alumínio e destiná-las para a reciclagem.

Para Beth, a implementação da logística reversa é totalmente viável, como mostram

exemplos de cidades europeias e inclusive de algumas cidades brasileiras. "A logística

reversa é viável. Um exemplo disso são os países europeus, que encontraram soluções

compatíveis com a realidade deles." Segundo Beth, uma das diferenças é que no Brasil se

pensou uma forma de integrar os catadores e as cooperativas no plano, buscando

recolocação profissional.

Apesar de todos os pontos positivos do plano, Beth encontra uma falha. Em um dos

artigos, a política cria uma brecha para a instalação de tecnologia de incineração do lixo.

Segundo a pesquisadora, é uma falha porque os incineradores não são economicamente

viáveis para pequenos municípios e queimam um resíduo, que poderia estar sendo

devidamente reciclado, poluindo o ar.