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FACULDADE DE ENGENHARIA “CONS. ALGACYR MUNHOZ MAEDER”
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
VANTAGENS E DESVANTAGENS SOBRE OS SISTEMAS ESTRUTURAS DE PRÉ-MOLDADOS E MOLDADOS IN LOCO
LEANDRO BERTACO LÚCIOLEONARDO LÁZARO SILVA
Presidente Prudente – SP2013
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FACULDADE DE ENGENHARIA “CONS. ALGACYR MUNHOZ MAEDER”
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
VANTAGENS E DESVANTAGENS SOBRE OS SISTEMAS ESTRUTURAS DE PRÉ-MOLDADOS E MOLDADOS IN LOCO
LEANDRO BERTACO LÚCIOLEONARDO LÁZARO SILVA
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Faculdade de Engenharia “Cons. Algacyr Munhoz Maeder”, Curso de Engenharia Civil como requisito parcial para sua conclusão.
Orientador:
Prof. Me. Carlos Roberto Souza e Silva
Presidente Prudente – SP2013
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LEANDRO BERTACO LÚCIOLEONARDO LÁZARO SILVA
VANTAGENS E DESVANTAGENS SOBRE OS SISTEMAS ESTRUTURAS DE PRÉ-MOLDADOS E MOLDADOS IN LOCO
Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado a Faculdade de Engenharia “Cons. Algacyr Munhoz Maeder”, Curso de Engenharia Civil, Universidade do Oeste Paulista, como parte dos requisitos para a sua conclusão.
Presidente Prudente, __ de Dezembro de 2013.
BANCA EXAMINADORA
________________________________________Prof. Me. Carlos Roberto Souza e Silva
________________________________________Prof. Me. Gilberto José Da Paz Júnior
________________________________________Prof.ª Leila Maria Couto Esturaro Bizarro
3
DEDICATÓRIA
Dedico primeiramente a Deus, que sempre nos deu força e coragem
para sua realização.
Aos nossos pais que estavam sempre presente em todos os
momentos, nos dando apoio e confiança.
A todos que nos ajudaram na realização dessas pesquisas.
4
AGRADECIMENTOS
Ao professor orientador Me. Carlos que, que com seus ensinamentos,
fez aprimorar nossos conhecimentos.
A professora e amiga, Maria Helena pela ajuda e apoio.
A professora Leila Maria Couto, que nessa reta final nos deu muito
apoio e com seus conhecimentos nos ajudou na execução desse trabalho.
A todos os nossos amigos, pelo companheirismo e os muitos
momentos de alegria compartilhados.
Agradecemos as nossas namoradas pelo incentivo nos momentos mais
difíceis e pelo amor nelas presente.
5
“[...] sei não, só sei que foi assim... [...]”
Chicó
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RESUMO
VANTAGENS E DESVANTAGENS SOBRE OS SISTEMAS ESTRUTURAS DE PRÉ-MOLDADOS E MOLDADOS IN LOCO
O Brasil caminha cada vez mais para a industrialização na construção civil e o sistema de pré-moldagem abrange perfeitamente esse conceito. Este trabalho visa demonstrar as principais vantagens e desvantagens desse sistema em relação ao método convencional dos moldados in loco, demonstrando todos os processos de cada sistemas para que possa demonstrar suas características principais. Através de estudo em livro, artigos científicos, teses e notas de aulas, buscou-se estudo sobre os sistemas estruturais e após essa busca foi realizado um estudo comparativo sobre cada sistema e foi apresentado as suas vantagens e desvantagens. Os dois sistemas tem praticamente os mesmos procedimentos para a execução das estruturas, só que em algumas etapas são executadas em tempos, locais e modos diferentes, mas o produto final é praticamente o mesmo. Nessas diferenças, os pré-moldados apresentam maiores vantagens. O sistema tem muitos benefícios e deve ser bastante utilizados, pois visa melhorar a execução das construções em menos tempo e com qualidade.
Palavras-chave: Construção Civil. Sistemas Estruturais. Tempo. Qualidade.
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ABSTRACT
ADVANTAGES AND VANITIES ON THE SYSTEMS STRUCTURES OF PRE-CAST AND MOLDED IN LOCO
Brazil walk more and more for industrialization in construction and the daily pay-molding system includes this concept perfectly. This work aims in loco to demonstrate to the main advantages and vanities of this system in respect to the conventional method of the molded ones, demonstrating all the processes of each systems so that it can demonstrate its main characteristics. Through study in book, scientific, teses articles and notes of lessons, study searched on the structural systems and after this search was accomplished a comparative study on each system and was presented its advantages and vanities. The two systems have practically the same procedures for the execution of the structures, in some stages are only executed in different times, places and ways, but the end item is practically the same. In these differences, the daily pay-molded ones present greaters advantages. The system has many benefits and must sufficiently be used, therefore it aims at to improve the execution of the constructions in little time and with quality.
Word-key: Construction. Structural systems. Time. Quality.
8
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 - Peças pré-moldadas separadas por papel parafinado - vigas pré-
moldadas curvas....................................................................................22
FIGURA 2 - Sistema aporticado................................................................................25
FIGURA 3 - Estrutura em esqueleto..........................................................................25
FIGURA 4 - Painéis combinado com estrutura em esqueleto...................................26
FIGURA 5 - Vista esquemática de um edifício com painéis estruturais de fachada e
compridos painéis para piso...................................................................27
FIGURA 6 - Pisos pré-fabricados e coberturas de grande vãos para edifícios de uso
geral.......................................................................................................28
FIGURA 7 - Esquema da construção com sistema celular........................................28
FIGURA 8 - Exemplo de cobertura tipo "shed"..........................................................31
FIGURA 9 - Seções típicas e dimensões em vigas com abas invertidas para pisos.32
FIGURA 10 - Soluções variantes para largura das vigas de apoio para pisos..........33
FIGURA 11 - Estacas pré-moldadas.........................................................................34
FIGURA 12 - SEções transversais típicas dos elementos de laje alveolar protendida
...............................................................................................................36
FIGURA 13 - Seções transversais típicas de elementos de cobertura......................38
FIGURA 14 - Exemplo de sistema misto para piso com painéis pré-moldados e
armadura treliçada.................................................................................39
FIGURA 15 - Seções transversais típicas de pisos com vigotas e blocos de
enchimento.............................................................................................40
FIGURA 16 - Patamares isolados..............................................................................41
9
FIGURA 17 - Patamares combinados.......................................................................41
FIGURA 18 - Escadas pré-moldadas tipo monobloco...............................................42
FIGURA 19 - Custo comparativo de uma estrutura de concreto armado..................43
FIGURA 20 - Fôrma metálica de escada pré-moldada..............................................45
FIGURA 21 - Fôrma metálica de laje pré-moldada....................................................46
FIGURA 22 - Fôrma metálica de pilar pré-moldado...................................................46
FIGURA 23 - Carrinho porta palete...........................................................................47
FIGURA 24 - Vibração cautelosa para não atingir a armadura.................................52
FIGURA 25 - Tipos de cura.......................................................................................54
FIGURA 26 - Laje maciças de concreto armado.......................................................56
FIGURA 27 - Lajes maciças sendo concretadas.......................................................56
FIGURA 28 - Exemplos de lajes lisas e cogumelo....................................................57
FIGURA 29 - Capitel de laje cogumelo......................................................................58
FIGURA 30 - Laje nervurada moldada no local com bloco de concreto celular
autoclavado............................................................................................59
FIGURA 31 - Lajes nervuradas sem material de enchimento....................................59
FIGURA 32 - Viga reta de concreto...........................................................................60
FIGURA 33 - Vigas baldrames para servirem de uma residência.............................61
FIGURA 34 - Viga invertida na base de uma parede.................................................61
FIGURA 35 - Pilar......................................................................................................62
FIGURA 36 - Pilar no edifício.....................................................................................63
FIGURA 37 - Bloco sobre: a) estacas e b) tubulão....................................................64
FIGURA 38 - Tubulão em vistoria e desenho esquemático.......................................64
FIGURA 39 - Desenho esquemático de bloco sobre três estacas e bloco concretado.
...............................................................................................................65
10
FIGURA 40 - Sapata isolada e sapata corrida...........................................................65
FIGURA 41 - Detalhe da armação de uma sapata isolada........................................66
FIGURA 42 - Tipos de cortes de madeira para formas..............................................67
FIGURA 43 - Formas de madeira para pilar..............................................................67
FIGURA 44 - Forma de madeira para vigas..............................................................68
FIGURA 45 - Esquema geral de montagem de formas de madeira..........................68
FIGURA 46 - Chapa compensada reforçada.............................................................69
FIGURA 47 - Pontalete de aço extensível.................................................................70
FIGURA 48 - Esquema geral de montagem com formas mistas...............................71
FIGURA 49 - Esquema de concreto armado.............................................................74
FIGURA 50 - Viga de concreto simples (a) e armado (b)..........................................74
FIGURA 51 - Aplicação de protensão numa viga biapoiada......................................75
FIGURA 52 - Ilustração das aderências da barra lisa (ca-25) e nervuradas (ca-50 e
ca-60).....................................................................................................78
FIGURA 53 - Agregado miúdo (areia).......................................................................87
FIGURA 54 - Brita 0 (pedrisco)..................................................................................87
FIGURA 55 - Brita 1...................................................................................................88
FIGURA 56 - Brita 2...................................................................................................88
FIGURA 57 - Brita 3...................................................................................................89
FIGURA 58 - Esquema de controle tecnológico........................................................91
FIGURA 59 - Realização de “slump test”...................................................................92
FIGURA 60 - Ensaio de resistencia à compressão....................................................93
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LISTA DE TABELAS
TABELA 1 - Classificação de tipos de pré-moldado..................................................23
TABELA 2 - Dimensões normais para vigas de cobertura com altura variável.........30
TABELA 3 - Número de reutilizações de fôrmas em função do material adotado.....44
TABELA 4 - Sistema de transportes..........................................................................49
TABELA 5 - Tipos de cimento fabricados no brasil....................................................81
TABELA 6 - Condições aci 214/86............................................................................95
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LISTA DE SIGLAS
ABCP – Associação Brasileira de Cimento Portland
ARI - Alta Resistencia Inicial
CA - Concreto Armado
Cm - Centímetro
CP - Cimento Portland
CP - Corpo de Prova
DER - Departamento de Estradas de Rodagem
Fck - Resistencia Característica do Concreto
°C - Graus Celsius
M - Metros
mm - Milímetros
Mpa - Mega Pascal
UEPG- Universidade Estadual de Ponta Grossa
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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO..........................................................................................................16
2 OBJETIVO.................................................................................................................17
2.1 Objetivo Geral...........................................................................................................17
2.2 Objetivo Específico..................................................................................................17
3 METODOLOGIA.......................................................................................................18
4 REVISÃO BIBLIOGRAFICA.................................................................................19
4.1 Pré-moldados............................................................................................................19
4.1.1 Conceito do Pré-moldado......................................................................................19
4.1.2 História do Pré-moldado........................................................................................20
4.1.3 Padronização e Modulação...................................................................................22
4.1.4 Tipos de Pré-moldados..........................................................................................23
4.1.4.1 Sistemas Estruturais em Esqueleto e Sistemas Aporticados......................24
4.1.4.2 Estruturas de Painéis Estruturais........................................................................25
4.1.4.3 Fachadas de Concreto...........................................................................................26
4.1.4.4 Sistemas Pré-moldados para Pisos....................................................................27
4.1.4.5 Sistemas Celulares..................................................................................................28
4.1.5 Fabricação.................................................................................................................29
4.1.6 Principais Peças ou Módulos................................................................................29
4.1.6.1 Pilares.........................................................................................................................29
4.1.6.2 Vigas............................................................................................................................30
4.1.6.2.1 Vigas de cobertura...................................................................................................30
4.1.6.2.2 Terças (Vigas secundarias da cobertura).........................................................31
4.1.6.2.3 Vigas para pisos (apoio de pisos).......................................................................31
4.1.6.3 Estacas pré-moldadas............................................................................................33
4.1.6.4 Pisos e coberturas...................................................................................................34
4.1.6.4.1 Pisos Completamente Pré-Moldados.................................................................35
4.1.6.4.1.1 Pisos de Lajes Alveolares.....................................................................................35
4.1.6.4.1.2 Pisos Nervurados.....................................................................................................37
4.1.6.4.1.3 Elementos de Cobertura........................................................................................37
4.1.6.4.2 Pisos parcialmente pré-moldados.......................................................................38
4.1.6.4.2.1 Sistema misto com placas pré-moldadas.........................................................38
14
4.1.6.4.2.2 Sistemas Compostos por Lajes com Vigotas..................................................39
4.1.6.5 Escadas......................................................................................................................40
4.1.6.5.1 Escadas Retas..........................................................................................................40
4.1.6.5.2 Escadas Monobloco................................................................................................42
4.1.7 Fôrmas........................................................................................................................42
4.1.7.1 Tipos de fôrmas........................................................................................................44
4.1.8 Transporte e Montagem.........................................................................................46
4.2 Moldados In Loco.....................................................................................................48
4.2.1 Conceito dos Moldados In Loco...........................................................................48
4.2.2 Concretagem.............................................................................................................48
4.2.2.1 Transporte..................................................................................................................49
4.2.2.2 Lançamento...............................................................................................................50
4.2.2.3 Adensamento............................................................................................................51
4.2.2.4 Nivelamento...............................................................................................................53
4.2.2.5 Cura.............................................................................................................................53
4.2.3 Principais Elementos...............................................................................................55
4.2.3.1 Lajes............................................................................................................................55
4.2.3.2 Vigas............................................................................................................................60
4.2.3.3 Pilares.........................................................................................................................61
4.2.3.4 Tubulão e Bloco de Fundação.............................................................................63
4.2.3.5 Sapatas.......................................................................................................................65
4.2.4 Formas........................................................................................................................66
4.2.4.1 Formas de Madeira.................................................................................................66
4.2.4.1.1 Chapas Compensadas...........................................................................................68
4.2.4.2 Escoras Metálicas....................................................................................................70
4.2.4.3 Formas Metálicas.....................................................................................................70
4.2.4.4 Formas Mistas..........................................................................................................71
4.3 Concreto.....................................................................................................................72
4.3.1 História do Concreto...............................................................................................72
4.3.2 Concreto Armado.....................................................................................................73
4.3.3 Concreto Protendido...............................................................................................75
4.3.4 Armadura....................................................................................................................76
4.3.4.1 Aderência...................................................................................................................77
4.3.4.2 Emendas....................................................................................................................78
15
4.3.5 Dosagem de Concreto............................................................................................78
4.3.6 Tipos de Cimentos...................................................................................................80
4.3.6.1 Cimento Portland Comum CP I e CP I-S (NBR 5732)...................................81
4.3.6.2 Cimento Portland CP II (NBR 11578).................................................................82
4.3.6.3 Cimento Portland de Alto Forno CP III (com escória - NBR 5735)............83
4.3.6.4 Cimento Portland CP IV (com pozolana - NBR 5736)...................................83
4.3.6.5 Cimento Portland CP V ARI - (Alta Resistência Inicial - NBR 5733).........83
4.3.6.6 Cimento Portland CP (RS) - (Resistente a sulfatos - NBR 5737)..............84
4.3.6.7 Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC) - (NBR 13116).....85
4.3.6.8 Cimento Portland Branco (CPB) - (NBR 12989).............................................85
4.3.7 Agregados..................................................................................................................86
4.3.7.1 Agregados miúdos...................................................................................................86
4.3.7.2 Agregado Graúdo....................................................................................................87
4.3.8 Água.............................................................................................................................89
4.3.9 Aditivos........................................................................................................................90
4.3.10 Outros Tipos de Concreto.....................................................................................90
4.3.11 Controle Tecnológico..............................................................................................90
4.3.11.1 Concreto Fresco.......................................................................................................91
4.3.11.2 Concreto Endurecido..............................................................................................92
5 DISCUSSÃO DOS RESULTADOS.....................................................................96
6 CONCLUSÃO.........................................................................................................100
REFERÊNCIA................................................................................................................................101
16
1 INTRODUÇÃO
Para se executar qualquer construção é necessária a utilização de um
sistema estrutural para que haja sustentação da obra. Existem vários tipos de
sistemas estruturas, e serão abordados nesse trabalho os sistemas estruturais dos
pré-moldados e dos moldados in loco.
Os pré-moldados são utilizados principalmente em construções de
grande porte, mas nos últimos anos vem crescendo também nas construções de
pequeno porte. A implementação desses sistemas no Brasil é de extrema
importância visando o seu desenvolvimento, devido ao grande crescimento
populacional e pela necessidade de sistema mais sustentáveis, protegendo o meio
ambiente.
Atualmente existem vários sistemas estruturais utilizados nas
construções e no presente trabalho pretenderam-se analisar os elementos
estruturais de concretos, as características, os métodos e as principais utilizações
dos sistemas de execução dos moldados in loco e dos pré-moldados.
O desenvolvimento do Brasil necessita da implantação de alta
qualidade, visando economia e rapidez. A pesquisa demostra a rapidez e o controle
de qualidade do sistema para assim ganhar o mercado e aperfeiçoar as construções
brasileiras, visando o desenvolvimento.
Foi realizado um estudo comparativo, a partir das revisões
bibliográficas, entre os dois sistemas apresentado onde se demonstrou as suas
vantagens e desvantagens.
Discorreu-se sobre a história, os conceitos, a execução e as principias
peças dos dois sistemas, pois eles apresentam essas mesmas etapas em comum.
Nos sistemas de pré-moldados foram expostos os sistemas de fabricação, os
módulos e a logística de transporte e montagem o que diferenciam do outro sistema.
Os sistemas tem praticamente o mesmo produto final, mas são
executados de maneiras diferentes, assim devem-se apresentar esses processos
incomuns para que ocorra uma análise comparativa. Pelo concreto estar presente
nos dois sistemas e ser muito importante para a execução é necessário apresentar
as características do mesmo.
17
2 OBJETIVO
2.1 Objetivo Geral
O presente trabalho tem como objetivo demonstrar as vantagens e as
desvantagens e as tecnologias referentes às estruturas moldadas in loco e as pré-
moldadas, considerando a utilização desses sistemas para diversos tipos de
construções e suas etapas construtivas.
2.2 Objetivos Específicos
Realizar uma revisão bibliográfica dos sistemas estruturais de
concretos moldados in loco e pré-moldados;
Identificar suas características, seus métodos e suas principais
utilizações;
Apresentar um estudo comparativo entre os sistemas com suas
vantagens e desvantagens, elencando o sistema mais eficaz.
18
3 METODOLOGIA
A presente pesquisa foi realizada em duas etapas.
Primeiramente, foi realizada uma revisão bibliográfica sobre a temática
abordada em livros, artigos científicos, dissertações, teses, notas de aulas e sites
especializados.
No segundo momento, foi realizado um estudo comparativo entre os
processos dos sistemas estruturais dos moldados in loco e dos pré-moldados para
eleger as vantagens e desvantagens de cada um deles, através da análise de cada
processo para eleger o sistema mais eficaz para a construção civil.
19
4 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
4.1 Pré-moldados
4.1.1 Conceito do Pré-moldado
A construção civil tem sido considerada uma indústria atrasada quando
comparada a outros ramos indústrias, por apresentar, de maneira geral, baixa
produtividade, grande desperdícios de materiais, morosidade e baixo controle de
qualidade (EL DEBS, 2000)
Uma forma de reduzir esse atraso é empregando técnicas associadas
à utilização de elementos pré-moldados de concreto.
O sistema construtivo de casas ou prédios de concreto pré-moldado
vem buscando inovações na tendência de ser mais bem moduladas e mais
padronizadas do que as estruturas de concreto moldadas no local, logo as técnicas
podem produzir mais benefícios econômicos devido à produção em escala
(ALBUQUERQUE, 2007).
A pré-fabricação, segundo Ordónez (1974), é realizada fora do
canteiro, de peças a serem utilizadas posteriormente por montagem.
Pode-se dizer que a pré-moldagem ou fabricação é uma medida de
grande potencial para aumentar os níveis de industrialização dos processos
construtivos. Sua aplicação tem o objetivo principal de aumentar a racionalização,
elevando a produtividade e reduzindo desperdícios.
Nas edificações de alvenaria estrutural, tem-se também boa aplicação,
segundo Franco & Agopyan (apud BRUMATTI, 2008, p. 13).
Na alvenaria estrutural em particular, encontram-se boas condições de implementação de uma ação organizacional em obra. Isto se explica pelo maior detalhamento do projeto em relação às obras convencionais, pela maior padronização na execução dos procedimentos construtivos, bem como pela maior simplicidade inerente ao processo. Assim, pode-se utilizar a organização da produção como ferramenta para se atingir um grau mais elevado de industrialização do processo, aumentando a sua produtividade, o controle na execução dos procedimentos e consequentemente a qualidade.
20
4.1.2 História do Pré-moldado
Segundo Vasconcellos (2002), não se pode precisar a data em que
começou a pré-moldagem. O próprio nascimento do concreto armado ocorreu com a
pré-moldagem de elementos, fora do local de seu uso. Sendo assim, pode-se
afirmar que a pré-moldagem começou com a invenção do concreto armado.
De acordo com Bastos (2006), no ano de 1770, em Paris, associou-se
ferro com pedra para formar vigas como as modernas, com barras longitudinais na
tração e barras transversais ao cortante. Tem-se então uma noção de quanto é
antiga a ideia de pré-moldado, mesmo que, ela não era a ideia principal na época.
Salas (1988) considera a utilização dos pré-fabricados de concreto
dividida nas três seguintes etapas:
De 1950 a 1970 – época onde a falta de edificações ocasionadas pela
devastação da guerra, necessitava ser construídos diversos edifícios, tanto para
moradia, quanto para escolas, hospitais e indústrias. Os edifícios construídos nessa
época eram compostos de elementos pré-fabricados, cujos componentes eram
procedentes do mesmo fornecedor, constituindo o que se convencionou de chamar
de ciclo fechado de produção. Segundo Ferreira (2003), utilizando uma filosofia
baseada nos sistemas fechados, as realizações ocorridas no período do pós-guerra
europeu na área de habitação criaram um estigma associando a construção pré-
fabricada durante muitos anos à uniformidade, monotonia e rigidez na arquitetura,
com flexibilidade "zero", onde a pré-fabricação com elementos “pesados” marcou o
período. Além destas questões, as construções massivas, sem uma avaliação prévia
de desempenho dos sistemas construtivos, ocasionaram o surgimento de muitas
patologias.
De 1970 a 1980 – Período em que ocorreram acidentes com alguns
edifícios construídos com grandes painéis pré-fabricados. Esses acidentes
provocaram além de uma rejeição social a esse tipo de edifício, uma profunda
revisão no conceito de utilização nos processos construtivos em grandes elementos
pré-fabricados. Neste contexto teve o início do declínio dos sistemas pré-fabricados
de ciclo fechado de produção.
Pós 1980 – Esta etapa caracterizou-se, em primeiro lugar, pela
demolição de grandes conjuntos habitacionais, justificada dentro de um quadro
21
crítico, especialmente de rejeição social e deterioração funcional. Em segundo lugar,
pela consolidação de uma pré-fabricação de ciclo aberto, à base de componentes
compatíveis, de origens diversas.
Já o Brasil, que não sofreu com a devastação da segunda guerra
mundial, não houve a necessidade de construções em grande escala, como ocorrido
na Europa. Vasconcelos (2002), afirma que a primeira grande obra onde se utilizou
elementos pré-fabricados no Brasil, refere-se ao hipódromo da Gávea, no Rio de
Janeiro.
A empresa construtora dinamarquesa Christiani-Nielsen, com sucursal
no Brasil, executou em 1926 a obra completa do hipódromo, com diversas
aplicações de elementos pré-fabricados, dentre eles, pode-se citar as estacas nas
fundações e as cercas no perímetro da área reservada ao hipódromo. Nesta obra o
canteiro de pré-fabricação teve de ser minuciosamente planejado para não alongar
demasiadamente o tempo de construção.
Mas, a preocupação em racionalizar e industrializar sistemas
construtivos teve início apenas no fim da década de 50. Nesta época, conforme
VASCONCELOS (2002), na cidade de São Paulo, a Construtora Mauá,
especializada em construções industriais, executou vários galpões pré-moldados no
próprio canteiro de obras. Em alguns foi utilizado o processo de executar as peças
deitadas umas sobre as outras numa sequência vertical, separando-as por meio de
papel parafinado. Não era necessário esperar que o concreto endurecesse, para
então executar a camada sucessiva. Esse procedimento economizava tempo e
espaço no canteiro, podendo ser empilhadas até 10 peças.
As formas laterais iam subindo à medida que o concreto endurecia,
reduzindo assim a extensão do escoramento. Tal procedimento dava uma grande
produtividade à execução das peças. Terminava a primeira pilha de 10 peças, cada
peça tornava-se, ao ser removido, a “semente” de uma nova pilha de 10 a ser
“plantada” em outro lugar. Assim, multiplicava-se a produção de peças iguais. A
construtora Mauá começou a pré-fabricação em canteiro com a fábrica do Curtume
Franco-Brasileiro. A estrutura, extraordinariamente leve e original, tinha tesouras em
forma de viga Vierendeel curva conforme figura 1.
22
FIGURA 1 - Peças pré-moldadas separadas por papel parafinado - Vigas pré-moldadas curvas.
Fonte: Vasconcelos (2002)
4.1.3 Padronização e Modulação
A padronização é definida por Rosso (apud BRUMATTI, 2008, p. 16)
como “A aplicação de normas a um ciclo de produção ou a um setor industrial
completo com objetivo de estabilizar o produto ou o processo de produção”
Segundo o autor, a padronização assume os critérios de simplificação,
tipificação, permutação e unificação. Ela é estabelecida para os componentes em
concordância com fabricantes e consumidores, de forma a permitir a substituição de
um produto por outro de diferente procedência, mas, de mesma característica.
Segundo Acker (2002), a padronização é um importante fator no
processo de pré-fabricação. Possibilitando repetição e experiência, e com isso
custos mais baixos, melhor qualidade e confiabilidade, assim como uma execução
mais rápida. A padronização de componentes e de detalhes típicos garante a
padronização do processo.
A modulação é um fator econômico muito importante no projeto e
construção, tanto para trabalho estrutural como para acabamento. Em pré-
fabricação, isso é ainda mais marcante, especialmente em relação à padronização e
economia na produção e execução. A modulação em conexão com a produção
industrial não é obrigatória, mas certamente influencia no custo dos elementos. A
modulação deve ser considerada como uma ajuda, não como uma obrigação
(ACKER, 2002).
23
4.1.4 Tipos de Pré-moldados
Os elementos pré-fabricados podem ser classificados de diversas
formas, por exemplo, quanto à seção transversal, quanto ao processo de execução,
e quanto a sua função estrutural, conforme tabela 1 (ACKER, 2002).
TABELA 1 - Classificação de tipos de pré-moldado
Fonte: BRUMATTI (2008)
Segundo Acker (2002), os tipos mais comuns de pré-moldados
utilizados em sistemas estruturais de concreto são:
Estruturas aporticadas, consistindo de pilares e vigas de fechamento,
que são utilizadas para construções industriais, armazéns, construções comerciais,
etc.
Estruturas em esqueleto, consistindo de pilares, vigas e lajes, para
edificações de alturas médias e baixas, e com um número pequeno de paredes de
contraventamento para estruturas altas. As estruturas em esqueletos são utilizadas
principalmente para construções de escritórios, escolas, hospitais, estacionamentos,
etc.
Estruturas em painéis estruturais, consistindo de componentes de
painéis portantes verticais e de painéis de lajes, as quais são usadas
extensivamente para a construção de casas e apartamentos, hotéis, escolas, etc.
Estruturas para pisos, consistindo de vários tipos de elementos de laje
montados para formar uma estrutura do piso capaz de distribuir a carga concentrada
24
e transferir as forças horizontais para os sistemas de contraventamento. Os pisos
pré-moldados são muito usados em conjunto com todos os tipos de sistemas
construtivos e materiais.
Sistemas para fachadas, consistindo de painéis maciços ou painéis
sanduíche, com ou sem função estrutural. Apresentam-se em todos os tipos de
formato e execuções, desde o simples fechamento até os mais requintados painéis
em concreto arquitetônico para escritórios e fachadas importantes.
Sistemas celulares, consistindo de células de concreto pré-moldado e,
algumas vezes, utilizados para blocos de banheiros, cozinhas, garagens, etc.
Esses sistemas também podem ser combinados numa mesma
edificação, a melhor solução deve ser obtida de acordo com sua finalidade. Algumas
diretrizes gerais devem ser levadas em consideração (ACKER, 2002).
4.1.4.1 Sistemas Estruturais em Esqueleto e Sistemas Aporticados
Sistemas em esqueleto e Aporticados consistem de elementos
lineares, como vigas e pilares de diferentes formatos e tamanhos combinados para
formar o esqueleto da estrutura. São apropriados para construções que necessitam
de alta flexibilidade na arquitetura. O sistema deixa grandes vãos e espaços abertos
sem a interferência de paredes e pilares. Viável para construções industriais,
shoppings centers, estacionamentos, centros esportivos, entres outros (ACKER,
2002).
FIGURA 2 - Sistema AporticadoFonte: ACKER (2002)
25
O conceito da estrutura esqueleto é oferecer grande liberdade no
planejamento e disposição das áreas do piso, sem obstrução de paredes portantes
internas ou por um grande número de pilares internos (ACKER, 2002).
FIGURA 3 - Estrutura em esqueletoFonte: ACKER (2002)
4.1.4.2 Estruturas de Painéis Estruturais
Painéis pré-fabricados são utilizados para fechamentos internos e
externos, caixas de elevadores, núcleos centrais, etc. São muito utilizados em
construções residências, tanto para casas, quanto para apartamentos. Essa prática
pode ser considerada como uma forma industrializada de paredes moldadas no
local, tijolos convencionais ou paredes de alvenaria, podendo ser portantes ou de
fechamento apenas. Suas superfícies são lisas e prontas para receberem pinturas
ou papel de parede. Oferecem vantagens de rapidez, acabamento, isolamento
acústico e de resistência ao fogo (ACKER, 2002).
26
FIGURA 4 - Painéis combinado com estrutura em esqueletoFonte: ACKER (2002)
4.1.4.3 Fachadas de Concreto
Fachadas pré-fabricadas são apropriadas para qualquer tipo de
construção. Podem ser executadas em diversas cores, além do cinza, e podem
também ser projetadas como elementos estruturais ou somente de fechamento. Os
sistemas de fachadas com painéis estruturais constituem uma solução econômica,
uma vez que isto dispensa o uso de pilares em suas bordas, vigas para apoio e
vigas. Outra vantagem é a proteção interna da construção logo em sua fase inicial.
Geralmente são empregadas em combinação com estruturas esqueleto. Tendência
nos países Escandinavos, escritórios são construídos sem pilares internos, onde
painéis alveolares protendidos usados como piso, cobrem vãos acima de 16 a 18 m
de comprimento (ACKER, 2002).
27
FIGURA 5 - Vista Esquemática de um Edifício com Painéis Estruturais de Fachada e Compridos Painéis Para Piso.
Fonte: ACKER (2002)
4.1.4.4 Sistemas Pré-moldados para Pisos
Elementos pré-moldados para pisos são um dos produtos pré-
moldados mais antigos. O mercado oferece uma variedade de sistemas para piso e
cobertura pré-moldados, dos quais podemos distinguir cinco tipos principais:
Sistemas de painéis alveolares protendidos; sistema de painéis com nervuras
protendidas (seções “T” ou duplo “T”); sistema de painéis maciços de concreto;
sistemas de lajes mistas; sistemas de laje com vigotas pré-moldadas. As principais
vantagens desse sistema pré-moldado para pavimentos são a rapidez da
construção, ausência do escoramento, a diversidade de tipos, alta capacidade de
vencer vãos e sua economia (ACKER, 2002).
28
FIGURA 6 - Pisos pré-fabricados e coberturas de grande vão para edifícios de uso geral.
Fonte: ACKER (2002)
4.1.4.5 Sistemas Celulares
As unidades celulares são algumas vezes utilizadas para algumas
partes das construções, como por exemplo, banheiros cozinhas, garagens, etc. Esse
sistema é vantajoso, pois é rápido, a sua fabricação é industrializada até o término, e
os equipamentos celulares podem ser montados completamente na fábrica.
Entretanto, estes sistemas apresentam maiores dificuldades para o transporte e
menor flexibilidade arquitetônica (ACKER, 2002).
FIGURA 7 - Esquema da construção com sistema celularFonte: ACKER (2002).
29
4.1.5 Fabricação
A fabricação, ou confecção da peça pré-moldada varia para diferentes
tipos de peças. Porem todos tem o mesmo princípio: preparo da peça para que
atenda perfeitamente os requisitos da aplicação. São fabricados Segundo Acker
(2002), geralmente são compostas por elementos padronizados, podendo ter
tamanhos e formas diferentes, como: vigas retangulares, vigas I para cobertura,
lajes de duplo T para pisos, etc. Suas dimensões e desempenhos são fornecidos
pelos fabricantes. Para planejar, o projetista precisa escolher os elementos mais
apropriados para seu projeto (ACKER, 2002).
4.1.6 Principais Peças ou Módulos
4.1.6.1 Pilares
Os pilares de concreto pré-moldado são fabricados em várias formas e
dimensões. Sua superfície é lisa com bordas chanfradas. Em geral, os pilares
necessitam de uma seção transversal mínima de 300 mm, não por só por motivos de
manuseio, também para acomodar ligações pilar-viga. Essa largura mínima de 300
mm prevê uma resistência ao fogo para cerca de duas horas, tornando possível sua
aplicação destes elementos em edificações com diferentes usos.
Nos níveis dos pavimentos, os pilares possuem insertos estruturais ou
consolos para prover suporte para as vigas. A posição dos insertos ou consolos
pode variar para possibilitar ligações em níveis diferentes em cada face do pilar, mas
é preferível e mais econômico manter essas variações ao mínimo possível. Os
pilares com altura máxima de 20 a 24 metros podem ser fabricados e executados
como uma peça, sem ligações ou juntas, também é normal a prática de se trabalhar
com pilares segmentados nas alturas dos pavimentos (ACKER, 2002).
30
4.1.6.2 Vigas
Os tipos mais comuns de vigas pré-moldadas para traves planas
aporticadas e para estruturas de esqueleto são (ACKER, 2002):
4.1.6.2.1 Vigas de cobertura
Vigas com altura variável são normalmente utilizadas em edificações
industriais, onde se podem requerer maiores vãos. A seção transversal e forma de
“I” são geralmente usadas para vigas protendidas. A inclinação fica em torno de 5 e
12%, seus tamanhos ficam estipulados na tabela 2 (ACKER, 2002).
TABELA 2 - Dimensões normais para vigas de cobertura com altura variável
Largura (mm) Altura (mm) Esp. da Alma (mm) Vão (mm)250 – 300 800 – 1400 80 – 120 10 - 25300 – 400 1200 – 2000 80 – 120 15 – 25300 - 500 1300 - 2500 80 - 120 25 - 40
Fonte: ACKER (2002)
Outras seções transversais de vigas são as vigas “I” retas, as
retangulares e as vigas tipo “shed”. As vigas “I” retas são aplicadas em coberturas e
pisos, a escolha de altura padronizada é normalmente mais limitada do que as vigas
de cobertura declinadas. Recomenda-se o uso dessas para grandes vãos e para
pisos com cargas elevadas, os vãos ficam entre 10 a 35 m (ACKER, 2002).
Vigas retangulares são bastante comuns. A largura nominal fica entre
300 a 600 mm e a altura varia entre 400 e 800 mm. Os vãos ficam entre 4 e 14 m.
Geralmente, as vigas retangulares possuem dentes de apoio na extremidade para
esconder os consolos dos pilares. Estas vigas geralmente não atuam em ação
combinada com a laje (ACKER, 2002).
31
As vigas tipo “Shed” são comumente empregadas na Itália, onde a
escolha de formas e dimensões é disponível no mercado para vãos entre 15 e 28 m
(ACKER, 2002).
FIGURA 8 - Exemplo de cobertura tipo "Shed"Fonte: ACKER (2002)
4.1.6.2.2 Terças (Vigas secundarias da cobertura)
Existem terças com um grande número de seções transversais, são
geralmente empregadas como vigas secundarias em coberturas. A seção
transversal pode retangular ou em forma de “I”. Seu comprimento em vãos varia de
6 a 12 m e a altura de 250 a 600 mm (ACKER, 2002).
4.1.6.2.3 Vigas para pisos (apoio de pisos)
O tipo pré-moldado mais comum é a viga com abas em forma de “L” ou
em forma de “T” invertido. As vigas são em concreto protendido ou armado. Sua
principal vantagem é a redução da espessura total dos subsistemas de piso
(ACKER, 2002).
32
FIGURA 9 - Seções típicas e dimensões em vigas com abas invertidas para pisos
Fonte: ACKER (2002).
Dimensões normais:
Comprimento: 4.8 - 14.4 m
Altura (h): 350 - 380 mm
Largura (b) 200 - 500 mm
Largura da aba (b1): 100 - 150 mm
Altura da aba (h1): 150 - 200 mm
Mudanças no nível do piso são acomodadas por vigas em “L”. Onde as
diferenças nos níveis dos pisos nos vãos adjacentes excedem em média 750 mm, a
solução é empregar duas vigas em “L” com lados retos faceando de costas uma
para a outra e separadas por uma pequena folga entre si. Isso é geralmente utilizado
para compor pisos intermediários alternados para estacionamentos, mas também é
necessário se ter uma atenção particular para os tirantes transversais atravessando
a estrutura (ACKER, 2002).
As vigas em “L” para apoios de pisos podem largura idêntica a dos
pilares, conforme figura, ou com largura menor do que o pilar, figura. No primeiro
caso, as lajes faceiam as vigas e o pilar junto ao seu apoio, enquanto no outro caso,
33
se faz necessário um recorte nos elementos da laje ao redor dos pilares para
compensar o recesso deixado pela largura menor da viga, criando uma
descontinuidade na face interna da viga de apoio da laje, sendo então o primeiro
caso mais recomendado (ACKER, 2002).
FIGURA 10 - Soluções variantes para largura das vigas de apoio para pisos
Fonte: Acervo do Autor
4.1.6.3 Estacas pré-moldadas
Segundo o Departamento de Estradas de Rodagem, DER/SP (2006),
estacas pré-moldadas de concreto armado protendido servem como fundações
profundas, introduzidos em solo até a profundidade necessária e suficiente para
absorver as cargas estruturais.
A implantação desse material no solo deve ser feito através de
cravação, percussão ou ainda vibração. Para sua implantação sobre níveis d’agua e
necessário primeiramente um guincho para posicioná-las no fundo antes do início da
cravação (DER/SP, 2006).
São fabricados sobre forma circular ou quadradas, podendo ser
fabricadas também em seção hexagonal.
Alguns exemplos de estacas pré-moldadas de concreto:
34
FIGURA 11 - Estacas pré-moldadasFonte: DER/SP (2006)
4.1.6.4 Pisos e coberturas
Os sistemas de pisos em concreto pré-moldado oferecem várias
vantagens como ausência de escoramentos, rapidez na construção, faces inferiores
bem acabados, alto desempenho mecânico, grandes vãos, durabilidade, entre
outros. Existe uma grande variedade de sistemas pré-moldados para pisos no
mercado, sendo os cinco principais tipos (ACKER, 2002):
Pisos com lajes alveolares em concreto protendido ou concreto
armado.
Pisos com painéis nervurados protendidos.
Pisos formados por lajes maciças.
Sistemas compostos por meio de placas pré-moldadas (painéis).
35
Os principais requisitos estruturais para pisos são a capacidade
portante, rigidez, distribuição de força transversal de cargas concentradas e
distribuição das ações horizontais por meio da ação do diafragma horizontal.
Dependendo do projeto, devem ser atendidas as necessidades de isolamento
acústico, térmico, resistência ao fogo, entre outros (ACKER, 2002).
Principais tipos de pisos: Os pisos são classificados de acordo com sua
produção, sendo completamente ou parcialmente pré-moldado. Os pisos
completamente pré-moldados são compostos por elementos que são totalmente
moldados na fábrica. Após o içamento e posicionamento, os elementos que são
conectados na estrutura e nas juntas horizontais, são grauteadas. Os pisos
parcialmente pré-moldados são compostos de uma parte pré-moldada e por outra
moldada no local, as duas partes trabalham juntas no estágio final, fornecendo
composta capacidade estrutural (ACKER, 2002).
4.1.6.4.1 Pisos Completamente Pré-Moldados
4.1.6.4.1.1 Pisos de Lajes Alveolares
Seus elementos possuem alvéolos (vazios) longitudinais com o
principal propósito de reduzir o peso próprio. As lajes alveolares são principalmente
utilizadas em construções com grandes vãos, como hospitais, escolas, shoppings,
prédios industriais. Outro uso frequente é para construção de apartamentos e
residências, por suas favoráveis em custo e na rapidez da execução (ACKER,
2002).
36
FIGURA 12 - Seções transversais típicas dos elementos de laje alveolar protendida
Fonte: ACKER (2002).
São encontradas tanto em concreto protendido como em concreto
armado, onde estão disponíveis em diferentes espessuras para satisfazer diferentes
necessidades de vão e de carga (ACKER, 2002).
37
4.1.6.4.1.2 Pisos Nervurados
Geralmente, os painéis nervurados são protendidos, onde suas
principais vantagens são (ACKER, 2002):
Capacidade portante combinado com vãos grandes;
Suas extremidades podem ser chanfradas a um terço da espessura
total para formar uma junta divisória reduzindo a espessura total.
Elementos em duplo T são produzidos como padrão até de 2400 mm
de largura ou 3000 mm de largura, reduzindo o número de elementos a serem
fixados no local. Geralmente, os elementos em forma de “U”-invertido são de 600
mm de espessura.
4.1.6.4.1.3 Elementos de Cobertura
Os elementos de cobertura são principalmente utilizados em
construções comerciais e industriais, para complexos esportivos, entre outros. são
diferentes tipos de elementos, tais como elementos nervurados, chapas de
dobradiças, elementos de asa simples ou duplos, entre outros. As características
principais dos elementos são (ACKER, 2002):
São leves devido às seções transversais esbeltas;
Grandes vãos;
Superfície inferior lisa (dispensa regularização), conforme figura 13;
Algumas seções transversais típicas.
38
FIGURA 13 - Seções transversais típicas de elementos de coberturaFonte: ACKER (2002).
Geralmente são executados com concreto leve ou celular para reduzir
seu peso e melhorar as propriedades térmicas. São principalmente utilizadas em
residências e para cobertura de construções industriais e comerciais. Sua principal
vantagem é o isolamento acústico (ACKER, 2002).
4.1.6.4.2 Pisos parcialmente pré-moldados
4.1.6.4.2.1 Sistema misto com placas pré-moldadas
Este sistema é um típico piso parcialmente pré-fabricado que conta
com painéis simples ou nervurados, onde são utilizados como formas permanentes
para o concreto de preenchimento, formando um piso composto, robusto e sólido.
Os comprimentos são ajustados para os vãos, os painéis são feitos tento em
concreto armado, como protendido e sua face inferior possui acabamento liso
(ACKER, 2002).
Para assegurar uma boa interação entre concreto
pré-moldado/concreto fresco, os painéis são produzidos com armaduras treliçadas.
Ela fornece uma melhor resistência e rigidez aos elementos durante o transporte e
instalação (ACKER, 2002).
Suas principais vantagens desse método sobre o moldado no local são
que, fora o escoramento, não necessita de formas no local e a armadura positiva já
está incorporada dentre os painéis para o pré-piso. O banzo superior da treliça, na
39
região de preenchimento de concreto, atua como armadura resistente aos
momentos fletores negativos. Podendo ser projetada como uma laje continua
(ACKER, 2002).
FIGURA 14 - Exemplo de sistema misto para piso com painéis pré-moldados e armadura treliçada
Fonte: ACKER (2002)
4.1.6.4.2.2 Sistemas Compostos por Lajes com Vigotas
Esse tipo de piso composto é feito com os seguintes componentes
(ACKER, 2002):
Vigotas pré-moldadas (componentes portantes principais) posicionadas
paralelamente, com espaçamento entre 0.4 e 0.8 m umas das outras.
Os blocos pré-fabricados de preenchimento podem ser cerâmicos (Fig.
15a e 15d), de concreto normal ou leve (Fig. 15), de poliestireno expandido (Fig.
15c).
O concreto de enchimento algumas vezes pode ser combinado com
uma camada de cobertura integral de concreto, e se necessário pode ser armado.
40
FIGURA 15 - Seções transversais típicas de pisos com vigotas e blocos de enchimento
Fonte: ACKER (2002).
4.1.6.5 Escadas
As escadas pré-fabricadas impressionam devido a seu acabamento e
custo razoável, tradicionalmente, escadas pré-moldadas no local consomem muita
mão-de-obra, sendo sempre necessário um material adicional para o acabamento
final e o custo total é geralmente subestimado. Os elementos pré-moldados de
concreto para escadas são produtos industrializados, com alto grau de acabamento,
variando de superfícies lisas regulares até concreto polido (ACKER, 2002).
4.1.6.5.1 Escadas Retas
Feitas de lances individuas de escadas pré-moldadas, ou de lances e
patamares combinados. Nessa última solução pode haver níveis diferenciais nos
pavimentos e meios patamares, necessitando de um friso de acabamento ou outra
solução (ACKER, 2002).
41
FIGURA 16 - Patamares isoladosFonte: ACKER (2002).
FIGURA 17 - Patamares combinadosFonte: ACKER (2002).
42
4.1.6.5.2 Escadas Monobloco
Podem ser expirais e alto-portantes e constituem-se de uma só peça
(ACKER, 2002).
FIGURA 18 - Escadas pré-moldadas tipo monoblocoFonte: ACKER (2002)
4.1.7 Formas
Acker (2002, p. 117), cita que:
Uma propriedade importante do concreto é a sua capacidade de ser moldado em qualquer forma, possibilitando uma grande variabilidade arquitetônica. As formas dos elementos de concreto não estão limitadas às superfícies planas, mas também podem assumir superfícies arredondadas. Os contornos dos painéis podem apresentar formas simples e elegantes para um edifício moderno ou mesmo contornos clássicos para compor fachadas tradicionais com pedra natural. As fôrmas para a pré-moldagem podem ser feitas de materiais plásticos ou mesmo uma forma de borracha sintética moldada a partir de um protótipo em escala real.
Segundo Melhado e Barros (1998), a fôrma pode ser considerada
como o conjunto de componentes cujas funções principais são:
43
Dar forma ao concreto (molde);
Conter o concreto fresco e sustenta-lo até que tenha resistência;
Proporcionar textura à superfície do concreto.
As fôrmas devem apresentar algumas propriedades ou requisitos de
desempenho para que possam atender a uma função atribuída, podem se destacar
essas: Resistencia mecânica à ruptura; Resistencia contra a deformação;
Estanqueidade; Regularidade de sua geometria; Textura superficial adequada ao
seu uso; Estabilidade dimensional; Correto posicionamento da armadura. Baixa
aderência ao concreto; Facilitar o lançamento e adensamento do concreto;
Segurança; Economia;
Uma forma para desempenhar adequadamente as suas funções
apresentara de um modo geral, o seguinte percentual de custo com relação ao
edifício (figura 19):
Custo da forma = 50% do custo de produção do concreto armado;
Custo do concreto armado = 20% do custo da obra como um todo;
Custo da forma = 10% do custo global da obra (MELHADO e BARROS,
pag.6 1998).
FIGURA 19 - Custo comparativo de uma estrutura de concreto armadoFonte: MELHADO E BARROS (1998).
44
De acordo com MELHADO (1998), as fôrmas são estruturas
provisórias, porém, devem ser concebidas. Os esforços atuantes em quaisquer
peças constituintes do sistema de formas são dados por:
Peso próprio das formas;
Peso do concreto e do aço;
Sobrecarga: trabalhadores, jericas e outros equipamentos
utilizados no lançamento e adensamento;
Empuxo adicional devido a vibração.
4.1.7.1 Tipos de fôrmas
Segundo Mamede (2001), a conformação final do elemento pré-
moldado ficará condicionada ao material utilizado na confecção da forma. Para
definir o material, depende do tipo de requisito: dimensões finais, tolerâncias,
acabamentos, tipo de adensamento, tipo de cura e número de reutilizações.
Para Mamede (2001), os materiais mais utilizados nas fôrmas são o
aço e a madeira. A madeira é o material mais barato, mas o custo das fôrmas devem
ser compostos, considerando o número de reutilizações, pois a duração da fôrma de
madeira é inferior à de aço, podendo ser comprovada na tabela.
TABELA 3 - Número de reutilizações de fôrmas em função do material adotado
Material utilizado Número de reutilizaçõesMadeira s/ tratamento 20 a 80Madeira tratada 30 a 120Madeira revestida c/ aço 30 a 150Concreto/argamassa 100 a 300Plástico reforçado c/ fibra de vidro 80 a 400Aço (forma desmontável) 500 a 800Aço (forma não desmontável) 800 a 1200
Fonte: (EL DEBS, 2000).
45
Mamede (2001) afirma também que, as formas de madeira não podem
ficar em contato com a água e nem vapor. Situação que é imposta pela cura dos
pré-moldados. Madeiras estão sujeitas ao inchamento e deterioração rápida.
Antes da liberação para concretagem, as formas devem passar por
algumas verificações, dentre elas:
Dimensões – Devem estar em concordância com o projeto, e com
as tolerâncias permitidas. Cuidados com posição de furos, recortes
e saliências. Verificar: alinhamento, nivelamento, prumo e
esquadro;
Estanqueidade – Correta montagem e fechamento das partes
componentes da fôrma. Vedação eficiente;
Superfícies – Devem estar limpos, sem incrustações de concreto,
pontos de solda ou qualquer produto estranho à forma;
Desmoldantes – Aplicar uma película fina na superfície da fôrma,
remover os excessos com estopa ou pano seco.
Alguns exemplos comuns de fôrmas:
FIGURA 20 - Fôrma metálica de escada pré-moldadaFonte: Mamede (2001).
46
FIGURA 21 - Fôrma metálica de laje pré-moldadaFonte: Mamede (2001).
FIGURA 22 - Fôrma metálica de Pilar pré-moldadoFonte: Mamede (2001).
4.1.8 Transporte e Montagem
Mamede (2001) afirma que, a forma de transporte dos pré-moldados já
deve estar definida antes do planejamento do canteiro, permitindo assim uma prévia
configuração do local de armazenamento e equipamentos de içamento. Quando
produzido em próprio canteiro, é necessário o planejamento de área destinada às
unidades produtivas.
47
O transporte e manuseio de pré-moldados leves podem ser feitos por
processo manual ou com equipamentos auxiliares, como elevadores, paletes e
gruas de pequeno porte (MAMEDE, 2001).
Na etapa de produção de pré-moldados leves, os transportes
horizontais mais comuns são:
Manual, jericas ou carros porta palete, com consta na figura 23;
Empilhadeira;
Pórtico móvel.
Para transporte de concreto ou argamassa fresca até seu lançamento
nas formas, em distâncias e volumes reduzidos, “Jericas” tornam-se uma opção
eficiente (MAMEDE, 2001).
FIGURA 23 - Carrinho porta paleteFonte: MAMEDE (2001).
Segundo Mamede (apud LICHTENSTEIN, 1987, p. 139): “o emprego
do carro porta palete para a movimentação horizontal tem seu uso restringido
basicamente pela qualidade da via por onde deve transitar o carro. Em vias de má
qualidade (sobre solo, por exemplo) é praticamente inviável a sua locomoção
carregado”.
O transporte em conjunto de peças promove a redução do manuseio
de cada peça individualmente e diminui a possibilidade de danos. Já a etapa de
transporte do local de estocagem ou produção até o local de utilização, geralmente é
48
vertical, requerendo guindastes ou elevadores. Os guindastes empregados na
construção civil classificam-se em: móveis ou torre (gruas).
Carraro (1998) publicou resultados em uma pesquisa sobre tecnologia
construtiva na grande São Paulo, mostrando quais tipos de transportes verticais
mais usados. Resultado que 67% utilizam elevador de carga, enquanto apenas 11%
usavam somente grua e 22% usavam os dois tipos.
4.2 Moldados In Loco
4.2.1 Conceito dos Moldados In Loco
O conceito de Moldados in loco é uma estrutura ser moldada já em sua
posição final, e esse conceito é antigo, segundo Bastos (2006), em 1770 associaram
ferro mais pedras para formar vigas como as modernas, com barras longitudinais na
tração e transversais nas cortantes. A partir daí já se pode dizer que os “moldados in
loco” já existiam, pois eram moldados já em sua posição final.
A concretagem e a fase final de todo um processo de elaboração de
elementos de infraestrutura e superestrutura. Ela só poderá ser liberada para
execução depois de verificado se as formas estão limpas e consolidadas, se
armaduras estão posicionadas corretamente e se existir, as instalações,
devidamente embutidas.
Nessa etapa que abrange lançamento, adensamento e cura do
concreto, e extremamente importante à presença do engenheiro residente.
4.2.2 Concretagem
Segundo o site da Comunidade da Construção (2013), a concretagem
é a etapa final e de menos duração na execução das estruturas. Essa etapa
necessita de grande planejamento e cuidados, pois é nela que poderá ocorrer a
49
maioria dos erros de projeto. É sempre válida uma boa conferencia e
acompanhamento do responsável técnico.
4.2.2.1 Transporte
O transporte interfere muito na etapa da concretagem, pois é onde irá
determinar as características do concrete, como trabalhabilidade por exemplo. O
sistema escolhido deve ser tal que o lançamento seja direto na forma, evitando
depósito e transferências de equipamentos (COMUNIDADE DA CONSTRUÇÃO,
2013).
O tempo de transporte dever ser o menor possível para que o tempo no
interfira na redução da trabalhabilidade. De acordo com o grau de racionalização
proporcionado pelo sistema de transporte:
TABELA 4 - Sistema de TransportesSistema de Transporte
Capacidade
Características
Carrinho de mão
Menos de 80 litros
Concebido para movimentação de terra, seu uso é improdutivo, pois há a dificuldade de equilíbrio em apenas uma roda.
Jerica110 a 180 litros
Evolução do carrinho de mão, facilita a movimentação horizontal do concreto.
Bombas de concreto
35 a 45 m3/hora
Permite a continuidade no fluxo do material. Reduz a quantidade de mão de obra.
Grua e caçamba
15 m3/hora
Realiza a movimentação horizontal e vertical com um único equipamento. Apresenta um abastecimento do concreto descontinuado. Libera o elevador de cargas.
Fonte: COMUNIDADE DA CONSTRUÇÃO (2013).
Para a escolha e o dimensionamento do sistema de transporte do
concreto, considere:
O volume a ser concretado.
50
A velocidade de aplicação.
A distância - horizontal e vertical - entre o recebimento e a utilização.
O arranjo físico do canteiro.
4.2.2.2 Lançamento
É realizado pelo próprio equipamento de transporte. Devido à maior
probabilidade de segregação do concreto durante as operações de lançamento, a
consistência deve ser escolhida em função do sistema a ser adotado
(COMUNIDADE DA CONSTRUÇÃO, 2013).
O concreto preparado na obra deve ser lançado logo após o
amassamento, não sendo permitido intervalo superior à 1 hora após o preparo.
No concreto bombeado, o tamanho máximo dos agregados não deve
ser superior a 1/3 do diâmetro do tubo no caso de brita ou 2/5 no caso de seixo
rolado.
Em nenhuma hipótese o lançamento pode ocorrer após o início da
pega.
Nos pilares, a altura de queda livre do concreto não pode ser superior a
2 m, pois pode ocorrer a segregação dos componentes.
Nas lajes e vigas, o concreto deve ser lançado encostado à porção
colocada anteriormente, não devendo formar montes separados de concreto para
distribuí-lo depois. Esse procedimento deve ser respeitado, pois possibilita a
separação da argamassa que flui à frente do agregado graúdo.
Nas lajes, se o transporte do concreto for realizado com jericas, é
necessário o emprego de passarelas ou caminhos apoiados sobre o assoalho da
fôrma, para proteger a armadura e facilitar o transporte.
4.2.2.3 Adensamento
51
Atividade que tem como função retirar os vazios do concreto,
diminuindo a porosidade e, consequentemente, aumentando a resistência do
elemento estrutural. Tem também a função de acomodar o concreto na fôrma, para
tornar as superfícies aparentes com textura lisa, plana e estética (COMUNIDADE DA
CONSTRUÇÃO, 2013).
A energia e o tempo de adensamento dependem da trabalhabilidade do
concreto, devendo crescer no sentido do emprego de concretos de consistências
plásticas para secas. O adensamento pode ser realizado de forma manual ou
mecânica.
No adensamento manual, utilizam-se barras de aço ou de madeira, que
atuam como soquetes estreitos, que expulsam as bolhas de ar do concreto. É um
procedimento que exige experiência e tem baixa eficiência, de modo que deve ficar
restrito a serviços de pequeno porte, utilizando-se neste caso concretos com
abatimentos superiores a 8 cm, tendo as camadas de concreto uma espessura
máxima de 20 cm. Geralmente, o adensamento é realizado mecanicamente e, neste
caso, o equipamento mais utilizado é o vibrador de imersão.
Quando utilizar esse equipamento, a espessura das camadas não deve
ser superior a 3/4 do comprimento da agulha e a distância entre os pontos de
aplicação do vibrador deve ser de 6 a 10 vezes o diâmetro da agulha. Para agulhas
com diâmetros de 35 a 45 mm, as distâncias variam de 25 a 35 cm (COMUNIDADE
DA CONSTRUÇÃO, 2013).
No caso de lajes, pode-se empregar também a régua vibratória, que
tem a vantagem de nivelar e adensar simultaneamente. O manuseio desse
equipamento exige certa habilidade por parte de quem opera, além de possuir
limitações quanto às dimensões e espessura da laje (COMUNIDADE DA
CONSTRUÇÃO, 2013).
52
FIGURA 24 - Vibração cautelosa para não atingir a armaduraFonte: COMUNIDADE DA CONSTRUÇÃO (2013).
Cuidados:
Durante o adensamento, deve-se evitar a vibração da armadura, para
que não se dormem vazios ao seu redor, prejudicando a aderência da armadura ao
concreto.
Deve-se também manter uma distância de aproximadamente 10 cm da
fôrma, para não forçar excessivamente as paredes laterais.
O tempo de vibração depende da frequência de vibração, abatimento,
forma dos agregados e densidade da armadura. É melhor vibrar por períodos curtos
em pontos próximos do que por muito tempo em pontos mais distantes.
O excesso de vibração produz segregação, de modo que o
adensamento deve ser cessado quando a superfície se tornar lisa e brilhante e
quando não aparecer mais bolhas de ar na superfície.
53
4.2.2.4 Nivelamento
Também denominada sarrafeamento, é uma atividade realizada nas
lajes e vigas. A ferramenta empregada é o sarrafo, que pode ficar apoiado em
mestras, que por sua vez definem a espessura das lajes. Para essa atividade, é
recomendável que a fôrma da laje esteja nivelada, pois isso facilita o posicionamento
correto das mestras.
A fim de obter maior controle no nivelamento das lajes, pode-se
empregar taliscas ou mestras metálicas. No caso dos pilares, em vez do
nivelamento, é realizada uma conferência do prumo, pois durante a concretagem as
fôrmas podem sair do ajuste inicial (COMUNIDADE DA CONSTRUÇÃO, 2013).
4.2.2.5 Cura
Cura é o conjunto de medidas que tem como finalidade evitar a
evaporação prematura da água necessária à hidratação do cimento. Consiste em
realizar o controle do tempo, temperatura e condições de umidade após o
lançamento do concreto nas fôrmas, como demonstra a figura 26. A realização da
cura é fundamental para a garantia da resistência desejada na estrutura, pois evita a
ocorrência de fissuração plástica do concreto, uma vez que impede a perda precoce
da umidade. Essa proteção precisa ser feita atentando-se para os seguintes fatos
(COMUNIDADE DA CONSTRUÇÃO, 2013):
A cura deve ser iniciada assim que a superfície tenha resistência à
ação da água.
No caso de lajes, recomenda-se a cura por um período mínimo de 7
dias.
O concreto deve estar saturado com água até que os espaços
ocupados pela água sejam inteirados por produtos da hidratação do cimento.
Em peças estruturais mais esbeltas ou quando empregado concreto de
baixa resistência à compressão, deve-se realizar a cura com bastante cuidado, pois,
nessas situações, ocorre um decréscimo de resistência à compressão caso a cura
54
não seja realizada. As temperaturas iniciais são as mais importantes para o
concreto, sendo as baixas temperaturas mais prejudiciais ao crescimento da
resistência, enquanto as altas o aceleram. Dessa forma, no inverno, deve-se tomar
cuidado com resistências menores em idades baixas entre 7 ou 14 dias, enquanto
no verão haverá maior crescimento, desde que a cura seja realizada
adequadamente.
O melhor agente de cura é a água potável. Na impossibilidade de
utilizá-la, podem ser empregadas as películas, produtos obtidos por soluções ou
emulsões aquosas de resinas e parafinas que se depositam durante certo prazo
sobre a superfície do concreto, impedindo a dessecação prematura. Após esse
período são naturalmente destruídas ou carreadas pela ação das intempéries,
restabelecendo a superfície natural do concreto (COMUNIDADE DA
CONSTRUÇÃO, 2013).
FIGURA 25 - Tipos de CuraFonte: COMUNIDADE DA CONSTRUÇÃO: CONCRETAGEM – PRÁTICAS
55
4.2.3 Principais Elementos
Para Bastos (2006), as construções de concreto armado principiante
moldadas in loco, independentemente de serem de grande ou de médio porte,
apresentam 3 principais elementos: lajes, vigas e pilares. Esses três elementos são
considerados os 3 mais importes na estrutura de concreto armado. Além desses
elementos, podem ser usados outros tipos de elementos como: blocos, sapatas de
fundação, estacas, tubulões, consolos, vigas-parede, tirantes, etc.
Alguns dos principais elementos:
4.2.3.1 Lajes
Segundo Bastos (2006):
As lajes são os elementos planos que se destinam a receber a maior parte das ações aplicadas numa construção, como de pessoas, móveis, pisos, paredes, e os mais variados tipos de carga que podem existir em função da finalidade arquitetônica do espaço físico que a laje faz parte.
Nas lajes as cargas atuando principalmente perpendicular ao plano e
podem ser divididas em: distribuída na área o peso próprio, revestimento de piso,
entre outros, distribuídas linearmente nas paredes ou forças concentradas no pilar
apoiado sobre a laje (BASTOS, 2006).
Principalmente, as forças resultantes das lajes são descarregadas nas
vigas de apoio nas bordas, mas também podem ser transferidas diretamente para
um pilar. (BASTOS, 2006).
56
FIGURA 26 - Laje maciças de concreto armadoFonte: BASTOS (2006).
As lajes maciças são principalmente utilizadas em obras de grande
porte e/ou de vários pavimentos, como escolas, hospitais, devido ao seu custo.
Essas lajes variam com espessuras normalmente entre 7 a 15 cm (BASTOS, 2006).
FIGURA 27 - Lajes maciças sendo concretadasFonte: BASTOS (2006)
57
Os tipos de lajes moldados in loco são: maciça apoiada nas bordas,
nervurada, lisa e cogumelo. Para Bastos (2006, p. 23), “Laje maciça é um termo que
se usa para as lajes sem vazios apoiadas em vigas nas bordas. As lajes lisas e
cogumelo também não têm vazios, porém, tem outra definição”.
“Lajes cogumelo são lajes apoiadas diretamente em pilares com
capitéis, enquanto lajes lisas são as apoiadas nos pilares sem capitéis” (NBR
6118/03, item 14.7.8). Essas lajes não possuem grande parte das vigas como
principal vantagem sobre as lajes maciças só que por outro lado elas apresentam
espessuras maiores (BASTOS, 2006).
As lajes tipo lisas são usuais em quase todos tipos de estruturas,
desde das de grande porte até de médio porte, inclusive até 20 pavimentos. Elas
têm um custo menor e são mais rápidas na construção, mas elas apresentam
maiores deformações (BASTOS, 2006).
FIGURA 28 - Exemplos de lajes lisas e cogumeloFonte: BASTOS (2006).
Capitel é o um elemento na ligação entre a laje o pilar, onde a
espessura da laje é maior e tem a função de aumentar a sua capacidade de
58
resistência as forças cortantes e de flexão nessas regiões, onde ocorre sua mais alta
concentração.
FIGURA 29 - Capitel de laje cogumeloFonte: BASTOS (2006).
Como consta na NBR 6118 as “Lajes nervuradas são as lajes
moldadas no local ou com nervuras pré-moldadas, cuja zona de tração para
momentos positivos está localizada nas nervuras entre as quais pode ser colocado
material inerte” (NBR 6118/03, item 14.7.7).
59
FIGURA 30 - Laje nervurada moldada no local com bloco de concreto celular autoclavado
Fonte: BASTOS (2006).
Existem também lajes moldadas in loco onde não se utiliza
complemente de enchimentos permanente, e sim removíveis, com a demonstra a
figura a seguir:
FIGURA 31 - Lajes nervuradas sem material de enchimentoFonte: BASTOS (2006).
60
4.2.3.2 Vigas
Pela definição da NBR 6118/03 (item 14.4.1.1), vigas “são elementos
lineares em que a flexão é preponderante”.
Bastos (2006, p. 26), define as vigas como:
As vigas são classificadas como barras e são normalmente retas e horizontais, destinadas a receber ações das lajes, de outras vigas, de paredes de alvenaria, e eventualmente de pilares, etc. A função das vigas é basicamente vencer vãos e transmitir as ações nelas atuantes para os apoios, geralmente os pilares.
As ações das forças são geralmente perpendiculares ao seu eixo
longitudinal, e podem ser concentradas e distribuídas. No seu eixo longitudinal, as
vigas podem receber forças de compressão ou de tração. As vigas promovem a
estabilidade às ações verticais e horizontais das edificações por proporcionar o
contraventamento das estruturas, assim como as lajes e pilares (BASTOS, 2006).
FIGURA 32 - Viga reta de concretoFonte: BASTOS (2006).
Alguns exemplos de vigas, como vigas baldrames e vigas invertidas na
base de uma parede:
61
FIGURA 33 - Vigas baldrames para servirem de uma residênciaFonte: BASTOS (2006).
FIGURA 34 - Viga invertida na base de uma paredeFonte: BASTOS (2006).
4.2.3.3 Pilares
Pilares são “elementos lineares de eixo retos, usualmente dispostos na
vertical, em que as forças normais de compressão são preponderantes” (NBR
6118/2003, item 14.4.1.2). Os pilares são tem a função principalmente de transmitir
62
os esforços para a fundação, mas também podem transmitir para outros elementos
como vigas e lajes (BASTOS, 2006).
FIGURA 35 - PilarFonte: BASTOS (2006).
Segundo Bastos (2006, p. 30):
Os pilares são os elementos estruturais de maior importância nas estruturas, tanto do ponto de vista da capacidade resistente dos edifícios quanto no aspecto de segurança. Além da transmissão das cargas verticais para os elementos de fundação, os pilares podem fazer parte do sistema de contraventamento responsável por garantir a estabilidade global dos edifícios às ações verticais e horizontais.
63
FIGURA 36 - Pilar no edifícioFonte: BASTOS (2006).
4.2.3.4 Tubulão e Bloco de Fundação
Bastos (2006, p. 33), define:
Os blocos de fundação são utilizados para receber as ações dos pilares e transmiti-las ao solo, diretamente ou através de estacas ou tubulões.Estacas são elementos destinados a transmitir as ações ao solo, por meio do atrito ao longo da superfície de contato e pelo apoio da ponta inferior no solo.
Os blocos podem descarregar suas cargas em 1, 2, 3 estacas, e
teoricamente em n.
Segundo Bastos (2006, p. 34), “Tubulões são também elementos
destinados a transmitir as ações diretamente ao solo, por meio do atrito do fuste com
o solo e da superfície da base”.
Os blocos podem também descarregar sua caras nos tubulões, mas
assim é necessário um reforço na armadura superior (cabeça do tubulão), que passa
a receber diretamente o carregamento do pilar (BASTOS, 2006).
64
FIGURA 37 - Bloco sobre: a) estacas e b) tubulãoFonte: BASTOS (2006).
FIGURA 38 - Tubulão em vistoria e desenho esquemáticoFonte: BASTOS (2006).
65
FIGURA 39 - Desenho esquemático de bloco sobre três estacas e bloco concretado.
Fonte: BASTOS (2006).
4.2.3.5 Sapatas
Segundo Bastos (2006, p. 36) “As sapatas recebem as ações dos
pilares e as transmitem diretamente ao solo. Podem ser localizadas ou isoladas,
conjuntas ou corridas”.
As sapadas isoladas apoia somente um pilar. As sapatas conjuntas
apoiam dois ou mais pilares. Já as sapatas corridas levam esse nome por que feitas
pela longo do comprimento do elemento que se aplica o carregamento. As sapatas
são mais utilizadas em obras de pequeno porte e o solo tem boa capacidade de
suporte de carga a baixas profundidades (BASTOS, 2006).
FIGURA 40 - Sapata isolada e sapata corridaFonte: BASTOS (2006).
66
FIGURA 41 - Detalhe da armação de uma sapata isoladaFonte: BASTOS (2006).
4.2.4 Formas
Conforme Acker (2002), uma propriedade importante do concreto e a
de ser moldado em qualquer forma. As formas tem a função de dar forma ao
concreto fresco na geometria desejada, promover a textura requerida ao concreto e
suportar o concreto fresco até conseguir resistência para auto suporte.
4.2.4.1 Formas de Madeira
Formas de madeiras são mais comumente usadas, por seu baixo
preço, praticidade do carpinteiro, uso de ferramenta pouco complexas e
relativamente baratos. As fôrmas são construídas e sua grande maioria em tabuas
de pinho (araucária – pinheiro do Paraná), sendo chamado de pinho de terceira
categoria. Os elementos mais comuns são as tabuas, sarrafos e pontaletes (UEPG –
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA, 2013).
Alguns modelos de formas de madeira para concreto:
67
FIGURA 42 - Tipos de cortes de madeira para formasFonte: UEPG (2013).
FIGURA 43 - Formas de madeira para pilarFonte: UEPG (2013).
68
FIGURA 44 - Forma de madeira para vigasFonte: UEPG (2013).
Fonte: Madeirit
longarina
cunha
escora
tirante
cunha
Mão-francesaprumo
tensor
gastalho
Sarrafonivelamento
Painel dalaje
garfo
guia
gravata
FIGURA 45 - Esquema geral de montagem de formas de madeiraFonte: UEPG (2013).
4.2.4.1.1 Chapas Compensadas
Normalmente são usadas em substituição às tábuas nos painéis das
formas dos elementos de concreto armado. São apropriadas para o concreto
aparente, apresentando um acabamento superior ao conseguido com painéis de
69
tábuas. Nas obras correntes são utilizadas chapas resinadas, por serem mais
baratas e nas obras onde se requer melhor acabamento, exige-se o uso de chapas
plastificadas, que embora de maior custo, obtém-se um maior número de
reaproveitamento.
No caso da utilização de chapas é recomendável estudar o projeto de
fôrmas a fim de aperfeiçoar o corte de maneira a reduzir as perdas. As bordas
cortadas devem ser pintadas com tinta apropriada para evitar a infiltração de
umidade e elementos químicos do concreto entre as lâminas, principal fator de
deterioração das chapas.
Quando for usar painéis de chapas de compensados para moldar
paredes, vigas altas, pilares de grandes dimensões e bases para assoalhados (lajes)
será conveniente reforçar as chapas a fim de obter um melhor rendimento pelo
aumento da inércia das chapas. Para isso pode-se utilizar reforços de madeira
(ripamento justaposto), peças metálicas ou ainda sistemas mistos de peças de
madeira e metálicas (UEPG, 2013).
Ripas de 1”x2”
A
A
Corte AA
Chapa compensada 1,10x2,20 m
FIGURA 46 Chapa compensada reforçadaFonte: UEPG (2013).
70
4.2.4.2 Escoras Metálicas
Os escoramentos metálicos são pontaletes tubulares extensíveis com
ajustes a cada 10 cm, com chapas soldadas na base servindo como calço. No topo
da peça também pode haver uma chapa em “U”, para servir de apoio as peças de
madeira. Alguns cuidados devem ser tomados em relação ao pontalete de madeira,
como uso de placas para apoio em terrenos sem contrapiso, cargas centradas e
pontaletes aprumados (UEPG, 2013).
Forcado p/ caibros
ext
ensíve
l
H
Altura (H) variando de1,80m a 3,30 m
FIGURA 47 - Pontalete de aço extensívelFonte: UEPG (2013).
4.2.4.3 Formas Metálicas
São chapas metálicas de diversas espessuras dependendo das
dimensões dos elementos a concretar e dos esforços que deverão resistir. Os
painéis metálicos são indicados para a fabricação de elementos de concreto pré-
moldados, com as fôrmas permanecendo fixas durante as fases de armação,
lançamento, adensamento e cura. Em geral possuem vibradores acoplados nas
71
próprias fôrmas. Nas obras os elementos metálicos mais usados são as escoras e
travamentos. Embora exijam maiores investimentos, as vantagens do uso de fôrmas
metálicas dizem respeito a sua durabilidade (UEPG, 2013).
4.2.4.4 Formas Mistas
Geralmente são compostas de painéis de madeira com travamentos e
escoramentos metálicos. As partes metálicas têm durabilidade quase que infinita (se
bem cuidadas) e as peças de madeira tem sua durabilidade restrita a uma obra em
particular ou com algum aproveitamento para outras obras (UEPG, 2013).
Fonte: Madeirit
tensor
gastalho
.
..
..
..
..
.
..
..
..
..
.
..
..
..
.
..
..
..
..
.
..
..
..
..
sarrafonivelamento
sarrafonivelamento
treliçatelescópica
cimbramento
escoraspontaletes
perfil I
perfil U
FIGURA 48 - Esquema geral de montagem com formas mistasFonte: UEPG (2013).
4.3 Concreto
72
4.3.1 História do Concreto
Segundo Bastos (2006), os primeiros materiais a serem empregados
nas construções antigas foram a pedra natural e a madeira, por estarem disponíveis
na natureza. O ferro, o aço e o concreto só foram empregados nas construções
séculos mais tarde.
Bastos (2006, p.1) cita que:
O material considerado ideal para as construções é aquele que apresenta conjuntamente as qualidades de resistência e durabilidade. A pedra, muito usada nas construções antigas, tem resistência à compressão e durabilidade muito elevadas, porém, tem baixa resistência à tração. A madeira tem razoável resistência, mas a durabilidade é limitada. O ferro e o aço têm resistência elevada, mas a durabilidade também é limitada em consequência da corrosão que podem sofrer. O concreto armado surgiu da necessidade de aliar a durabilidade da pedra com a resistência do aço, com as vantagens do material composto poder assumir qualquer forma, com rapidez e facilidade, e com o aço envolvido e protegido pelo concreto para evitar a sua corrosão. Os materiais de construção feitos à base de cimento, chamados “materiais cimentícios”, podem ser considerados os materiais mais importantes produzidos pelo homem, porque lhe possibilitou construir as edificações e todas as principais obras de que necessitava para viver, como por exemplo as habitações, fortificações, aquedutos, barragens, obras sanitárias, pontes, rodovias, escolas, hospitais, teatros, igrejas, museus, palácios, entre tantos outros tipos de construção.
O concreto só teve esse grande uso e desenvolvimento devido a sua
abundancia das matérias primas e em casa quase todas as régios e também por sua
grande versatilidade para aplicação e várias formas (BASTOS, 2006).
De acordo com Bastos (2006, p. 1), pondera-se que:
Na antiguidade foram os romanos os que mais se destacaram na aplicação dos concretos e argamassas, que lhes possibilitou criar espaços amplos em forma de arco, abóbadas e cúpulas, de grandes dimensões. Combinando o concreto da época com tijolos de argila, pedra e outros materiais naturais, conseguiram produzir obras magníficas, inéditas até aquele período, que trouxeram grande desenvolvimento e revolucionaram a Arquitetura da época.
73
O Panteão, foi construído em 27 a.C. com concreto de diferente
matérias e em forma abóbada e o Coliseu. O Coliseu foi construído entre 69 e 79
d.C., sendo a maior obra construída pelos romanos, mesclando pedras e concreto.
Essas duas construções foram uns dos exemplos mais marcantes do uso de
concreto na época.
4.3.2 Concreto Armado
O concreto é um material que apresenta baixa resistência às tensões
de tração, e alta resistência à compressão. Eles resistem apenas a 10% de sua
resistência de compressão a tração. Sendo assim, uma grande necessidade de um
material com grande resistência a traça, que é o aço, para que nesse conjunto eles
possam resistir a esses esforços. Nessa junção surge o nome chamado de “concreto
armado”, onde as barras de armadura absorvem as tensões de tração e o concreto
absorvem as tenções de tração e o concreto absorve as tensões de compressão,
onde também as barras de aço podem atuar, típicos em pilares por exemplo.
(BASTOS, 2006)
Para que o conjunto haja com eficiência é essencial e obrigatório que
ocorra aderência entre o concreto e a armadura, pois não basta somente juntar os
dois materiais para ter um sistema de concreto armado atuante. (BASTOS, 2006). O
aço deve ter sobre saliências para que o concreto consiga se aderir melhor as
barras.
Em resumo, pode-se definir o concreto armado como “a união do
concreto simples e de um material resistente à tração (envolvido pelo concreto) de
tal modo que ambos resistam solidariamente aos esforços solicitantes”. De forma
esquemática pode-se indicar que concreto armado é: (BASTOS, 2006).
74
FIGURA 49 - Esquema de Concreto ArmadoFonte: Acervo do Autor
A NBR 6118/03 (item 3.1.3) define:
Elementos de concreto armado: “aqueles cujo comportamento
estrutural depende da aderência entre concreto e armadura e nos quais não se
aplicam alongamentos iniciais das armaduras antes da materialização dessa
aderência”.
Armadura passiva é “qualquer armadura que não seja usada para
produzir forças de protensão, isto é, que não seja previamente alongada”.
A armadura do concreto armado é chamada “armadura passiva”, o que
significa que as tensões e deformações nela aplicadas devem-se exclusivamente
aos carregamentos aplicados nas peças onde está inserida (BASTOS, 2006).
FIGURA 50 - Viga de concreto simples (a) e armado (b)Fonte: PFEIL (apud BASTOS, 2006).
Os dois materiais (aço + concreto) só conseguem trabalhar juntos por
que os coeficientes de dilatação térmica dos materiais são praticamente iguais.
Concreto Simples Armadura Aderência Concreto
Armado
75
Outros aspectos positivos é que o concreto protege o aço da corrosão (oxidação),
pois ele preenche um espaço entre o ambiente e a armadura (cobrimento),
garantindo a eficiência e a durabilidade do conjunto (BASTOS, 2006).
4.3.3 Concreto Protendido
Segundo Bastos (2006), o concreto protendido é um melhoramento do
concreto armado, onde basicamente é aplicado tensões de compressão nas regiões
da peça. Com o carregamento, as peças serão tracionadas, assim as tensões de
tração diminuirão ou até serão anulado. Com a protensão corrige-se a característica
negativa de baixa resistência do concreto.
A Figura a seguir ilustra os diagramas de tensão num caso simples de
aplicação de tensões prévias de compressão numa viga.
FIGURA 51 - Aplicação de protensão numa viga biapoiadaFonte: BASTOS (2006).
76
A NBR 6118/03 (item 3.1.4) define:
Elementos de concreto protendido: “aqueles nos quais parte das
armaduras é previamente alongada por equipamentos especiais de protensão com a
finalidade de, em condições de serviço, impedir ou limitar a fissuração e os
deslocamentos da estrutura e propiciar o melhor aproveitamento de aços de alta
resistência no estado limite último (ELU – Estado de Limite Ultimo)”.
Armadura ativa (de protensão): “constituída por barra, fios isolados ou
cordoalhas, destinada à produção de forças de protensão, isto é, na qual se aplica
um pré-alongamento inicial”.
De acordo com Bastos (2006), os tipos de protensão são:
São diversos os sistemas de protensão aplicados nas fábricas e nos canteiros de obra. No sistema de pré-tensão, por exemplo, a protensão se faz pelo estiramento (tracionamento) da armadura ativa (armadura de protensão) dentro do regime elástico, antes que haja a aderência entre o concreto e a armadura ativa. Terminado o estiramento o concreto é lançado para envolver a armadura de protensão e dar a forma desejada à peça. Decorridas algumas horas ou dias, tendo o concreto a resistência mínima necessária, o esforço que estirou a armadura é gradativamente diminuído, o que faz com que a armadura aplique esforços de compressão ao concreto ao tentar voltar ao seu estado inicial de deformação zero. Esse sistema de protensão é geralmente utilizado na produção intensiva de grande quantidade de peças nas fábricas.
4.3.4 Armadura
Segundo Marcellino (2010), nas estruturas de concreto armado as
barras e os fios são posicionados no interior dos elementos estruturais de modo a
absorver esforços específicos. Nos elementos onde sofrem tração, são utilizados
essas barras devido sua maior resistência a tração, como por exemplo, em vigas e
lajes. Nos elementos onde sofrem compressão, a aderência entre o aço e o concreto
permite o trabalho conjunto para absorverem os tensões de compressão, desde que
tomem cuidado para que não ocorra flambagem ou desvio de linearidade das barras,
onde para isso são usados estribos no sentido perpendicular a tensão.
No Brasil, é muito viável economicamente se adotar o sistema das
estruturas de concreto armado nas obras, pois as disponibilidades com que se
77
obtêm os componentes do concreto e a facilidade comercial de se encontrarem as
barras e fios de aço, onde o país é grande produtor de minério de ferro e o baixo
custo de obtenção. No ponto de vista econômico, o conjunto do aço mais concreto
consegue aliar resistência mecânica, trabalhabilidade e disponibilidade
(MARCELLINO, 2010).
Atualmente existem vários tipos de aço para os sistemas estruturais e
se caracterizam pelas formas e dimensões da seção transversal e pelo processo de
fabricação. Os tipos de aço que será utilizado na obra são determinados na fase do
projeto e é determinado pela função e o sistema que será utilizado ser o armado ou
protendido e a disponibilidade do material na região (MARCELLINO, 2010).
4.3.4.1 Aderência
O sistema de concreto armado só ocorre devido a aderência entre o
concreto e a armadura. Qualitativamente a aderência pode ser dividida em
aderência por adesão, aderência por atrito e aderência mecânica.
A aderência é a propriedade que impede o deslocamento relativo entre
o concreto e o aço. Assim a associação dos materiais (concreto e aço), transferem
os esforços de uma parte do elemento para outra parte e para o outro material.
Segundo Marcellino (2010), os tipos de aderência são:
1. Aderência por Adesão: É a colagem proporcionada pelas ligações
físico-químicas entre as barras de aço e a pasta de cimento. Essa parcela não é
considerada por ser afetada por pequenos deslocamentos relativos entre a
armadura e o concreto.
2. Aderência por Atrito: O coeficiente de atrito entre os dois materiais é de
0,3 a 0,6 pode ser considerado alto e é devido à rugosidade da superfície das barras
de aço. Mas também não se considera essa parcela de aderência para determinar o
comprimento de ancoragem.
3. Aderência Mecânica: As barras ou fios de aço, mesmo sendo lisas,
apresentam alguma rugosidade superficial por causa do processo de fabricação.
Essa rugosidade proporciona uma aderência mecânica mostrada na figura a seguir.
78
FIGURA 52 - Ilustração das aderências da barra lisa (CA-25) e nervuradas (CA-50 e CA-60)
Fonte: Marcellino (2010).
4.3.4.2 Emendas
Segundo Marcellino (2010), os tipos de emendas das barras são: por
traspasse, por luvas com preenchimento metálico ou rosqueados, por solda e por
outros dispositivos devidamente justificados.
4.3.5 Dosagem de Concreto
Segundo Tutikian e Helene (2011, p. ):
Entende-se por estudo de dosagem dos concretos de cimento Portland são os procedimentos necessários à obtenção da melhor proporção entre os materiais constitutivos do concreto, também conhecido por traço. Essa proporção ideal pode ser expressa em massa ou em volume, sendo preferível e sempre mais rigorosa a proporção expressa em massa seca de materiais.
Os principais materiais passíveis de uso no concreto e são utilizados
para estudo de dosagem são (TUTIKIAN E HELENE, 2011):
Os vários cimentos;
Os agregados miúdos;
Os agregados graúdos;
79
A água;
O ar incorporado;
O ar aprisionado;
Os aditivos;
As adições;
Os pigmentos;
As fibras;
Um estudo de dosagem deve ser realizado visando obter a mistura
ideal e mais econômica, numa determinada região e com os materiais ali
disponíveis, para atender uma série de requisitos. Essa série será maior ou menor,
segundo a complexidade do trabalho a ser realizado e segundo o grau de
esclarecimento técnico e prático do usuário do concreto que demandou o estudo
(TUTIKIAN E HELENE, 2011).
Atualmente o estudo de dosagem é mais utilizado para construir mais
com menos consumo de matéria prima. Em alguns casos, o aumento da resistência
mecânica pode reduzir muito o consumo de concreto, principalmente em pilares.
Isso se deve pela evolução do cimento Portland que tem apresentado um melhor
desempenho mecânico nos últimos anos (TUTIKIAN E HELENE, 2011).
Hoje, o mercado e as técnicas construtivas exigem vários tipos de
concretos. Para cada, existe uma literatura especializada e uma série de métodos de
dosagem que prometem obter o concreto ideal e de melhor custo possível, sem
perder suas principais características. Tuitikian e Helene (2011, p. 4) dizem que:
“Essa grande oferta de alternativas está transformando cada vez mais a atividade de
dosagem numa atividade específica, complexa e dispendiosa”.
Nas obras, muitos engenheiros civis se orgulham de produzir e
empregar um suas obras concretos com dosagem feitas por eles. Essas dosagens
concluem concretos de características e custos muitos acimas do necessário, pois
cabe ao tecnologista de concreto com as exigências necessárias, assim realizarão a
dosagem mais econômica para o concreto. Muitos também, por omissão ou falta de
conhecimentos alteram a dosagem e comprometem a segurança, a durabilidade, a
deformidade e os custos futuros de manutenção (TUTIKIAN E HELENE, 2011).
4.3.6 Tipos de Cimentos
80
O principal constituinte do cimento é o clínquer, material sinterizado e
peletizado, resultante da calcinação a aproximadamente 1450 ºC de uma mistura de
calcário e argila e eventuais corretivos químicos de natureza silicosa, aluminosa ou
ferrífera, empregados de modo a garantir o quimismo da mistura. (ABCP –
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND, 2013)
Segundo a ABCP (2013), o mercado nacional dispõe de 8 opções, que
atendem com igual desempenho aos mais variados tipos de obras. O cimento
Portland comum (CP I) é referência, por suas características e propriedades, aos 11
tipos básicos de cimento Portland disponíveis no mercado brasileiro. São eles:
TABELA 5 - Tipos de cimento fabricados no Brasil
81
Fonte: ABCP (2002).
4.3.6.1 Cimento Portland Comum CP I e CP I-S (NBR 5732)
Um tipo de cimento portland sem quaisquer adições além do gesso que
é utilizado como retardador da pega, é muito adequado para o uso em construções
de concreto em geral quando não há exposição a sulfatos do solo ou de águas
subterrâneas.
O Cimento Portland comum é usado em serviços de construção em
geral, quando não são exigidas propriedades especiais do cimento. Também é
oferecido ao mercado o Cimento Portland Comum com Adições CP I-S, com 5% de
material pozolânico em massa, recomendado para construções em geral, com as
mesmas características (ABCP, 2013).
4.3.6.2 Cimento Portland CP II (NBR 11578)
82
O Cimento Portland Composto é modificado. Gera calor numa
velocidade menor do que o gerado pelo Cimento Portland Comum. Seu uso,
portanto, é mais indicado em lançamentos maciços de concreto, onde o grande
volume da concretagem e a superfície relativamente pequena reduzem a
capacidade de resfriamento da massa. Este cimento também apresenta melhor
resistência ao ataque dos sulfatos contidos no solo. Recomendado para obras
correntes de engenharia civil sob a forma de argamassa, concreto simples, armado
e protendido, elementos pré-moldados e artefatos de cimento (ABCP, 2013). Veja as
recomendações de cada tipo de CP II:
a) Cimento Portland CP II-Z (com adição de material pozolânico):
Empregado em obras civis em geral, subterrâneas, marítimas e industriais. E para
produção de argamassas, concreto simples, armado e protendido, elementos pré-
moldados e artefatos de cimento. O concreto feito com este produto é mais
impermeável e por isso mais durável.
b) Cimento Portland Composto CP II-E com adição de escória granulada
de alto-forno: Composição intermediária entre o cimento portland comum e o
cimento portland com adições (alto-forno e pozolânico). Este cimento combina com
bons resultados o baixo calor de hidratação com o aumento de resistência do
Cimento Portland Comum. Recomendado para estruturas que exijam um
desprendimento de calor moderadamente lento ou que possam ser atacadas por
sulfatos.
c) Cimento Portland Composto CP II-F com adição de material
carbonático - fíler: Para aplicações gerais. Pode ser usado no preparo de
argamassas de assentamento, revestimento, argamassa armada, concreto simples,
armado, protendido, projetado, rolado, magro, concreto-massa, elementos pré-
moldados e artefatos de concreto, pisos e pavimentos de concreto, solo-cimento,
dentre outros.
83
4.3.6.3 Cimento Portland de Alto Forno CP III (com escória - NBR 5735)
Segundo a ABCP, o CP III apresenta maior impermeabilidade e
durabilidade, além de baixo calor de hidratação, assim como alta resistência à
expansão devido à reação álcali-agregado, além de ser resistente aos sulfatos. É um
cimento que pode ter aplicação geral em argamassas de assentamento,
revestimento, argamassa armada, de concreto simples, armado, protendido,
projetado, rolado, magro e outras. Mas é particularmente vantajoso em obras de
concreto-massa, tais como barragens, peças de grandes dimensões, fundações de
máquinas, pilares, obras em ambientes agressivos, tubos e canaletas para
condução de líquidos agressivos, esgotos e efluentes industriais, concretos com
agregados reativos, pilares de pontes ou obras submersas, pavimentação de
estradas e pistas de aeroportos.
4.3.6.4 Cimento Portland CP IV (com pozolana - NBR 5736)
Para obras correntes, sob a forma de argamassa, concreto simples,
armado e protendido, elementos pré-moldados e artefatos de cimento. É
especialmente indicado em obras expostas à ação de água corrente e ambientes
agressivos. O concreto feito com este produto se torna mais impermeável, mais
durável, apresentando resistência mecânica à compressão superior à do concreto
feito com Cimento Portland Comum, a idades avançadas. Apresenta características
particulares que favorecem sua aplicação em casos de grande volume de concreto
devido ao baixo calor de hidratação (ABCP, 2013).
4.3.6.5 Cimento Portland CP V ARI - (Alta Resistência Inicial - NBR 5733)
Com valores aproximados de resistência à compressão de 26 MPa a 1
dia de idade e de 53 MPa aos 28 dias, que superam em muito os valores normativos
84
de 14 MPa, 24 MPa e 34 MPa para 1, 3 e 7 dias, respectivamente, o CP V ARI é
recomendado no preparo de concreto e argamassa para produção de artefatos de
cimento em indústrias de médio e pequeno porte, como fábricas de blocos para
alvenaria, blocos para pavimentação, tubos, lajes, meio-fio, mourões, postes,
elementos arquitetônicos pré-moldados e pré-fabricados. Pode ser utilizado no
preparo de concreto e argamassa em obras desde as pequenas construções até as
edificações de maior porte, e em todas as aplicações que necessitem de resistência
inicial elevada e desforma rápida. O desenvolvimento dessa propriedade é
conseguido pela utilização de uma dosagem diferente de calcário e argila na
produção do clínquer, e pela moagem mais fina do cimento. Assim, ao reagir com a
água o CP V ARI adquire elevadas resistências, com maior velocidade (ABCP,
2013).
4.3.6.6 Cimento Portland CP (RS) - (Resistente a sulfatos - NBR 5737)
Segundo a ABCP (2013), o CP-RS oferece resistência aos meios
agressivos sulfatados, como redes de esgotos de águas servidas ou industriais,
água do mar e em alguns tipos de solos. Pode ser usado em concreto dosado em
central, concreto de alto desempenho, obras de recuperação estrutural e industriais,
concretos projetado, armado e protendido, elementos pré-moldados de concreto,
pisos industriais, pavimentos, argamassa armada, argamassas e concretos
submetidos ao ataque de meios agressivos, como estações de tratamento de água e
esgotos, obras em regiões litorâneas, subterrâneas e marítimas. De acordo com a
norma NBR 5737, cinco tipos básicos de cimento - CP I, CP II, CP III, CP IV e CP V-
ARI - podem ser resistentes aos sulfatos, desde que se enquadrem em pelo menos
uma das seguintes condições:
a) Teor de aluminato tricálcico (C3A) do clínquer e teor de adições
carbonáticas de no máximo 8% e 5% em massa, respectivamente;
b) Cimentos do tipo alto-forno que contiverem entre 60% e 70% de
escória granulada de alto-forno, em massa;
85
c) Cimentos do tipo pozolânico que contiverem entre 25% e 40% de
material pozolânico, em massa;
d) Cimentos que tiverem antecedentes de resultados de ensaios de longa
duração ou de obras que comprovem resistência aos sulfatos.
4.3.6.7 Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC) - (NBR 13116)
O Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC) é designado
por siglas e classes de seu tipo, acrescidas de BC. Por exemplo: CP III-32 (BC) é o
Cimento Portland de Alto-Forno com baixo calor de hidratação, determinado pela
sua composição. Este tipo de cimento tem a propriedade de retardar o
desprendimento de calor em peças de grande massa de concreto, evitando o
aparecimento de fissuras de origem térmica, devido ao calor desenvolvido durante a
hidratação do cimento (ABCP, 2013).
4.3.6.8 Cimento Portland Branco (CPB) - (NBR 12989)
O Cimento Portland Branco se diferencia por coloração, e está
classificado em dois subtipos: estrutural e não estrutural. O estrutural é aplicado em
concretos brancos para fins arquitetônicos, com classes de resistência 25, 32 e 40,
similares às dos demais tipos de cimento. Já o não estrutural não tem indicações de
classe e é aplicado, por exemplo, em rejuntamento de azulejos e em aplicações não
estruturais.
Pode ser utilizado nas mesmas aplicações do cimento cinza. A cor
branca é obtida a partir de matérias-primas com baixos teores de óxido de ferro e
manganês, em condições especiais durante a fabricação, tais como resfriamento e
moagem do produto e, principalmente, utilizando o caulim no lugar da argila. O
índice de brancura deve ser maior que 78%. Adequado aos projetos arquitetônicos
mais ousados, o cimento branco oferece a possibilidade de escolha de cores, uma
vez que pode ser associado a pigmentos coloridos (ABCP, 2013).
86
4.3.7 Agregados
Segundo Bastos (2006), os agregados são os materiais granulosos e
inertes que fazem parte da composição do concreto. Os agregados fazem parte de
70% da composição do concreto e são os matéria de menor custo em relação aos
outros componentes.
Os agregados podem ser classificados quanto a sua origem e podem
ser naturais ou artificiais. Os naturais são aqueles que são encontrado na natureza e
são utilizados sem qualquer alteração, como areias de rios. Os artificiais são aquele
que são retirados na natureza com uma forma e são transformados para serem
utilizados, como as britas originárias da trituração de rochas. Os agregados podem
também ser classificados em leves, normais e pesados (BASTOS 2006).
A granulometria dos materiais irão influenciar no uso, no acabamento
desejado e na sua resistência.
4.3.7.1 Agregados miúdos
São determinados, segundo classificação de dimensão, que todo os
grãos que tenham diâmetro máximo igual ou inferior até 4,8 mm. Como exemplo
mais comuns às areais (BASTOS, 2006).
87
FIGURA 53 - Agregado miúdo (areia)Fonte: BASTOS (2006).
4.3.7.2 Agregado Graúdo
Segundo classificação de dimensão, todos grão com diâmetro máximo
superior a 4,8 mm, são determinados como agregados graúdos.
As britas (agregados artificiais) que são os agregados graúdos mais
utilizados para constituir o concreto e tem as seguintes numerações e dimensões
máximas (BASTOS, 2006):
Brita 0 – 4,8 a 9,5 mm;
FIGURA 54 - brita 0 (pedrisco)Fonte: BASTOS (2006).
88
Brita 1 – 9,5 a 19 mm;
FIGURA 55 - Brita 1Fonte: BASTOS (2006).
Brita 2 – 19 a 38 mm;
FIGURA 56 - Brita 2Fonte: BASTOS (2006).
89
Brita 3 – 38 a 76 mm;
FIGURA 57 - Brita 3Fonte: Acervo do Autor
Pedra-de-mão - > 76 mm.
4.3.8 Água
É extremamente necessário o uso de água para que ocorra a chamada
hidratação no concreto, que é a reação do química do cimento, que garantir que o
cimento atinja a resistência e a durabilidade desejada do concreto (BASTOS, 2006).
O fator água/cimento é de extrema importância na produção do concreto. A
resistência a estanqueidade, a durabilidade estão diretamente ligados à quantidade
de água que é adicionada na mistura.
A água também tem a função de lubrificar o concreto e dar a
trabalhabilidade desejada, facilitando no seu transporte, adensamento e lançamento
(BASTOS, 2006).
É importe que a água utilizada no concreto seja de boa qualidade.
Todos a água potável para beber pode ser utilizada para o concreto. Águas não
potável devem atender aos requisitos da norma NBR 6118 para serem utilizadas
como água de amassamento e cura.
90
4.3.9 Aditivos
São produtos adicionados ao concreto com a finalidade de melhorar ou
modificar suas características. Se usados corretamente facilitam a trabalhabilidade,
diminui a segregação, a pega, o endurecimento, o conteúdo de ar ou de outros
gases no concreto, a resistência a ações físicas, as ações mecânicas, ações
químicas, melhora a durabilidade e a resistência mecânica do concreto (AMORIM,
2010).
4.3.10 Outros Tipos de Concreto
Por ser o concreto um produto resultante da misturas de vários
materiais, onde se pode variar a quantidade de cada matéria prima produzindo
assim uma grande gama de tipos de concreto, em que a escolha depende do local
onde será aplicado (FRANÇA, 2004).
Para França (2004), os tipos são: magro, ciclópico, convencional,
bombeável auto adensável, projetado, aparente, arquitetônico, leve, pesado,
compactado com rolo, para pavimento rígido, de alto desempenho e com fibras.
4.3.11 Controle Tecnológico
Segundo o site Comunidade da Construção (2013), o controle
tecnológico do concreto é de extrema importância para avaliar o desempenho do
concreto. É o controle que pode confirmar se o material apresenta ou não as
características indicadas no projeto, além de identificar e corrigir problemas de
eventual não conformidade com o projeto. Basicamente são dois momentos para a
execução do controle, como descreve o esquema a seguir:
91
FIGURA 58 - Esquema de Controle TecnológicoFonte: COMUNIDADE DA CONSTRUÇÃO (2013)
4.3.11.1 Concreto Fresco
No recebimento do concreto, primeiramente se verifica o documento de
entrega (nota fiscal) e confere-se se as características de documentos são iguais as
características do projeto. Além disso, deve-se realizar o rastreamento, que é onde o
concreto foi utilizado, identificando a nota fiscal, para que se posteriormente o
concreto não atinja a resistência definida em projeto possa ser retirado de onde foi
executado ou até, se consultado com projetista, se é possível a utilização do mesmo
com essa resistência COMUNIDADE DA CONSTRUÇÃO (2013).
Após esses procedimentos devem-se realizar os seguintes ensaios:
amostragem do concreto fresco, conforme ABNT NBR NM 33.1998; ensaio de
abatimento, que é o “slump test”, conforme ABNT NBR 67; realiza a moldagem dos
corpos-de-prova (CPs), conforme NBR 5738:2003; determinação do teor de ar
incorporado e da massa específica no estado fresco, conforme ABNT NBR 9833
(2009).
Controle tecnológico do concreto
Estado Fresco
Recebimento
Consistencia (a/c)
Estado Endurecido
Aceitação
Resistência a compreção
92
FIGURA 59 - Realização de “Slump Test”Fonte: COMUNIDADE DA CONSTRUÇÃO (2013).
4.3.11.2 Concreto Endurecido
Neste caso, os ensaios são realizados em corpos-de-prova moldados
durante a concretagem. Os resultado obtidos vão determinar a aceitação ou a
reprovação do lote de concreto controlado COMUNIDADE DA CONSTRUÇÃO
(2013).
Ensaio de Consistência (abatimento): destinado ao concreto dosado
em central, devendo ser realizado em todas as betoneiras.
Ensaio de Resistencia à Compressão (ABNT NBR 5738): Os corpos-
de-prova cilíndricos moldados durante a concretagem, são submetidos a
compressão por uma prensa nas idades determinadas. Os resultados obtidos
nesses ensaios vão determinar a aceitação ou rejeição dos lotes.
93
FIGURA 60 - Ensaio de Resistencia à compressãoFonte: COMUNIDADE DA CONSTRUÇÃO (2013).
Segundo Silva (2010), fixa a condição característica da obra pela
resistência do concreto (fck) estipulada no projeto, na idade de "f "dias (efetiva),
definida pela expressão:
Fcj=fck+1,65∗sd
O desvio padrão é defino pela seguinte expressão:
O valor do desvio padrão do concreto irá depender da condição
específica da obra. Segundo a ABNT, se não for conhecido o desvio padrão, os
desvio serão aplicados em relação aos tipos e condições do controle a serem
empregados.
94
a) Condição A
Aplicável a concreto de classe C10 à C80 (fck 10 à 80 MPa);
Cimento e agregado medido em massa;
Água medida em massa ou volume com dispositivo dosador;
Determinações precisas e frequentes da umidade dos agregados;
Proposta do sd = 4,0 Mpa
b) Condição B
Aplicável a concretos de classe C10 à C20 (fck 10 à 20 MPa);
Cimento em massa;
Agregado em volume;
Água em volume com dispositivo dosador;
Correção da umidade em pelo menos três vezes da mesma turma de
concretagem;
Volume do agregado miúdo corrigido pela curva de inchamento;
Proposta do sd = 5,5 Mpa
c) Condição C
Aplicável a concretos da classe C10 à C15 (fck 10 a 15 MPa);
Cimento em massa;
Água em volume;
Umidade estimada;
Exige-se para esta condição o consumo mínimo de cimento = 350
kg/m3;
Proposta do sd = 7,0 MPa
95
d) CONDIÇÃO D
O desvio padrão (sd) poderá ser igual ao sd de 20 exemplares feito na
obra.
Tabela 6 - Condições ACI 214/86
CONDIÇÃO SD
Condição A 2,8 a 3,5 Mpa
Condição B 3,5 a 4,2 Mpa
Condição C 4,2 a 4,9 Mpa
96
5 DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
Dentre as principais etapas de cada sistema, serão discutidas
separadamente, sendo elas planejamento; fabricação e concretagem; tempo e
velocidade; formas moldantes; transporte, montagem e modulação; controle de
qualidade e mão-de-obra; sustentabilidade; custos.
Planejamento: Para a execução dos pré-moldados é necessário um
maior planejamento em relação ao sistema in loco, denominado de convencional,
pois o sistema normalmente é modulado e o tempo da execução é diferente deste.
Nos sistemas convencionais, a construção percorre o tempo
gradativamente, já na execução dos pré-moldados o tempo de montagem é bem
mais rápido. Mesmo a montagem sendo rápida a fabricação leva um tempo
considerável, onde o planejamento deverá levar em conta esse tempo necessário
para sua fabricação, para que a vantagem da velocidade prevaleça. O tempo de
fabricação pode variar com a empresa que o fabricará, se tiver o produto desejado
em estoque, ou se será necessário contar o tempo da fabricação.
Esse maior planejamento tem a vantagem de prever também os
possíveis problemas, assim agilizando e evitando erro na execução e na fabricação.
Nessa fase pode haver uma melhor preparação do canteiro de obra para a
montagem, o transporte e melhor momento para a execução, para que não
atrapalhe os outros processos da obra.
Fabricação e Concretagem: As estruturas do sistema de pré-moldados
podem ser fabricadas no canteiro, mas é usual e prático, a fabricação em fábricas
que dão uma maior assistência e controle.
Na fábrica, o controle tecnológico é maior, por ter uma grande
quantidade de concreto utilizado diariamente, sendo possível a construção de uma
usina de concreto onde haverá uma dosagem deste material com maior controle,
podendo ser utilizadas balanças para dosar as medidas corretas de cada agregado
e misturadores, para se ter uma mistura mais homogênea, diminuindo o desperdício
de material, dos custos e aumentando a qualidade do traço, que resultará em um
concreto com a resistência desejada.
A padronização na fabricação dos pré-moldados geram a repetição e
experiência, que geram grandes benefícios, tais como, uma execução no serviço,
97
uma conferência mais prática e tecnológica e consequentemente um acabamento
final superior. Essas experiências levam a obter menores chances para erros e
também alterações que beneficiam a execução, pois pela grande repetição é
possível ver esses erros e corrigí-los, melhorando o produto final e seus custos.
A concretagem das estruturas moldadas no local, normalmente em
obras de pequeno porte, é realizada sem controle nenhum. A maioria dos concretos
utilizados na concretagem foram confeccionados em betoneiras, onde há pouco
controle dos agregados, assim resultando em um concreto que talvez não atinja a
resistência desejada.
Tempo e Velocidade: As estruturas pré-moldadas tem um tempo bem
menor de execução. Esse sistema, no cronograma da uma obra, é basicamente
considerado com o tempo da montagem, que é mais rápido que o sistema
convencional, onde será considerada a concretagem, desforma, remoção das
escoras, delongando muito a sua execução.
Nos pré-moldados só é considerado esse processo pois a fabricação é
executada em outro local, assim não usando o tempo da fabricação no cronograma,
agilizando a etapa da estrutura.
Formas: As formas utilizadas nas construções convencionais,
geralmente são de madeira e desse modo não suportam ser utilizadas muitas vezes.
Depois de sua utilização são descartadas como entulho, agravando o problema de
geral de resíduos da construção civil.
Já no sistema de fabricação de pré-moldados, normalmente, se utiliza
formas metálicas e que por sua vez podem ser utilizadas inúmeras vezes, se forem
bem cuidadas, evitado o uso e o desperdício de material muito nobre, caro e que
está ficando escasso, que é a madeira.
Além de seus benefícios ambientais, as formas de metal dão um
melhor acabamento nas peças, evitando assim outro método para acabamento das
peças, como o reboco por exemplo.
As escoras são gastos exclusivos de sistemas de construção in loco,
visto que as peças pré-fabricadas já chegam ao local para a montagem com a sua
resistência muito próxima da final, evitando-as.
Transporte, montagem e modulação: Como normalmente as fábricas
não são no canteiro, exige-se um transporte das peças fabricadas. Dependendo da
98
peça, caso seja grande, passa a ser um problema, pois necessitará de uma logística
que pode encarecer o processo.
O transporte não deve ser em excesso para que não necessite
estocagem na obra, onde há uma grande perda de espaço no canteiro e até um
desgaste desnecessário das peças e um sistema eficaz de controle de segurança.
As peças estruturas do sistema de pré-moldados são superdimensionadas, pois são
submetidas a esforços diferentes do de serviço solicitado em sua posição de projeto
final, causados pelo transporte e pela montagem, onde no içamento, os esforços são
invertidos e pelos choques imprevistos.
Na montagem demanda mão-de-obra especializada, aumentado o
custo, mas também a qualidade do serviço e do produto final é considerável. A
velocidade desse processo é alta, assim levando vantagem sobre as construções
convencionais, onde são necessários os processos de concretagem, execução de
formas, escoras, além do tempo para cada processo que é longo.
Alguns sistemas usados para montagem podem ocasionar transtornos
na obra, como guindastes que são muito grandes e que necessitam de um lugar
nivelado e com capacidade para grandes cargas. Se o local for no solo, não terá
tanto problema, mais se for em outro lugar onde não estão preparados para essas
grandes cargas é necessário o uso de escoras ou de qualquer reforço estrutural.
Vale ressaltar que isso também só pode ter o seus benefícios se for muito bem
planejado.
Controle de qualidade e mão-de-obra: Nas fábricas dos pré-moldados,
o controle tecnológico é maior, pois é um ambiente mais controlado e mais fácil para
esses processos. As peças são concretadas e são retirados todos os corpos de
prova para os ensaios. Desse modo os pré-moldados levam a vantagem de que se
não atingirem a resistência necessária pelo projeto, podem ser substituídos sem
grandes transtornos, dependo do tipo de peça e, se já estão instaladas e bloqueadas
para serem retiradas, mas mesmo assim tem mais facilidade de que as estruturas
convencionais. Se isso ocorresse em uma obra do sistema convencional, seria
necessária a demolição da estrutura e em alguns casos poderá abalar algumas
estruturas que apoiavam na peça que foi demolida.
A mão-de-obra é no sistema de pré-moldado é mais específica e mais
qualificada, melhorando a qualidade final do produto.
99
Sustentabilidade: As construções convencionais geram muito entulho,
um fator que nos tempos atuais é algo inaceitável, pois no Brasil a reciclagem de
resíduos de construção civil ainda é insuficiente e esses resíduos degradam muito o
meio ambiente, mesmo sendo depositados em local apropriado. Nos pré-moldados o
ambiente de trabalho é mais controlado visando um maior controle de todos os
processos, evitando o desperdício.
Custos: O custo das estruturas pré-moldas são mais elevados do que
as convencionais, devido à produção nas fábricas, que tem o custo do local, da mão-
de-obra especializada e ao seu superdimensionamento, onde as estruturas são
dimensionadas para suprir esforços que não são os de uso comum, que são os
sobre o transporte e a montagem, além do custo para transportar e montar.
As estruturas convencionais, que são moldadas no local, tem um custo
inferior pelo seu dimensionamento não ser preparados para sofrer esses outros
esforços e por não ter o transporte. Apesar disso o custo final do sistema de pré-
moldado é menor que o sistema convencional, pois o seu tempo de execução é
menor, assim não terá mão-de-obra por muito tempo no local; por não usar escoras
e formas, que são de madeira, usualmente, e não são utilizadas varias vezes.
A menor geração de resíduos resulta em menos custo para a
fabricação das peças, onde todo o material adquirido será utilizado, evitando compra
excessivas.
100
6 CONCLUSÃO
Devido à grande necessidade de prazos mais curtos que as empresas
e os financiadores impõem às obras, deve-se cada vez mais buscar novos métodos
e sistemas para atender tanto financeiramente quando pela velocidade de execução
de uma obra.
Assim a implementação dos pré-moldados se faz necessária, pois ele
atende todos esses propósitos de maneira muito eficaz, induzindo que o
planejamento, controle de qualidade e agilidade são superiores em relação ao
sistema convencional.
Os custos dos dois métodos são praticamente parecidos. No sistema
dos pré-moldados, o custo inicial é maior, pois as estruturas são
superdimensionadas para atender esforços diferentes de projeto, mas no custo total
esse sistema sai mais barato devido a diminuição dos desperdícios, diminuição de
mão-de-obra, porém está é mais especializada, pois demanda menor tempo de
execução, e todos esses fatores fazem esse barateamento dos sistemas no custo
final.
Todos esses benefícios são comprovados por que nos tempos atuais
esse sistema de modulação e de pré-moldados, vem crescendo muito e com isso
futuramente poderão passar a serem utilizados também em construções de pequeno
e médio porte. É de extrema cautela analisar o empreendimento antes de qualquer
determinação do sistema, pois só assim podem garantir os benefícios.
Conclui-se que o sistema de pré-moldados é mais vantajosa que os
sistemas convencionais, desde custos, qualidade, prazos e cuidados com o meio
ambiente, item que nos tempos atuais são de extrema importância e de grande
valores para a sociedade, não só visando o empreendimento, mas também a
empresa como um todo, que apresentará uma imagem mais confiável e de
qualidade para a sociedade.
Com os custos reduzidos, a redução da mão-de-obra e a diminuição
dos resíduos, pode-se utilizar o ganho para investir eu outras obras, em uma outra
qualidade do acabamento, melhorando o resultado final do empreendimento.
101
REFERÊNCIA
ABCP - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND. Básico Sobre Cimentos: Tipos. Disponível em: <http://www.abcp.org.br/conteudo/basico-sobre-cimento/tipos/a-versatilidade-do-cimento-brasileiro>. Acesso em 25 de out de 2013.
ACKER, A.V. Manual de sistemas pré-fabricados de concreto. FIB, 2002.
ALBUQUERQUE, A. T. 2007. Otimização de pavimentos de edifícios com estruturas de concreto pré-moldado utilizando algoritmos genéticos. 2007. 267f. Tese (Doutorado em Engenharia de Estruturas) - Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. São Carlos.
AMORIM, A. A. Durabilidade das Estruturas de Concreto Armado Aparentes. 2010. 74 f. Trabalho de Conclusão de Cursos (Especialista em Construção Civil). Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Belo Horizonte.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Projeto de estruturas de concreto – Procedimento. NBR 6118. Rio de Janeiro, 2002.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Cimento Portland comum. NBR 5732. Rio de Janeiro, 1991.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Cimento Portland composto. NBR 11578. Rio de Janeiro, 1991.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Cimento Portland de alto-forno. NBR 5735. Rio de Janeiro, 1991.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Cimento Portland pozolânico. NBR 5736. Rio de Janeiro, 1991.
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