Techne - Concretagem de Grandes Volumes

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CAPA | 
 
Calor sob controle 
 
Concretagem de peças estruturais de grande volume exige controle tecnológico rigoroso para evitar fissuras e 
patologias que afetem sua durabilidade 
 
Ana Sachs 
 
Desde prédios comerciais e residenciais nos grandes 
centros urbanos até a construção de imensas usinas 
hidrelétricas, como a de Belo Monte, no Pará, e os estádios 
da Copa do Mundo, a concretagem de peças de grandes 
volumes é um desafio para as construtoras. Se malfeita, e 
pode colocar a peça em risco, causando grandes trincas e 
fissuras. "Um elemento estrutural que apresenta grandes 
dimensões emprega o chamado concreto massa, cuja 
aplicação requer meios especiais para combater a geração 
de calor em decorrência da hidratação do cimento", afirma 
o engenheiro Paulo Caracik, especialista em estruturas de 
concreto. 
A reação da água com o cimento, que resulta na formação 
dos silicatos de cálcio hidratados (CSH), é exotérmica, ou 
seja, libera calor. "Quando a temperatura do concreto se 
diferencia da temperatura na superfície do elemento estrutural (temperatura ambiente) em mais de 25°C, a 
probabilidade de ocorrer uma fissura devido ao efeito térmico é muito grande", explica Rubens Curti, 
especialista em concreto da Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP). 
Isso porque, conforme o concreto começa a esfriar e endurecer, ele passa por um processo natural de retração. 
Com isso, criam-se condições para que surjam tensões de tração que, se forem superiores à resistência do 
material, poderão provocar fissuras. "Ocorrendo o resfriamento de fora para dentro da peça, as camadas 
externas resfriarão primeiro e não poderão retrair livremente, já que o núcleo ainda estará mais quente. Pode 
ocorrer formação de fissuras, principalmente na superfície", afirma Ercio Thomaz, engenheiro do Centro 
Tecnológico do Ambiente Construído do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (Cetac-IPT). 
O problema acontece com mais frequência em peças de grande volume (maiores que 1,5 m³ e com lado maior 
ou igual a 1 m), que utilizam concretos de alto desempenho com elevado consumo de cimento e que estejam 
mais susceptíveis a variações térmicas decorrentes das condições climáticas da região da obra, já que a 
temperatura e umidade relativa do ar, e a direção e intensidade do vento podem favorecer ou dificultar a 
dissipação do calor. "Quanto maior for o volume de concreto e, consequentemente, maior o consumo de 
determinados tipos de cimento, maior será a liberação de calor, proporcionando elevada temperatura do 
concreto", diz Curti. Devido à pequena superfície da peça em relação ao volume de concreto, a dificuldade de 
dissipação do calor proveniente da hidratação do cimento torna-se maior. 
Em geral, são peças como sapatas, radiers, lajes de subpressão, vigas de transição nos subsolos, trechos 
elevados de metrô ou outros meios de transporte, viadutos e pontes. "Nas construções convencionais, merecem 
maior atenção os elementos estruturais do tipo bloco de fundação, com alturas superiores a 1,5 m e área da 
base superior a aproximadamente 10 m², que sejam construídos em locais onde haja restrição à movimentação 
ou grande rigidez, tais como bases em rocha ou concretagens junto a taludes de rocha", cita Selmo Kuperman, 
diretor da consultoria em engenharia Desek e conselheiro vitalício do Instituto Brasileiro do Concreto (Ibracon). 
 
Execução de sapata com 3.600 m³ e 4,2 m de 
altura no empreendimento WTorre Morumbi, 
em São Paulo, foi dividida em três etapas 
 
Colocação de gelo em balcão de caminhão-betoneira 
 
Detalhe de terminal de par 
termoelétrico para medição de 
temperaturas no interior de um 
bloco de fundação de 310 m³ de 
concreto 
Segundo ele, apesar desses problemas serem verificados mais comumente em peças grandes, os blocos de 
menor dimensão não estão livres dos desafios que envolvem a concretagem. "A fissuração de origem térmica 
pode ocorrer em peças cuja menor dimensão seja inclusive de 1 m, dependendo das restrições existentes e do 
calor gerado. Há vários casos de vigas, muros de arrimo, revestimentos de túneis, entre outros tipos de peças, 
que apresentaram fissuras ditas térmicas e que não podem ser consideradas como de grandes volumes", fala. 
A atenção deve ser redobrada, ainda, quando há presença de água ou de meio ambiente potencialmente 
agressivo, de acordo com Kuperman. Uma fissuração em uma peça nesses ambientes pode dar início a 
infiltrações de umidade e propiciar a lixiviação do concreto e corrosão das armaduras das peças. 
Entre elas, podemos citar pilares de pontes, obras marítimas, cais, portos, galerias de esgoto, fundações de 
torres eólicas e de chaminés, vigas de grandes dimensões, fundações em geral e os elementos de barragens 
(vertedouros, tomadas d'água, casas de força e muros). 
Grandes problemas 
O excessivo calor gerado pela hidratação do cimento pode 
causar dois problemas imediatos ao concreto, segundo 
Kuperman. "Ambos indesejáveis, pois podem abrir caminho 
para o ingresso de agentes agressivos e levar a deteriorações 
mais severas", avalia ele. 
O primeiro deles e mais comum é a fissuração de origem 
térmica, que pode ocorrer quando as tensões de tração 
causadas pela queda de temperatura e pela existência de 
restrições à movimentação do concreto superam sua 
resistência à tração. 
O segundo, mais raro, é a etringita tardia, conhecida também 
como etringita retardada ou secundária, que se forma no 
concreto já endurecido e implica um mecanismo expansivo 
com consequente formação de um quadro fissuratório em 
estruturas de concreto simples, armado ou protendido. "As 
pesquisas mais recentes indicam que esse problema pode, eventualmente, ocorrer caso a temperatura do 
concreto ultrapasse 65°C na fase inicial de hidratação do cimento e depende ainda da presença de água em 
 
Estratégias de controle do calor de hidratação 
passam pela refrigeração do concreto, uso de 
aditivos plastificantes e retardadores e o 
monitoramento da temperatura durante a 
dosagem, a aplicação e a cura 
contato com o concreto", diz ele. 
Para evitar esses problemas, as soluções adotadas são as mais variadas, mas todas passam pelo crivo de uma 
equipe que inclui tecnologista de concreto, engenheiro de produção de usina de concreto, engenheiro residente 
da obra, engenheiro projetista da estrutura e consultor em tecnologia de concreto. "Tem de haver um perfeito 
entrosamento dos responsáveis pela execução da obra - projetista, tecnologista e construtor", frisa Curti. 
Como está ligado a uma série de fatores, o sucesso da concretagem das peças de grande volume também 
depende da equalização e da correta avaliação de todos esses itens. É preciso definir o tipo de cimento a ser 
utilizado, seus agregados e aditivos. Avaliar o abatimento e escolher a melhor forma de lançamento, 
desenforma e cura também são fundamentais. 
Antes de serem colocadas em prática, em um processo que começa com avaliação das tensões térmicas que 
atuarão no concreto e dos riscos de eventuais fissurações, as medidas a serem aplicadas são amplamente 
estudadas e testadas. "Essa avaliação é efetuada por meio de simulações da concretagem com o emprego de 
modelos matemáticos, por meio do método dos elementos finitos", explica Kuperman. 
De acordo com ele, nessa etapa, já estão sendo empregados no Brasil softwares avançados que possibilitam 
calcular temperaturas e tensões tridimensionalmente, como o B4Cast, usado na construção da base da chaminé 
da fábrica Eldorado Celulose, construída pela Azevedo Travassos em Três Lagoas (MS), e na simulação das 
tensões térmicas do bloco de fundação do edifício Paulista Corporate, obra da Gafisa na capital paulista. Por 
meio desses sistemas, fica mais fácil determinar otraço ideal do concreto em cada caso e a forma como o 
problema das tensões de origem térmica será resolvido. 
Caso haja possibilidade de fissuração nas peças, a etapa seguinte consiste em avaliar as temperaturas máximas 
que o concreto poderá ser lançado sem que ocorra o problema. "Em função dos resultados dos estudos, pode 
ser necessária uma nova alteração na dosagem, com tentativas de redução do consumo de cimento, eventual 
troca de tipo de cimento para algum que gere menos calor ou introdução de outros aditivos ao concreto", 
afirma Kuperman. "Após novos estudos, é possível determinar em cada ponto da peça a temperatura máxima 
de lançamento e, daí, a quantidade de refrigeração necessária", continua ele. 
Estratégias de controle do calor de hidratação durante a concretagem 
● Usar cimentos compostos com escória de alto-forno ou cimentos de baixo calor de hidratação, 
tais como CP III e CP IV. Fazer sempre os ensaios de calor de hidratação para comprovar valores 
● Utilizar aditivos retardadores de pega e de endurecimento 
● Utilizar aditivos que possibilitem reduzir o consumo de cimento da dosagem 
● Reduzir a resistência à compressão na fase de projeto ou aumentar o prazo para que a 
resistência à compressão especificada seja atingida 
● Reduzir o consumo de cimento mediante a utilização de materiais pozolânicos, como sílica 
ativa ou metacaulim, entre outros 
● Utilizar armaduras específicas (vínculos internos) para limitar ou impedir a formação de 
fissuras por retração térmica 
● Sempre que viável, empregar agregados que conferem maior capacidade de deformação ao 
concreto, além de menor módulo de deformação 
● Aumentar a dimensão máxima do agregado graúdo, produzindo, assim, concretos com baixo 
teor de argamassa 
● Na cura, substituir parte da água de amassamento por água gelada, gelo (em escamas ou 
triturado) ou nitrogênio líquido 
● Diminuir a temperatura dos agregados graúdos, seja com proteção contra a insolação por meio 
de mantas geotérmicas, seja com umidificação ou refrigeração 
● Utilizar serpentinas embutidas no concreto, pelas quais circulará água gelada. Elas ficam 
imersas nos elementos estruturais que serão concretados e devem ser controladas por 
termômetros ou termopares embutidos 
● Adotar, quando possível, concretagem em camadas com altura moderada e intervalos de 
lançamento do concreto que possibilitam maior dissipação de calor 
● Além de baixar a temperatura da água, baixar também a temperatura dos outros materiais 
constituintes do concreto (agregado graúdo, cimento e areia). A água, que tem o maior calor 
específico (4,18 kJ/kg.K), entra na composição do concreto com uma porcentagem muito 
pequena, entre 10% e 15% do volume total. O agregado graúdo (brita), que tem um calor 
específico de 0,92 kJ/kg.K, ocupa porcentagem de cerca de 65% do volume total do concreto 
● Sempre que possível, empregar concreto lançado com caçamba para que o abatimento seja 
pequeno e, com isso, as dimensões máximas do agregado possam ser aumentadas para 38 mm 
ou 50 mm e, consequentemente, o consumo de cimento possa ser reduzido 
Fontes: Rubens Curti, especialista em concreto da Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP), Ercio 
Thomaz, engenheiro do Centro Tecnológico do Ambiente Construído do Instituto de Pesquisas Tecnológicas 
(Cetac-IPT), e Selmo Kuperman, diretor da consultoria em engenharia Desek e conselheiro vitalício do Instituto 
Brasileiro do Concreto (Ibracon). 
Possíveis soluções 
Não existe uma fórmula mágica que diga qual a melhor opção para uma concretagem bem-sucedida nas peças 
de grande volume, segundo os especialistas. A medida a ser adotada para tentar retardar a diferença de 
temperatura no concreto durante alguns dias, até que ele seja capaz de resistir às tensões de tração, dependerá 
de análises e estudos caso a caso das relações de custo-benefício e do cronograma da obra. 
Algumas vezes, as construtoras lançam mão até de mais de um artifício para se alcançar o resultado ideal. "É 
melhor dividir a concretagem em algumas etapas e, com isso, atrasar o término daquela peça? Ou é melhor 
empregar concreto gelado? Ou, caso não haja gelo disponível, deve-se apelar para o nitrogênio líquido ou 
empregar pós-refrigeração? Definida a solução, a próxima etapa entra nos detalhes das operações de 
concretagem propriamente ditas, tais como quantidades de equipamentos de lançamento disponibilizados, 
tipos de controle durante a execução e preparo das equipes", aponta o conselheiro do Ibracon. 
Entre as soluções mais comuns, estão os cimentos de baixo calor de hidratação (usados quando isso é possível), 
os aditivos que possibilitam reduzir o consumo de cimento da dosagem e a utilização de água gelada, gelo ou 
nitrogênio líquido na cura, o que faz baixar a temperatura interna a níveis suportáveis. 
Em peças muito pesadas, pode-se usar ainda tubulações embutidas (serpentinas) para retirar o calor interno por 
passagem de água fria ou dividir a concretagem em etapas, de modo a reduzir as alturas de camadas e 
intervalos de lançamento do concreto que possibilitem maior dissipação de calor (veja mais no quadro acima). 
Controle da temperatura 
Nas peças volumosas, além dos controles normais (abatimento, verificação se não está ocorrendo exsudação ou 
segregação, entre outros), é fundamental, independentemente da medida escolhida, monitorar a temperatura 
do concreto antes e depois do lançamento. 
Essa medição é feita, em geral, por termômetros ou termopares introduzidos no interior da estrutura, em locais 
indicados nas simulações teóricas prévias. As medições devem acontecer com maior frequência até que seja 
atingida a máxima temperatura na peça - o que ocorre entre dois e três dias - e, em seguida, por pelo menos 
mais 15 dias, de acordo com Kuperman. "Esse prazo depende muito dos valores encontrados nas simulações 
efetuadas por meio dos cálculos teóricos", diz ele. 
Caso o concreto seja fornecido por uma concreteira, a prática recomendada é a de serem amostrados todos os 
caminhões-betoneira para realização de ensaios de abatimento e medição da temperatura com termômetro, 
antes do lançamento. "Devem ser moldados corpos de prova de todos os caminhões para ensaios de resistência 
à compressão pelo menos aos 7, 28 e 90 dias, bem como para ensaios de módulo de elasticidade", continua o 
conselheiro do Ibracon. 
Para a concreteira, um dos fatores determinantes é a localização da central dosadora em relação à obra, já que 
pode haver perda de temperatura e abatimento nesse meio tempo. "Não se deve levar em consideração 
somente a distância, mas também o tempo de trajeto", diz Caracik. 
Na avaliação de Caracik, devido à importância dessa operação para a obra, a contratação do fornecedor de 
concreto não pode ter como foco somente o valor do metro cúbico, mas a capacidade técnica e operacional 
para esse fornecimento. "O controle tecnológico tem papel fundamental nesse processo e deve ser feito, 
preferencialmente, por empresas que já realizaram esse tipo de serviço, uma vez que não podem ser realizados 
'testes de aprendizado' para essa responsabilidade de concretagem", avalia. 
Ele lembra ainda que a temperatura ambiente e a umidade do ar necessitam de monitoramento no ato da 
concretagem, pois influenciam diretamente na temperatura final esperada. "Pela influência grande do fator da 
temperatura ambiente no ato da concretagem, o início previsto sempre é às 6h00, pois assim se aproveitam as 
baixas temperaturas do ambiente", explica. 
Kuperman aponta que, em alguns casos, é necessária ainda a realização de ensaios de teor de ar incorporado e 
de massa específica do concreto. "É importante a existência de um laboratório idôneo de controle da qualidade 
na frente de serviço, bem como a presença de fiscal, seja da construtora, seja do laboratório ou da projetistana 
central de concreto, acompanhando todas as pesagens dos materiais", frisa. 
Ana Sachs 
 
 
 
Sede da Copa 2014 
Obra: Estádio Nacional Mané Garrincha 
Local: Brasília 
Construtora: Andrade Gutierrez 
Conclusão: 2013 
Capacidade: 70 mil pessoas 
Durante a construção do estádio na capital 
federal, a construtora Andrade Gutierrez se 
viu frente a frente com uma grande questão: produzir os pilares circulares da obra com 
concreto de 60 MPa. "Como nossos concretos são de alto desempenho, ou seja, possuem 
elevado consumo de cimento, nossos problemas com a temperatura foram ainda maiores", 
explica Roberto Xavier de Castro Junior, engenheiro responsável pela obra. Após estudos e 
testes de concretagem de protótipos, a equipe de obra conseguiu chegar aos procedimentos 
ideais para evitar fissuras nas estruturas. "A partir dos dados, definimos o traço e a metodologia 
de lançamentos ideais para se alcançar os pré-requisitos", conta o engenheiro. As soluções 
começaram a ser adotadas cerca de 12 horas antes do início da concretagem, com o 
umedecimento das superfícies internas de fôrmas, blindagens e armaduras da peça. As 
betoneiras foram molhadas nas superfícies externas do balão no momento do carregamento 
com concreto na central dosadora. Para auxiliar na redução da temperatura na produção do 
concreto, foi feita a nebulização (aspersão de água) dos agregados. Outra providência foi limitar 
a temperatura do cimento nos procedimentos de dosagem dos concretos em no máximo 60°C. 
Para monitorá-lo, foram usados termopares embutidos. "Aumentamos ainda a proporção do 
cimento CP-III, o que levou à consequente diminuição do CP-V no traço, pois ele possui menor 
calor de hidratação", diz Castro Junior. A temperatura do concreto foi mantida em no máximo 
70°C. 
 
Concretagem ininterrupta 
Obra: Edifício Nova São Paulo 
Local: São Paulo 
Construtora: Método 
Ano de execução: 2012 
Na obra deste prédio na capital paulista, as grandes 
dimensões dos blocos de fundação e a grande 
densidade de armaduras, que dificultariam o 
adensamento do concreto, foram as principais 
preocupações da construtora. Um especialista em 
estudos térmicos foi contratado para realizar 
análises e simulações computacionais para 
determinar o traço do concreto e de que forma seria feita a concretagem. Em seguida, foi feita a 
medição da temperatura real dos materiais componentes do concreto na central dosadora. 
Uma concretagem na obra em uma peça de menor importância foi usada para verificar se as 
condições estabelecidas de temperatura e abatimento seriam atendidas. "Como solução para 
minimizar as possíveis fissuras térmicas, foi adotado o uso do concreto pré-refrigerado e, para o 
problema de alta taxa de armaduras, adotou-se a utilização de um concreto autoadensável", 
afirma João Herculano, engenheiro da concreteira que forneceu o material para a obra. Outra 
providência foi garantir o fornecimento ininterrupto de concreto para a confecção dos blocos. 
"Adotou-se o início da concretagem às 6h00, volume de 60 m³/h, temperatura de saída da 
central de 14°C e de lançamento na peça de no máximo 16°C, e slump flow test de 660 mm a 
750 mm", conta. Duas equipes técnicas foram destacadas para monitorar a temperatura e o 
abatimento, uma na central e outra na obra, utilizando termômetros digitais. A cura foi feita 
com piscina de água e manta geotêxtil, e se iniciou logo após a pega do concreto, finalizando 
dez dias depois. Para o acompanhamento da elevação da temperatura no interior da estrutura, 
foram usados termopares. 
Três blocos 
Obra: Golden Office Business & Mall 
Local: Jundiaí (SP) 
Construtora: Gafisa 
Ano de execução: iniciada em 2012 
Neste empreendimento, a construtora se 
viu diante do desafio de concretar, em uma 
única etapa, três blocos de fundação com 
volume aproximado de 250 m³ de concreto 
cada. A Gafisa contratou uma consultoria para acompanhar todo o processo, desde as 
simulações de tensões de origem térmica até a logística de concretagem. "Os estudos realizados 
nas etapas anteriores à concretagem definiram três temperaturas que o concreto atingiria 
durante o lançamento. Sendo assim, o controle de temperatura precisou ser feito antes do 
lançamento e no concreto já lançado na peça estrutural", conta Paulo Caracik, especialista de 
estrutura de concreto da construtora. O equipamento escolhido para o controle no concreto 
anterior ao lançamento foi o termômetro de haste. "Já na peça estrutural, foram instalados 
termopares, que têm sua leitura realizada a cada hora após a concretagem até o pico máximo 
de temperatura ser atingido", conta. 
 
 
Fundação de 3,6 mil m³ 
Obra: WTorre Morumbi 
Local: São Paulo 
Construtora: WTorre 
Ano de execução: 2012 
A obra de um edifício comercial da construtora 
WTorre na zona Sul de São Paulo teve a execução 
de dois blocos de fundação de 3.600 m³ e 4,2 m de 
espessura. A concretagem foi dividida em três 
etapas - a primeira lâmina com 70 cm de espessura 
e as outras duas com 1,75 m cada. Na primeira etapa, acompanhada pela reportagem, 
adicionou-se gelo e microssílica ao concreto autoadensável (fck = 50 MPa), que foi bombeado a 
14ºC, atingindo a temperatura limite de 50ºC. Para mitigar riscos, o serviço foi acompanhado de 
perto pela equipe de controle tecnológico da obra. (Colaborou: Gustavo Jazra). 
 
 
 
Soluções acústicas 
Corpos Artísticos 
● Paredes de blocos de concreto e drywall fixado com estabilizadores de vibração; 
● Lajes flutuantes (duplas); 
● Forro flutuante em drywall; 
● Revestimentos internos de controle de absorção e difusão. 
Escola de Música: 
● Paredes de blocos de concreto e contraparede de drywall; 
● Piso flutuante de madeira; 
● Forro flutuante em drywall; 
● Revestimentos internos de controle de absorção e difusão. 
Fonte: José Augusto Nepomuceno, da Acústica & Sônica 
 
Logística desafiadora 
Em virtude das condições do entorno do terreno, a construtora optou por planejar dois turnos 
de trabalho (diurno e noturno). Todo suprimento de materiais e equipamentos, serviços que 
demandavam a circulação de caminhões e equipamentos foram realizados no turno da noite. A 
exceção foram os serviços de concretagens, etapa em que os caminhões betoneiras foram 
autorizados a trafegar pela região. "Já os demais serviços foram realizados no turno do dia, com 
a utilização de métodos executivos apropriados para proporcionar mínimo impacto na região", 
conta Nunes Filho, lembrando que os trabalhos foram separados em três grandes frentes de 
serviço - Módulo 1 (Edifício dos Corpos Artísticos), Módulo 2 (Estacionamentos) e Módulo 3 
(Restauração do Conservatório Musical de São Paulo, Edifícios das Escolas, Centro de 
Documentação e Espaço Convivência) -, cujas execuções aconteciam concomitantemente. O 
canteiro de obras foi implantado em local contíguo à obra onde futuramente será construída 
uma praça. 
 
 
 
Fonte: Revista Téchne. Ed. 190. Janeiro de 2013.