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Doutor em engenharia civ il pela Poli-USP e gerente de tecnologia de mater iais da Denver Global � ��������� ������� ���������! "��# � $ %&��

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Engenheiro civ il, MBA pela FI A-USP e gerente geral da Denver Global 7�8:9 ��� # ;<��# =>���?����� $ %&�� @$ A�= B���C��,>D2�EBGF�H�I35� / 6(�/ ,.�

Engenheiro quím ico, pós-graduando em engenharia de mater iais da UMC e pesquisador da Denver Global � ��A���=>���KJ�=L# ���"M�����;<�N=>O�� ��A���� $ %&�� @$ A�=

Uma das pr imeiras publicações brasileiras sobre grautes (Helene, Figueiredo e Oliveira, 1989) data de 1989. Desde então, o assunto tem sido pouco abordado por especialistas. As pr incipais referências sobre esse tema estão disponíveis apenas no conteúdo de cursos e t reinamentos associados ao t rabalho de divulgação técnica de alguns fabr icantes de produtos para construção. O objet ivo deste art igo é apresentar maiores informações sobre os grautes de base m ineral, abrangendo as definições, usos, mater iais, propr iedades, característ icas, modos e vantagens do emprego em obras novas de engenharia e de const rução civ il, em montagens indust r iais e em trabalhos especia- lizados de recuperação est rutural.

3QP ���@+*��RS- ,.���D2�(T Na literatura técnica em inglês ut iliza-se o termo grout para definir uma argamassa ou um m icroconcreto fluido, ut ilizado para o preenchimento de um vazio. No Brasil, os engenheiros e o mercado da const rução reconhecem diferenças muito claras ent re qualquer argamassa ou m icroconcreto fluido e um graute. Para que uma argamassa ou concreto seja considerada um graute é necessár io que: • Apresente consistência fluida, dis-pensan-do o adensamento • At inja altas resistências iniciais e finais • Apresente expansão controlada Outras propr iedades part iculares de um determ inado graute podem ser necessár ias em função de cada t ipo de aplicação. U ����D2��-���V

De forma resum ida, podem ser enumeradas algumas vantagens de um graute, em relação a um concreto comum modificado com adit ivo superplast if icante (concreto fluido) :

• Maior facilidade para preencher vazios e cavidades com elevada concentração de armaduras, sem deixar vazios ou bolsões de ar • Menores prazos de execução • Maior proteção contra a corrosão, devido à baixa permeabilidade, destacando-se que, em geral, nas seções de reparo ou reforço est rutural são ut ilizados cobr imentos menores • Expectat iva de uma melhor qualidade nos t rabalhos e conseqüente alto desempenho dos elementos grauteados, sob severas condições de serviço WYX � / Z���[�\(��V

Os grautes são mater iais dest inados ao preenchimento de vazios confinados ou sem iconfinados em locais de difícil acesso, seja por se t ratarem de cavidades muito estreitas ou locais com elevada densidade de obstáculos tais como armaduras, tubulações, ent re out ros. A fluidez do graute perm ite que haja um preenchimento total da seção, sem a necessidade de aden-samento. A alta resistência inicial perm ite a rápida liberação das fôrmas e da est rutura grauteada, possibilitando maior agilidade no processo de fixação de equipamentos, e rápida colocação da est rutura

reparada ou reforçada em carga. A elevada resistência final e a apresentação de módulo de deformação compat ível com o do concreto garantem o bom desempenho frente a esforços elevados, mesmo para reforço de concretos de alta resistência. A expansão controlada ou, conforme o produto, a simples compensação da ret ração, garante a estabilidade volu-mé- t r ica e impede a existência de vazios, propiciando perfeita aderência e compacidade. Os dois campos pr incipais de ut ilização dos grautes são as obras novas e as de recuperação est rutural. Os grautes para reparo são, em geral, denom inados argamassas ou m icro-concretos fluidos ou simplesmente grautes de reparo.

/ X ��V�H�I- ,.���D2�@�*����R4���Z�� ����,.� � A classificação dos grautes pode ser feita pelo t ipo de aglomerante: • Grautes de base m ineral, ou grautes à base de cimento ou, ainda, grautes m inerais • Grautes de base orgânica, ou grautes à base de resina ou, ainda, grautes poliméricos Os grautes de base orgânica são mater iais de característ icas e usos mais específicos, recomendados para situações especiais em que se exige alta aderência e resistência a cargas cíclicas e dinâm icas, pois não sofrem o efeito de fadiga comum aos grautes à base de cimento. Os grautes de base m ineral podem ser classificados pelo tamanho do agregado:

• Grautes injetáveis – agregado muito fino: part ículas menores que 75 m ícron m • Grautes de argamassa – agregado m iúdo: máxima característ ica menor ou igual a 4,8 mm • Grautes de m icroconcreto – pedr isco ou br ita 0: dimensão máxima característ ica menor ou igual a 9,5 mm • Grautes de concreto – com adição de até 30% de br ita 1: dimensão máxima característ ica menor ou igual a 19 mm Os grautes de base m ineral recebem uma classificação de acordo com a ut ilização preponderante. Assim , encontram-se no mercado denom inações do t ipo: de uso geral, de const rução, de uso indust r ial, para injeção, de reparo, de uso submerso, para altas temperaturas, ent re out ras. Alguns fabr icantes ainda sugerem pequenas var iações à classificação descr ita para ressaltar alguma característ ica part icular de um determ inado produto ou, ainda, a adição de algum elemento part icular. Os autores entendem que há necessidade de se normalizar e de se estabelecer uma classificação adequada para uniform izar a ut ilização dos grautes, melhorando o nível de compreensão e de domínio do tema. Propõe-se, na tabela 1, relacionar os pr incipais produtos à base de cimento que têm sido ofertados pelos fabr icantes nacionais e as característ icas que o mercado deverá exigir como requisitos de desempenho de cada t ipo de mater ial.

* Entenda-se por desvio-padrão, o desvio-padrão da produção, determ inado em ensaios

de controle de processo. * * Entenda-se por resultado, a média da

amostra de, no m ínimo, t rês corpos-de-prova ou o valor maior da amostra de dois corpos-de-prova. Cada resultado corresponde a um

lote.

]�^��Z���[�_�� Não basta fazer a escolha correta e conhecer as part icular idades do graute em questão para garant ir o uso eficiente do mater ial. É necessár io seguir uma metodologia de trabalho que começa com um bom planejamento dos serviços e concluir com os procedimentos de cura adequados. '�� ������`.��R4���D2�4H�(VaV��,>6�/ [��(V

• Calcula-se a quant idade de mater ial a ser usado, considerando um acréscimo da ordem de 10% para compensar as perdas • Reserva-se os equipamentos para m istura e lançamento, reúne-se a mão-de-obra t reinada e os equipamentos de segurança individual • O grauteamento deverá ocorrer em horár ios com menor temperatura ambiente ]�Db� X �@H� X ,.� X ��,.��[�_��*H�4V��C�VND:,L��Db�

• Apicoar a superfície removendo-se a nata de cimento superficial, elim inar o mater ial solto ou compromet ido – contam inação, corrosão de armaduras, f issuras ou som cavo – e deixar a superfície rugosa para aumentar a aderência • Lavar a superfície com jato de água limpa para ret irar part ículas soltas, pó, graxa, impregnação de óleo e restos de pintura • Caso a contam inação por óleos ou graxas seja extensa, efetuar a limpeza com desengraxantes adequados ou por out ro processo que assegure a total remoção • As superfícies metálicas deverão receber jateamento de areia para elim inar pinturas anter iores, produtos de corrosão e contam inações ]�Db� X �@H�c� ����[��R4���D2�

d ����� ��O��� eM�� 8f9!g =L "� 8 • O sistema de fôrmas a ser empregado deverá ser totalmente estanque • A superfície não confinada deverá ser m ínima • As fôrmas deverão apresentar cachimbo – funil alimentador – para facilitar o lançamento do graute e o total preenchimento do vão. O cachimbo deverá ter uma altura m ínima de 15 cm para manter uma pressão hidrostát ica adequada • Na parte infer ior da fôrma recomenda-se deixar pelo menos um furo para a drenagem da água de saturação, ou do teste de estanqueidade. Esse furo deverá ser tamponado antes do lançamento )���D:��,L��[�_��4H�*V���C�VND:,L��Db�

• Antes do lançamento, o subst rato deverá estar, porém, com a superfície seca. Para tal, recomenda-se preencher as fôrmas com água limpa, pouco tempo antes do lançamento • I mediatamente antes do lançamento, a água deverá ser drenada das fôrmas • Se necessár io, aplicar jato de ar sobre o subst rato, para remover os empo-çamentos h / VND&��,.�

• Recomenda-se usar m isturador de ação forçada, ou uma hélice de m istura apropr iada acoplada a uma furadeira de baixa rotação (450/ 500 rpm) • Misturar por três a cinco m inutos, até constatar a uniformidade e a homogeneidade do mater ial. Em últ imo caso, para obras de menor porte, m isturar ma--nu-al-mente pelo menos durante cinco m inutos • Colocar pr imeiro no m isturador a quant idade de água de amassamento recomendada pelo fabr icante. Com o m isturador em movimento, adicionar lentamente o pó ������[N��R4���D2�

• O grauteamento deverá ocorrer de maneira cont ínua e ininterrupta, vertendo o mater ial pelo funil alimen-tador • Para o grauteamento de bases de equipamentos verter o graute apenas por um lado. Encher o cachimbo devagar e cont inuamente perm it indo a saída gradat iva do ar eventualmente preso embaixo da placa da base do equipamento

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• Realizar a desforma após 24 horas e, em seguida, iniciar a cura úm ida durante no m ínimo três dias, ou aplicar membrana de cura • A cura úm ida poderá ser realizada por aspersão de água de tempos em tempos, mantendo a superfície constantemente úm ida • A molhagem da superfície deverá ser realizada com maior freqüência nas horas de calor mais intenso • Deve ser evitada a incidência direta do sol e de ventos fortes ut ilizando-se mantas ou anteparos apropr iados W Z���C��R4���D2�

• Nessa etapa deverão ser elim inados os cachimbos e os excessos de mater ial que eventualmente possam ter vazado pelas fôrmas

• Deve ser ut ilizada uma argamassa polimérica de reparo ou ainda preparada uma argamassa de estucamento para o acabamento e regular ização da superfície

q ,.����D2�?rL��C,2/ Z���H�*�RS��C,.� � Os grautes indust r ializados possuem especificação das característ icas e propr iedades, com uma var iabilidade bem conhecida pelos fabr icantes e, em geral, testada em obras. Essa é uma vantagem considerável na hora da escolha. É possível, porém, fabr icar grautes em obra, o que só se just if ica

do ponto de vista econôm ico, para grandes volumes com constância dos mater iais e quando há tempo hábil para o estudo e ajuste do traço. De qualquer forma, não se pode esperar de um graute fabr icado em obra a mesma uniform idade e o desempenho esperados de um graute indust r ializado, que agrega sempre alguns estágios tecnológicos acima dos grautes produzidos em obra. h ��D2�,2/ ��/ V�Z���R X �������D2��V

• Cimento Port land (CP I ou cimentos compostos) : os cr itérios de escolha para a produção do graute em maior escala decorrem de uma combinação de fatores técnicos e econôm icos

• Adições m inerais (pozolanas, sílica at iva, f iller calcár io ou cargas m inerais) : devem ser incorporadas por subst ituição de parte do cimento Port land comum, até ajustar a resistência média requerida, sem perda das propr iedades do mater ial no estado fresco • Adit ivos em pó (superplast ificantes, adit ivos ant ilavagem dos finos, expansores retentores de água) : deve-se considerar as recomendações dos fabr icantes. Os produtos, porém, sempre deverão ser testados, a fim de avaliar a compat ibilidade com o cimento e com os out ros mater iais empregados na formulação • Agregados (areia, pedr isco): de or igem quartzosa, granitos, ou areia de sílica. Existem opiniões controversas a respeito da dist r ibuição granulométr ica ideal dos agregados para graute • Polímeros ( t ipo acr ilatos ou SBR): usados apenas nos casos de grautes desConclusão: escolhido o adit ivo A2, no teor 0,4% em relação à massa de cimento • O adit ivo A2 é pouco sensível às mudanças do t ipo e or igem do cimento • O emprego do adit ivo B1 não perm it iu bons resultados na perm issão de incorporação de água sem exsudação (o que não diz respeito ao seu poder de fluidif icação) • Os cimentos C1b, C2b, C3 mostram-se sensíveis ao t ipo de adit ivo e só ser iam recomendados para formulações com prévia definição do adit ivo superplast if icante comprovadamente compat ível com estes cimentos • Existem claras diferenças de comportamento dos adit ivos superplast if icantes frente aos diferentes cimentos (diferentes t ipos ou de um mesmo t ipo, mas de origens diferentes) ,.��[��

Algumas recomendações básicas de dosagem são comentadas na tabela 2.

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A resistência mecânica é ainda um parâmetro de comparação válido, porém, nem sempre o parâmetro verdadeiramente importante para uma determ inada aplicação. O mater ial deve ser avaliado de forma integral, tomando-se como referência as propr iedades de maior interesse – nem sempre dependentes da resistência mecânica: tempo de pega, ret ração ou expansão inicial e final, absorção capilar , resistência à penetração de cloretos, aderência ao substrato. Como exemplo, apresenta-se resum idamente uma proposta de requisitos de desempenho e avaliação dos grautes para reparo (Helene, 2002) . s �(V���-�RSH�4- ,.���D2�IH�c��V��4-�,.���

A definição do traço deverá seguir as recomendações dos métodos tradicionalmente ut ilizados (Helene, 1992) . Algumas part icular idades da dosagem de grautes de uso geral são apresentadas na tabela 3.

* Adota-se, como cr itér io de lote, no m ínimo a quant idade correspondente à carga de

uma batelada do m isturador da fábr ica e no máximo 100 sacos (2,500 kg) de mater ial.

Para produção # � 8 # ��� , o cr itér io pode mudar

em função da capacidade do m isturador ou da quant idade produzida por dia.

Entretanto, podem ser mant idos os mesmos cr itér ios de amostragem do concreto

ut ilizado na obra.

]�V�Z���� t��@H�cR@��D2�,2/ �/ V

A escolha de mater iais deverá ser feita em exper imentos de laboratór io. Um elemento de peso na escolha é o preço dos insumos e o impacto na composição dos custos do produto final. Nas tabela 4 e 5 mostra-se, em t rês exper imentos, um exemplo de definição do t ipo de cimento, composição e consumo do aglomerante, assim como a escolha do adit ivo superplast if icante mais apropr iado para um graute de uso geral. Considera-se em pr imeira instância os requer imentos antes pré-fixados, referentes às propr iedades mecânicas e à var iabilidade dessas característ icas ao longo da produção. Em segundo lugar, a escolha do adit ivo superplast if icante, funcionando para a maior faixa possível de var iação da quant idade de água de amassamento adicionada sem que ocorra exsudação. Às vezes é necessár io out ro exper imento para determ inar uma combinação apropr iada de adit ivos.

Valores médios e desvio-padrão determ inados em amostras de cinco corpos-de-prova de três lotes de um mesmo dia de

produção

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• Tipo de cimento tem influência na consistência e na resistência à compressão (valor médio e desvio-padrão) • Aglomerante composto com cimento t ipo C5a apresentou o menor desvio-padrão e foi de fato o único que sat isfez os requer imentos de dosagem

Valores médios e desvio-padrão determ inados em amostras de cinco corpos-de-prova de t rês lotes de um

mesmo dia de produção

p ����Z�� ��V�_�� u(��V�Z���� t/ H�*Z�����V���R4�4H�4ww vEx -�yRcz4H�@��- � ��R4�,.����D2�@Z���R X �(V<D2�*Z���R{w|�}~H� p v �4�@��|�}H� p�� C@��� X �(����� �����

• A redução do consumo de cimento t ipo C5a teve pouca influência na resistência à compressão e no desvio-padrão. • É possível ainda a econom ia de C5a, combinando-se este mater ial com outro cimento ou com a adição de pozolana, mantendo a resistência à compressão e o desvio-padrão ainda dentro dos requer imentos prefixados.

]�^ X �,2/ R4�(��Db�1z - Máxima relação água/ aglomerante possível sem exsudação para três adit ivos

superplast if icantes: determ inação do t ipo e teor do adit ivo superplast if icante

p ����Z�� ��V�_�� u(��V�Z���� t/ H�4�*��H / D&/ 6(� WY��� ���ID2����,�| � � }~�(R�,.�� ��[�_��4�1R@��V�V��@H�@Z�/ R4�(��D2�

• O adit ivo A2 é pouco sensível às mudanças do t ipo e or igem do cimento • O emprego do adit ivo B1 não perm it iu bons resultados na perm issão de incorporação de água sem exsudação (o que não diz respeito ao seu poder de fluidif icação) • Os cimentos C1b, C2b, C3 mostram-se sensíveis ao t ipo de adit ivo e só ser iam recomendados para formulações com prévia definição do adit ivo superplast if icante comprovadamente compat ível com estes cimentos • Existem claras diferenças de comportamento dos adit ivos superplast if icantes frente aos diferentes cimentos (diferentes t ipos ou de um mesmo t ipo, mas de origens diferentes) As fotos a seguir foram feitas com lupa binocular dos adit ivos plast if icantes em pó ut ilizados em diferentes formulações de grautes industr ializados. Podem ser observadas diferenças discretas, muito relacionadas ao desempenho final do mater ial

W H / D&/ 6�� Wf� u grãos de superfície erregular,

com tendência a ser aglut inar. Diâmetro médio ent re 6 e 14 m ícron m

W H / D&/ 6�� W�� u grãos esfér icos de superfície

lisa e bem dispersos. diâmetro médio ent re 7 e 20 m ícron m

W H / D&/ 6�� W z u part ículas angulosas, de

granulometr ia descont ínua, com tendências a se aglut inar. Part ículas pequenas com

diâmetro médio de 2 a 4 m ícron m e grãos maiores com diâmetro médio de 12 a 26

m ícron m

8VR�GH�JUDXWHV�HP�REUDV�QRYDV • Fixação de equipamentos à base • Fixação de pilares, postes e de estruturas metálicas • Trabalhos de concretagem e de reparo em condições submersas • I njeção de bainhas de protensão • Preenchimento de juntas de concre- tagem (vãos estreitos ou regiões de grande concentração de armaduras) • Solidar ização de elementos pré-fabr icados • Fixação de t r ilhos de metrô, t rens e pontes rolantes

8VR�GH�JUDXWHV�SDUD�UHFXSHUDomR�HVWUXWXUDO • Reparos profundos localizados (espessura super ior a 2,5 cm) • Reparo de ninhos de concretagem • Reconst ituição de seções danificadas • Trabalhos de reforço est rutural

&DUDFWHUtVWLFDV�GRV�JUDXWHV h ��D2�,2/ �����R X��

• Teor máximo de mater ial orgânico de acordo com a NBR 7220/ 87 h ��D2�,2/ �������4��VNDb��H�Ir2,.��V�Z��

• Fluidez menor que 25 segundos, após 20 m inutos da m istura, a 25oC (segundo a NBR 12.127) • Teor de ar incorporado máximo 3% , medido imediatamente após a m istura e aos 20 m inutos (segundo a NBR 9833/ 87) • Água de exsudação infer ior a 0,2 % (segundo a NBR 7683) h ��D2�,2/ �������4��VNDb��H�4���H���,.��Z�/ H�

• Resistência à compressão m ínima* 15 MPa aos t rês dias e 35 MPa aos 28 dias* * (segundo NBR 5739/ 74) • Resistência à tração por compressão diametral m ínima de 3,0 MPa aos 28 dias (segundo a NBR 7222/ 82) • Absorção capilar máxima 0,25 g/ cm2 e altura de 2 cm (segundo a NBR 9779/ 86) • O teor de cloretos menor que 0,03 % em relação à massa de cimento 35��D:,L�(VI,.��P����,2/ R4���D2�(VaH�@ZN��,.��D2�,�rL��Z���� D2��D:/ 6(�*��V<D2_��E,.�� ��Z�/ ������H��V�Z���R1u

• O coeficiente de carbonatação • A medida de ret ração por secagem • A resistência à penetração de íons cloreto • A resistência de aderência ao subst rato OBS: � # ��M��?M���;<�� 8 �N=�%&��� 8 ��� � ��M�� 8���� ��� �����:������������=.��%��� I����M���k&��� 8 o�������M��"M���=.��%&��A�# I�����!�"M��� "���K��=L# ��� �%&�� 7 � 8 # k2l��"M�� 8 � ���K� 8 �G��A 8 �N=b;���k2l��@;:# 8 ����������� 8 ��# � 8 �&j 7 ��M�# �K� 8 $ ��� 8 ;&��� ��=.� 8 ?� ��# I� 8 M���;<�N 8 ��=G# ���K��= 7 =.��� ��M�� 8 %&�� ?�@;&��� ��=.� 8 %2��=>��%:�K��=L� 8 �!# %�� 8 $� 9 ��A�=L# %2�����K�"� �� ?A��� 7 ��M��9 ��=L����%&�N=G=.� 8 ��� � ��M�� 8 � 8 � ���!� 8 �!# %&� 8 M�� 8 ��� 7 =.��M���k2l��<��%&��=L=L� 8�7 ����M������K�a��� 8 � ���K� 8 � 8 ��=.�N ����!# � # �:��M�� 8 ��� 7 ��=���� � 8

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6HT�rQFLD�GH�JUDXWHDPHQWR

ª ��« Fixação dos chumbadores com resina

de ancoragem adequada

ª �«Nivelametno dos calços (shims) de apoio

do equipamento

ª z «Fixação do equipamento

ª � « Colocação do cachimbo ( funil de

lançamento)

ª v�« Lançamento

ª w « Graute fluindo por baixo do

equipamento ���/ �cR4��/ V�u

Relatór io Técnico - Reabilitação do Condomínio Champs Élysées. Helene, P.R.L.; França, R.; Bastos, E.; Pereira, F.; Tula, L.; Barbosa, P. São Paulo, abr il, 2002. Manual de dosagem e controle do concreto. Helene, P.R.L. e Terzian, P. São Paulo. Pini, 1993. Grautes – Novos mater iais de const rução civ il. Helene, P.R.L.; Oliveira, P.S.F.; Figueiredo, A.D. Revista Engenharia, no 473, 1989.