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Instituto Superior de Transportes e Comunicações Betoneira Horizontal Licenciatura em Engenharia Civil e de Transportes Disciplina: Equipamentos de construção Docente(s): Engº Joaquim Rodrigues Discente: Lauro Evaristo Teixeira Mota Turma: C31 3º Ano Maputo, Outubro - 2017 Índice 1. INTRODUÇÃO E OBJECTIVOS 3 2. BETONEIRA 4 2.1 A evolução dos equipamentos associados ao betão 5 2.2 Classificação de betoneiras 6 2.3 Ordem de colocação de materiais na betoneira 9 2.4 Peças em um motor de combustão interna à gasolina de uma betoneira horizontal 10 2.5 Motor a 2 tempos 13 2.6 Motor a 4 Tempos 14 2.7 Manutenção e segurança de betoneiras 16 4. CONCLUSÃO 19 5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 20 GLOSSÁRIO Cremalheira - É uma peça mecânica que consiste numa barra ou trilho dentado que em conjunto com uma engrenagem a ele ajustada, converte movimento retilíneo em rotacional e vice-versa Engrenagem - São elementos mecânicos compostos de rodas dentadas que se ligam a eixos, aos quais imprimem rotação e torque, transmitindo assim potência. Dermatite - É uma doença inflamatória da pele que gera vermelhidão, coceira e bolhas, e que não é transmitida por contato direto ou por objetos de uso pessoal. Adjuvante - Substância usada para imprimir as características desejadas às misturas de betão. BETONEIRA HORIZONTAL LAURO MOTA !2 1. INTRODUÇÃO E OBJECTIVOS Betoneira é um aparelho munido de um recipiente rotativo em forma de tambor utilizado para fabricar betão, misturando os seus componentes. Esta combina homogeneamente o cimento, inertes e água para formar betão. Ao longo deste trabalho será abordada a componente de equipamentos de construção no âmbito da disciplina de Equipamentos de Construção, mais especificamente sobre a Betoneira Horizontal. Procurar-se-á explicar sucintamente o que são betoneiras, funcionamento, consituição e os motores de combustão interna (MCI) destas. Assim sendo, explicar-se-á a como surgiram e em que contribuíram para o desenvolvimento da sociedade. BETONEIRA HORIZONTAL LAURO MOTA !3 2. BETONEIRA Uma betoneira ou misturador de betão é o equipamento utilizado para mistura de materiais, na qual se adicionam os agregados de pedra, areia, cimento e água, na proporção adequada, de acordo com a finalidade da mistura. Esse equipamento pode ser utilizado na mistura e preparo de outros produtos como rações, adubos, plásticos, etc. Neste caso sua denominação passa a ser como misturador. As betoneiras podem ser úteis quando são requeridas quantidades de betão que podem ir de pequenas a médias quantidades, havendo limitações em que o fabrico de betão em obra deixa de ter sentido, como por exemplo, o fabrico de grandes quantidades em espaços de tempo reduzidos relativamente pequenos implica custos de mão-de-obra, consumo excessivo de tempo e desgaste de equipamento. Existem vários tipos de betoneira, variando em características como capacidades de produção, número de ciclos/hora, fonte de alimentação e mobilidade. Este equipamento caracteriza- se pela sua “portabilidade”, ou seja, pela facilidade de deslocação e implantação, isto deve-se às suas reduzidas dimensões e peso podendo ser facilmente transportado de local em local da mesma obra e de obra em obra. BETONEIRA HORIZONTAL LAURO MOTA !4 Fig. 1 - Horizontal. Fonte: Google Images Fig. 2 - Partes de uma betoneira. Fonte: Google Images A mobilidade é um aspecto importante, pois é muito frequente haver locais de obras com espaço e acessibilidades muito reduzidos. Por este motivo, as betoneiras, são muito utilizadas porque são facilmente implantadas e de fácil movimentação e manuseamento. Em termos de localização na obra encontram-se, sempre que possível, próximas das matérias- primas constituintes do betão, e próximas dos locais de descarga, visto que os tambores têm de ser carregados antes de cada amassadura e descarregados logo depois de se atingirem as propriedades necessárias. 2.1 A evolução dos equipamentos associados ao betão O sector da construção está cada vez mais dependente do uso de máquinas. No passado eram requeridas grandes quantidades de mão-de-obra e equipamentos para actividades em que actualmente são util izadas máquinas com capacidades polivalentes, reduzindo assim o número de recursos humanos em obra, promovendo a eficácia e a eficiência nas construções dos dias de hoje. Muitas das grandes obras que conhecemos hoje são fruto da evolução tecnológica na área da maquinaria. O equipamento associado ao betão iniciou a sua evolução juntamente com o próprio betão, ou seja, com a própria civilização e com a vontade do Homem de querer evoluir e de se desafiar a si próprio construindo mais. No entanto, os equipamentos que trabalham o betão só viriam a tornar-se máquinas durante a revolução industrial, que se verificou em meados do séc. XVIII, com expansão a partir do séc. XIX. Relativamente à produção de betão, foi em meados do séc. XVIII - XIX que começaram a aparecer ideias para as primeiras betoneiras, no entanto estas só se viriam a concretizar no século seguinte, em 1916 através de Stephen Stepanian. Na altura foi utilizado um cilindro para misturar os constituintes do betão. No entanto, só a partir de 1920 é que começaram a aparecer betoneiras com tambores de mistura de grande eficácia. BETONEIRA HORIZONTAL LAURO MOTA !5 Fig. 3 - Betoneira antiga. Fonte: Google Images 2.2 Classificação de betoneiras As betoneiras podem ser classificadas em função dos seus aspectos técnicos de funcionamento geral, sendo eles: • Mobilidade; • Método de descarga; • Sistema de mistura; • Tipo de alimentação. As betoneiras podem ser classificadas, em termos de mobilidade, como sendo: • Betoneira fixa; • Betoneira semi-fixa; • Betoneira automática. As betoneiras fixas são, como o próprio nome indica, fixas, e são equipadas com motor, não permitindo a deslocação imediata da betoneira de um local para o outro, sendo útil para situações onde não seja necessária a deslocação da betoneira por se ter de produzir uma quantidade substancial de betão no mesmo local. As betoneiras semi-fixas podem ter duas, três ou quatro rodas, permitindo serem facilmente movidas mesmo tendo um peso por vezes considerável, isto é, a deslocação imediata da betoneira de um local para o outro dentro a obra, possibilitando o uso em vários locais da obra no mesmo dia. As betoneiras automáticas, são movidas por um motor, sincronizadas e equipada com vários circuitos eléctricos e mecânicos e balde de descarga. Permite a automatização do fabrico de betão em termos tempo e velocidade de mistura, assim como a automatização da deslocação e local de descarga. O método de descarga é igualmente importante, pois condiciona a colocação de betão a sua posição final, sendo que, um método de descarga deficiente pode conduzir à perda de propriedades requeridas para o betão a utilizar, como por exemplo a ocorrência de segregação do betão. BETONEIRA HORIZONTAL LAURO MOTA !6 Quanto á método de descarga distinguem-se os seguintes tipos: • Betoneira basculante; • Betoneira de tambor fixo. As betoneiras basculantes caracterizam-se por possuírem um tambor de mistura que pode ser inclinado com o ângulo conveniente. Podem ser utilizadas para descargas directas no local de aplicação do betão. Têm a vantagem de poderem ser utilizadas em composições de baixa trabalhabilidade, pois é possível executar a mistura e descarrega-la muito rapidamente sem que haja segregação. As betoneiras de tambor fixo caracterizam-se por a descarga se fazer revertendo o sentido de rotação do tambor. São betoneiras mais robustas dado o seu carácter estático, podendo possuir sistemas de entrada de constituintes de betão similares a tolvas, possibilitando a entrada de grandes quantidades de constituintes, e por isso, obtendo-se maioresrendimentos. O sistema de mistura é importante devido ao facto de haver betões com características que só sejam possíveis de atingir através de um método de mistura específico. Neste caso distinguem-se os seguintes tipos de betoneiras: • Betoneiras tambor rotativo em torno de um eixo fixo; • Betoneiras tambor rotativo com pás fixas no tambor de mistura; • Betoneiras de eixo vertical. Nas betoneiras de tambor rotativo em torno de um eixo fixo, o eixo encontra-se munido de palhetas ou pás de aço cortando a mistura através da rotação do tambor, à semelhança de um liquidificador. É eficaz para obter misturas homogéneas de praticamente todos os traços de betão e é de muito fácil manuseamento. Oferece a desvantagem de ser necessária a limpeza do tambor com relativa frequência devido ao facto de não haver raspagem das paredes. BETONEIRA HORIZONTAL LAURO MOTA !7 Nas betoneiras de tambor rotativo com pás fixas no tambor de mistura, as palhetas ou pás pertencentes ao tambor de mistura provocam o turbilhonamento da mistura elevando e baixando a mistura. Atingem-se misturas bastante homogéneas e a possibilidade de haver segregação durante a amassadura é reduzida. As betoneiras de eixo vertical caracterizam-se por possuírem um eixo de rotação na vertical, fazendo com que a mistura seja forçada. Este tipo de betoneira é muito utilizado em laboratórios por possuírem a particularidade de ser muito fácil observar o processo de mistura. O tipo de alimentação das betoneiras é um aspecto que pode ser determinante, dependendo a disponibilidade de recursos energéticos no local da obra, ou seja, se há ou não energia eléctrica disponível em determinadas fases da obra. Em termos económicos não é dada relevância ao tipo de alimentação das betoneiras. Quanto a tipo de alimentação distinguem-se os seguintes tipos de betoneiras: • Betoneiras eléctricas; • Betoneiras a diesel e gasolina. BETONEIRA HORIZONTAL LAURO MOTA !8 2.3 Ordem de colocação de materiais na betoneira Não existem regras gerais para a ordem de colocação dos materiais na betoneira, por isso depende das propriedades dos componentes e da betoneira. Pode-se admitir a seguinte ordem de entrada: 1. Parte do agregado grosso; 2. Parte da água; 3. Agregado fino; 4. Cimento; 5. Restante da água e agregado grosso Alguns cuidados devem ser tomados, a betoneira nunca deve estar seca, e, se possível, já deve ter sido executada a imprimação ("sujar" a betoneira com argamassa de mesmo traço do que a usada no betão). Depois de preparado o betão, deve ser transportado para o local de aplicação, e seu transporte deve ser tal que consiga manter a homogeneidade da mistura, permitindo sempre que possível o lançamento direto nas fôrmas e rápido o bastante para que o betão não perca trabalhabilidade. Os fatores fundamentais neste processo são: 1. tempo de mistura 2. velocidade do equipamento 3. colocação dos materiais. BETONEIRA HORIZONTAL LAURO MOTA !9 Fig. 4 - Ordem de entrada dos materiais 2.4 Peças em um motor de combustão interna à gasolina de uma betoneira horizontal Segue-se uma lista das peças essenciais que constituem um motor de combustão interna à gasolina, expondo-se desta forma o material em que é construído até à sua forma. O bloco do motor É construído em ferro fundido ou em liga de alumínio, uma vez que ambos são resistentes à utilização, sendo o primeiro utilizado para motores mais robustos, como em camiões ou barcos, e o segundo exemplo em automóveis comuns. Contém como peças de destaque, o cilindro, o pistão, a biela e a cambota. BETONEIRA HORIZONTAL LAURO MOTA !10 Fig. 5 - Bloco do MCI de uma betoneira Fig. 6 - Bloco do MCI da marca HONDA usado em betoneriras. Fonte: honda.com 1. Cilindro e Pistão (I) É dentro do cilindro que se dá o ciclo de dois ou quatro tempos, dependendo do tipo de motor em que este está inserido; As suas paredes são, por norma, construídas em alumínio ou ferro fundido, necessitando de suportar altas pressões e temperaturas; O material das suas soldaduras pode variar, na maioridade das situações, entre um metal resistente ao desgaste temporal e um composto de silicone. O pistão (I) é a prensa que, no interior do cilindro, executa um movimento linear no eixo vertical, e que desta forma admite, comprime, expande e liberta o combustível do cilindro; A prensa que representa a extremidade do pistão consiste numa superfície de aço, uma vez que não cede a alta pressão, bem como se revela resistente à corrosão quando, no ciclo normal de funcionamento, é sujeito a altas temperaturas. 2. Biela (J) A biela é a peça que liga a cambota ao pistão. Transforma o movimento circular da cambota num movimento sobre a componente vertical, o que dá origem ao ciclo cinético do pistão. Quanto ao material, não existem exigências específicas para esta peça. A biela é normalmente formada por alumínio com pequenos reforços em aço. 3. Cambota (K) A cambota é a peça que transforma o movimento vertical recíproco do pistão em rotação. Usualmente é construída em aço devido à possibilidade de reduzir o seu tamanho, bem como reduzir ligeiramente o seu peso, o que é propício ao funcionamento rentável e resistente. BETONEIRA HORIZONTAL LAURO MOTA !11 Fig. 7 - Diagrama das partes funcionais do MCI à gasolina 4. Cabeça do motor (B) Peça superior do motor, que assenta em cima do bloco; Contém as tampas dos cilindros, as válvulas de admissão e exaustão, as velas, bem como os canais refrigeradores e lubrificantes; Tal como o bloco do motor, pode ser construído em ferro fundido ou liga de alumínio, dependendo do fim que o motor terá. 5. Velas De ignição (H) Peça de metal em forma de lápis, que encaixa nas paredes dos cilindros; Possuem, na sua extremidade um electrólito condutor que dá a faísca para a ignição da combustão; Estão presentes nos motores a gasolina (ciclo Otto). 6. Válvulas (G) São peças contidas na cabeça do motor; Podem ser de dois tipos diferentes, admissão ou exaustão, isto é, as primeiras abrem para deixar a mistura de combustível entrar no cilindro, e as segundas abrem para deixar os gases resultantes da explosão escapar; O material de construção poderá variar entre diferentes ligas de aço ou titânio, mais uma vez, devido às suas capacidades de resistir a altas temperaturas e pressão. BETONEIRA HORIZONTAL LAURO MOTA !12 2.5 Motor a 2 tempos No motor a 2 tempos o pistão funciona como uma válvula deslizante capaz de abrir e fechar janelas por onde a mistura e os gases queimados são expulsos. Nos motores a 2 tempos é de realçar que o seu 1º tempo é o de admissão/compressão como tal, admitindo que o motor já esteja em funcionamento, a mistura é comprimida no cilindro devido à subida do pistão que consequentemente provoca uma rarefacção no cárter. Ao mesmo tempo da ignição e combustão da mistura ocorre a admissão da mistura nova no cárter devido à depressão provocada pela subida do pistão anteriormente. Em relação ao 2º tempo correspondem as fases de expansão e escape onde os gases da combustão se expandem obrigando o pistão a aproximar- se do PMI. Nesta altura a janela de exaustão é aberta permitindo a saída dos gases queimados seguidamente expulsos pela mistura comprimida no cárter que entretanto invade o cilindro mal seja aberta a janela de transferência. O pistão movimenta-se do ponto morto superior (PMS) para o ponto morto inferior (PMI) estando a válvula de admissão aberta onde ocorre a aspiração da mistura de ar e combustível para dentro do cilindro. Após este curso a válvula de admissão fecha- se e a mistura fica retida neste espaço. O movimento da válvula é controlado pelo comando de válvulas. BETONEIRA HORIZONTAL LAURO MOTA !13 2.6 Motor a 4 Tempos 1º Tempo – Admissão O pistão desce aspirando a mistura ar/ combustível para o interior do cilindro. Deste modo, o pistão movimenta-sedo ponto morto superior (PMS) para o ponto morto inferior (PMI) estando a válvula de admissão aberta onde ocorre a aspiração da mistura de ar e combustível para dentro do cilindro. Após este curso a válvula de admissão fecha- se e a mistura fica retida neste espaço. O movimento da válvula é controlado pelo comando de válvulas. 2º Tempo – Compressão A mistura aspirada é comprimida pelo pistão, que se movimenta do PMI para o PMS estando simultaneamente ambas as válvulas fechadas. Aparentemente este curso corresponde a um desperdício de trabalho útil mas que é fundamental para o aumento da potência mecânica produzida e para evitar a perda de energia do combustível sob a forma de calor. BETONEIRA HORIZONTAL LAURO MOTA !14 Fig. 8 - Admissão Fig. 9 - Compressão 3º Tempo –Expansão A mistura se inflama quando uma centelha é solta pelo eléctrodo da vela de ignição. Após a queima dos gases estes exercem uma forte pressão que leva a que estes se expandam movimentando o pistão do PMS para o PMI. Esta expansão gera um impulso suficiente para manter o pistão em movimento até à próxima combustão. 4º Tempo – Escape (Exaustão) Os gases produzidos pela combustão da mistura saem do cilindro empurrados pelo pistão para o colector de escape. A válvula de escape esta agora aberta e a de admissão fechada, o que encaminha os gases queimados para fora do cilindro pelo pistão. Seguidamente quando este chega ao PMI as válvulas alteram o movimento, estando a de admissão aberta e a outra fechada reiniciando o ciclo mecânico. BETONEIRA HORIZONTAL LAURO MOTA !15 Fig. 10 - Expansão Fig. 11 - Exaustão 2.7 Manutenção e segurança de betoneiras A manutenção regular é essencial para manter a fiabilidade e vida útil dos equipamentos de fabrico de betão. Ajuda, ainda, a eliminar os perigos associados ao local de trabalho devido às actividades de revisão típicas dos processos de manutenção. A falta de manutenção ou a manutenção inadequada podem provocar situações perigosas, acidentes e problemas de saúde. Portanto existe uma ligação directa entre manutenção e segurança. Este tipo de equipamento tem um funcionamento mecânico rotativo de alta potência, sendo a rotação das pás ou dos tambores o princípio para a eficaz mistura do betão. Esse movimento rotativo, e o fácil acesso aos locais de entrada e saída de materiais que alimentam estes equipamentos torna-os perigosos, fazendo com que a manutenção destes tenha de ser minuciosa no que diz respeito à segurança. A manutenção activa destes equipamentos é uma actividade de alto risco, tendo de ser executada de forma segura. Antes de qualquer tipo de manutenção a este tipo de equipamento este deve ser desligado de qualquer fonte de alimentação. As betoneiras são equipamentos que necessitam de pouca manutenção, no entanto, são equipamentos que carecem de muito cuidado aquando da sua utilização. Antes de iniciar qualquer tipo de intervenção de manutenção deve assegurar-se que este está desligado de qualquer tipo de fonte de alimentação. As principais acções de manutenção de uma betoneira são: • Após cada ciclo de trabalho deve lavar-se bem toda a betoneira a fim de retirar os restos de betão; • Lubrificar os pontos de lubrificação no início de períodos longos de operação; • Apesar de funcionar como manutenção preventiva, nunca se deve bater no tambor com ferramentas que possam danificar a mesmo; BETONEIRA HORIZONTAL LAURO MOTA !16 Fig. 12 - Mudança de óleo em um motor. Fonte: Honda.com • Para períodos longos sem utilização, deve-se proteger o equipamento com óleo ou outro tipo de anti-ferrugem; • A substituição de elementos da alimentação só deverá ser feita por pessoal especializado. Outros cuidados a ter são: • Para um bom funcionamento do equipamento, o mesmo só deverá ser colocado em funcionamento com a base nivelada, de preferência apoiada em caibros no lugar das rodas; • O sistema de fricção deve estar sempre limpo de impurezas e bem lubrificado; • Deve-se utilizar óculos de segurança, botas, luvas e protetor auricular; No caso de betoneiras eléctricas: • A execução e manutenção das instalações elétricas, devem ser realizadas por trabalhadores qualificados; • A ligação elétrica deve ser feita por intermédio de conjunto tomada/plug macho, ou terminais eléctricos com proteção adequada e isolante; • Deve-se assegurar que a voltagem da rede é a mesma do equipamento; No caso de betoneiras a gasolina ou a gasóleo: • Deve-se utilizar combustível limpo sem impurezas, em ambientes ventilados; • Deve-se abastecer sempre com o motor frio, evitando incêndios. O motor só poderá ser ligado em ambiente ventilado; • Os filtros de ar devem ser limpos diariamente e os filtros de combustível devem ser inspecionados. BETONEIRA HORIZONTAL LAURO MOTA !17 Fig. 13 - Limpeza da betoneira Os principais riscos de acidente com betoneiras são: • Quedas e atropelamentos aquando da sua movimentação: Por vezes, devido ao seu peso e mobilidade, se não estiver colocada num local nivelado podem ocorrer deslizamentos e atingir os operadores; • Inalação de produtos químicos: Adjuvantes e outros produtos que se colocam aquando da mistura; • Dermatites: Devido ao contacto da pele com o cimento; • Ruído excessivo: O tambor da betoneira ao receber os agregados e ao rodar provoca um ruido significante. • Deve-se utilizar sempre os equipamentos individuais de segurança como luvas, botas de segurança, capacete e colete. BETONEIRA HORIZONTAL LAURO MOTA !18 4. CONCLUSÃO Existem, por exemplo, vários tipos de misturadoras de betão e vários tipos de betoneiras, sendo, necessário, selecionar o mais vantajoso para determinada situação. Para isso definem-se e analisam-se critérios de selecção para cada grupo de equipamento. Apresentam-se assim critérios de selecção relevantes para as seguintes fases do ciclo de betão: • Local de produção de betão (em central de betão ou em obra); • Fase de mistura/fabrico (tipo de misturadora de betão, se a produção é em central de betão; • Fase de mistura/fabrico (tipo de betoneira, se a produção é em obra); • Fase de transporte (tipo de transporte de betão); • Fase de colocação de betão (tipo de colocação e acabamento do betão). Estes critérios de selecção encontram-se sempre associados aos seguintes factores: • À quantidade de betão requerida; • À qualidade betão requerida; • Aos custos de aquisição do equipamento; • Aos prazos da obra. O equipamento de fabrico, transporte e colocação de betão em obra é considerado de perigosidade elevada devido à sua grande componente de funcionamento mecânico. Assim é importante garantir que as regras e especificações dos fabricantes são seguidas, principalmente em termos de manutenção e segurança. A manutenção, não só é importante para o prolongamento da vida útil do equipamento, como está directamente ligada à segurança na sua operação. Estas questões foram também devidamente descritas ao logo deste trabalho. BETONEIRA HORIZONTAL LAURO MOTA !19 5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Infopédia, Betoneira [consult. 2017-09-26]. Disponível na Internet: https://www.infopedia.pt/dicionarios/lingua-portuguesa/betoneira Yolanda Vieira de Abreu. Motor de Combustão Interna. consult. 2017-09-26]. Disponível na Internet: http://www.eumed.net/libros- gratis/ Wikipédia, Betoneira [consult. 2017-09-26]. Disponível na Internet: https://pt.wikipedia.org/wiki/Betoneira Wikipédia, Concrete Mixer [consult. 2017-09-26]. Disponível na Internet: https://en.wikipedia.org/wiki/Concrete_mixer NEVILLE, Adam M. Propriedades do concreto. São Paulo: Pini, 1982. ANDRADE, E. D. Construção Civil: Planejamento e Administração. AMARAL, T. G. Estruturas de Concreto Armado. Wikipédia, Adjuvante [consult. 2017-09-26]. Disponível na Internet: https://pt.wikipedia.org/wiki/Adjuvante BETONEIRA HORIZONTAL LAURO MOTA !20Lauro MotaBetoneira Horizontal Instituto Superior de Transportes e Comunicações Betoneira Horizontal Licenciatura em Engenharia Civil e de Transportes Disciplina: Equipamentos de construção Docente: Engº J. Rodrigues Discente: Lauro Evaristo Teixeira Mota Turma: C31 3º Ano Maputo, Outubro - 2017 Índice da apresentação 1 - Definição 2 - Resumo histórico 3 - Classificação 4 - Características 5 - Funcionamento 6 - Motor de combustão interna de uma betoneira 7 - Conclusão Lauro MotaBetoneira Horizontal Betoneira — Definição Betoneira é um aparelho munido de um recipiente rotativo em forma de tambor utilizado para fabricar betão, misturando os seus componentes, na qual se adicionam os agregados: pedra, areia e cimento e água, em proporção adequada, de acordo com o tipo de obra. • É muito usada em obras de pequeno porte • A critério do engenheiro civil podem ser acrescidos outros tipos materiais, como diversos tipos de cimento, inertes, ou adjuvantes. 3 Lauro MotaBetoneira Horizontal Betoneira — Resumo histórico O equipamento associado ao betão iniciou a sua evolução juntamente com o próprio betão, ou seja, com a própria civilização e com a vontade do Homem de querer evoluir e de se desafiar a si próprio construindo mais. No entanto, os equipamentos que trabalham o betão só viriam a tornar-se máquinas durante a revolução industrial, que se verificou em meados do séc. XVIII, com expansão a partir do séc. XIX. 4 Lauro MotaBetoneira Horizontal Betoneira — Resumo histórico Relativamente à produção de betão, foi em meados do séc. XVIII - XIX que começaram a aparecer ideias para as primeiras betoneiras, no entanto estas só se viriam a concretizar no século seguinte, em 1916 através de Stephen Stepanian. Na altura foi utilizado um cilindro para misturar os constituintes do betão. No entanto, só a partir de 1920 é que começaram a aparecer betoneiras com tambores de mistura de grande eficácia. 5 Lauro MotaBetoneira Horizontal Betoneira — Aspectos técnicos Os principais aspectos técnicos das betoneiras utilizadas em obra são: • Mobilidade; • Capacidade de mistura; • Velocidade de mistura; • Método de mistura; • Método de descarga; • Propriedades do betão. 6 Lauro MotaBetoneira Horizontal Betoneira — Classificação As betoneiras podem ser classificadas em função dos seus aspectos técnicos de funcionamento geral, sendo eles: • Mobilidade; • Método de descarga; • Sistema de mistura; • Tipo de alimentação. 7 Lauro MotaBetoneira Horizontal Betoneira — Classificação As betoneiras podem ser classificadas, em termos de mobilidade, como sendo: • Betoneira fixa; • Betoneira semi-fixa; • Betoneira automática. Quanto á método de descarga distinguem-se os seguintes tipos: • Betoneira basculante; • Betoneira de tambor fixo. Quanto ao sistema de mistura: • Betoneiras tambor rotativo em torno de um eixo fixo; • Betoneiras tambor rotativo com pás fixas no tambor de mistura; • Betoneiras de eixo vertical. O tipo de alimentação: • Betoneiras eléctricas; • Betoneiras a diesel e gasolina. 8 Lauro MotaBetoneira Horizontal Betoneira Horizontal As betoneiras de tambor fixo caracterizam-se por a descarga se fazer revertendo o sentido de rotação do tambor. São betoneiras mais robustas dado o seu carácter estático, podendo possuir sistemas de entrada de constituintes de betão similares a tolvas, possibilitando a entrada de grandes quantidades de constituintes, e por isso, obtendo-se maiores rendimentos. 9 Lauro MotaBetoneira Horizontal Betoneira Horizontal Nas betoneiras de tambor rotativo em torno de um eixo fixo, o eixo encontra-se munido de palhetas ou pás de aço cortando a mistura através da rotação do tambor, à semelhança de um liquidificador. É eficaz para obter misturas homogéneas de praticamente todos os traços de betão e é de muito fácil manuseamento. Oferece a desvantagem de ser necessária a limpeza do tambor com relativa frequência devido ao facto de não haver raspagem das paredes. 10 Lauro MotaBetoneira Horizontal Betoneira Horizontal 11 Lauro MotaBetoneira Horizontal Betoneira — MCI Os motores de combustão em betoneiras podem ser a dois tempos, ou quatro tempos. Os motores a 2 tempos: • Tem bom desempenho em altas rotações; • Mais simples em termos de funcionamento, manutenção e produção; • Não precisam de tantas peças móveis; • Mais leves e compactos. 12 Lauro MotaBetoneira Horizontal Betoneira — MCI L i m i t a ç õ e s d o m o t o r a d o i s t e m p o s comparativamente ao de 4 tempos: • Queima de lubrificante juntamente com o combustível; • Não existem válvulas, perde-se muito ar fresco pelo escape; • Rendimento reduzido da combustão, apesar de terem maior potência específica. 13 MCI de uma betoneira Modelo de motor: Honda. Fonte: honda.com 14 http://honda.com Lauro MotaBetoneira Horizontal Betoneira — MCI Peças essenciais que constituem um motor de combustão interna à gasolina: • Bloco do motor • Cilindro e pistão • Biela • Cambota • Cabeça do motor • Velas de ignição • Válvulas 15 Válvula de admissão (A) Cabeça do motor (B) Bloco do motor (C) Cárter (D) Óleo (E) Árvore de comando de válvulas (F) Válvula de escape (G) Velas De ignição (H) Pistão (I) Biela (J) Cambota (K) Ligação entre a biela e cambota (L) 16 Betoneira — MCI 1º Tempo (Admissão) O pistão desce aspirando a mistura ar/combustível para o interior do ci l indro. Deste modo, o pistão movimenta-se do ponto morto superior (PMS) para o ponto morto inferior (PMI) estando a válvula de admissão aberta onde ocorre a aspiração da mistura de ar e combustível para dentro do cilindro. Após este curso a válvula de admissão fecha- se e a mistura fica retida neste espaço. O movimento da válvula é controlado pelo comando de válvulas. 17 Betoneira — MCI (Funcionamento) 2º Tempo (Compressão) A mistura aspirada é comprimida pelo pistão, que se movimenta do P M I p a r a o P M S e s t a n d o s imu l taneamente ambas as válvulas fechadas. Aparentemente este curso corresponde a um desperdício de trabalho útil mas que é fundamental para o aumento da potência mecânica produzida e para evitar a perda de energia do combustível sob a forma de calor. 18 Betoneira — MCI (Funcionamento) 3º Tempo –Expansão A mistura se inflama quando uma centelha é solta pelo eléctrodo da vela de ignição. Após a queima dos gases estes exercem uma forte pressão que leva a que estes se expandam movimentando o pistão do PMS para o PMI. Esta expansão gera um impulso suficiente para manter o pistão em m o v i m e n t o a t é à p r ó x i m a combustão. 19 Betoneira — MCI (Funcionamento) 4º Tempo – Escape (Exaustão) Os gases produzidos pela combustão d a m i s t u r a s a e m d o c i l i n d ro empurrados pelo pistão para o colector de escape. A válvula de escape esta agora aberta e a de admissão fechada, o que encaminha os gases queimados para fora do cilindro pelo pistão. Seguidamente quando este chega ao PMI as válvulas alteram o movimento, estando a de admissão aberta e a outra fechada reiniciando o ciclo mecânico. 20 Betoneira — MCI (Funcionamento) A força criada pelo motor é t ransmi t ida pe las várias engrenagens para o tambor da betoneira, fazendo este girar. 21 Betoneira — MCI (Funcionamento) Além do sistema de engrenagens também há o sistema de lubrificação do motor. 22 Betoneira — MCI (Funcionamento) Lauro MotaBetoneira Horizontal Ordem de colocação dos materiais Não existem regras gerais para a ordem de colocação dos materiais na betoneira, por isso depende das propriedades dos componentes e da betoneira. Pode-se admitir a seguinte ordem de entrada: 1. Parte do agregado grosso; 2. Parte da água; 3. Agregado fino; 4. Cimento; 5. Restante da água e agregado grosso. 23 Lauro MotaBetoneiraHorizontal Manutenção e segurança A manutenção regular é essencial para manter a fiabilidade e vida útil dos equipamentos de fabrico de betão. Ajuda, ainda, a eliminar os perigos associados ao local de trabalho devido às actividades de revisão típicas dos processos de manutenção. A falta de manutenção ou a manutenção inadequada podem provocar situações perigosas, acidentes e problemas de saúde. Portanto existe uma ligação directa entre manutenção e segurança. 24 Lauro MotaBetoneira Horizontal Manutenção e segurança As principais acções de manutenção de uma betoneira são: • Após cada ciclo de trabalho deve lavar-se bem toda a betoneira a fim de retirar os restos de betão; • Lubrificar os pontos de lubrificação no início de períodos longos de operação; • Para períodos longos sem utilização, deve-se proteger o equipamento com óleo ou outro tipo de anti-ferrugem; • A substituição de elementos da alimentação só deverá ser feita por pessoal especializado. • Deve-se assegurar que a voltagem da rede é a mesma do equipamento; • Deve-se utilizar combustível limpo sem impurezas, em ambientes ventilados; • Deve-se abastecer sempre com o motor frio, evitando incêndios. • O motor só poderá ser ligado em ambiente ventilado; • Os filtros de ar devem ser limpos diariamente e os filtros de combustível devem ser inspecionados. 25 Lauro MotaBetoneira Horizontal Manutenção e segurança As principais acções de manutenção de uma betoneira à gasolina são: • Após cada ciclo de trabalho deve lavar-se bem toda a betoneira a fim de retirar os restos de betão; • Lubrificar os pontos de lubrificação no início de períodos longos de operação; • Para períodos longos sem utilização, deve-se proteger o equipamento com óleo ou outro tipo de anti-ferrugem; • Deve-se utilizar combustível limpo sem impurezas, em ambientes ventilados; • Deve-se abastecer sempre com o motor frio, evitando incêndios. • O motor só poderá ser ligado em ambiente ventilado; • Os filtros de ar devem ser limpos diariamente e os filtros de combustível devem ser inspecionados. 26 Lauro MotaBetoneira Horizontal Conclusão O equipamento de fabrico, transporte e colocação de betão em obra é considerado de perigosidade elevada devido à sua grande componente de funcionamento mecânico. Assim é importante garantir que as regras e especificações dos fabricantes são seguidas, principalmente em termos de manutenção e segurança. A manutenção, não só é importante para o prolongamento da vida útil do equipamento, como está directamente ligada à segurança na sua operação. Estas questões foram também devidamente descritas ao logo deste trabalho. 27 Lauro MotaBetoneira Horizontal Betoneira — Tipos Betoneira Intermitente Queda livre Forçados Contínua Queda livre Forçados Eixo inclinado Eixo horizontal Tambor fixo Contra-corrente 28
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