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DAYANE DO C. GOMES HETKOWSKI ÉRIC DOUGLAS RIZZI LOPES ERLAN DE PAULA JÚNIOR FÁBIO HENRIQUE ANDRÉ FERREIRA RODRIGO INÁCIO DIAS RUAN VICTOR ALBUQUERQUE SOUZA VALTER LUÍS VALÉRIO JÚNIOR INOVAÇÕES TECNOLÓGICAS NA CONSTRUÇÃO CIVIL: CONCRETO POROSO JÍ-PARANÁ, RO ABRIL/2018. 2 Dayane do Carmo Gomes Hetkowski Eric Douglas Rizzi Lopes Erlan de Paula Júnior Fábio Henrique André Ferreira Rodrigo Inácio Dias Ruan Victor Albuquerque Souza Valter Luís Valério Júnior INOVAÇÕES TÉCNOLÓGICAS NA CONSTRUÇÃO CIVIL: CONCRETO POROSO Pesquisa apresentada como requisito de obtenção parcial avaliativo, referente à disciplina de Materiais de Construção II. Prof. Maycon Del Piero. Jí-Paraná, RO Abril, 2018. 3 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO......................................................................................................................4 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA..............................................................................................5 2.1 CONCRETO POROSO........................................................................................................5 2.1.1 HISTÓRICO E UTILIZAÇÃO..........................................................................................5 2.1.2 PROBLEMÁTICA NA URBANIZAÇÃO........................................................................6 2.1.3 PAVIMENTOS PERMEÁVEIS........................................................................................6 2.2 MATEIRAIS.........................................................................................................................8 2.3 COMO FUNCIONA.............................................................................................................9 2.4 VANTAGENS....................................................................................................................10 2.5 DESVANTAGENS.............................................................................................................10 2.6 APLICAÇÃO DO CONCRETO PERMEÁVEL..............................................................10 2.7 DURABILIDADE..............................................................................................................11 3 CONCLUSÃO......................................................................................................................12 4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...............................................................................13 4 1. INTRODUÇÃO O concreto é o material de construção mais importante e mais utilizado na construção civil. É resultante da mistura de aglomerante, agregados miúdos e agregados graúdos com água (SILVA, 1991). O concreto poroso é um tipo especial de concreto que se caracteriza principalmente pela ausência de finos, e por produzir uma estrutura permeável e resistente. É utilizado principalmente para pavimentação como técnica compensatória de amortecimento de cheias, com intuito de diminuir o escoamento das águas pluviais. É indicado para locais com tráfego de cargas moderadas, como estacionamentos e calçadas. 5 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1. CONCRETO POROSO O concreto poroso, conhecido como concreto permeável ou porous concrete (POC), é um tipo especial de concreto destinado, principalmente para pavimentação bastante utilizado nos Estados Unidos e Europa, é composto por cimento Portland, materiais de graduação aberta, agregado graúdo, pouco ou nenhum fino, aditivos e água (FERGUSON, 2005). O concreto poroso também é utilizado em barreiras de som, para reduzir o barulho das rodovias por reflexão acústica (BAPTISTA, 2005) e como dispositivo de drenagem em muros de arrimo (OSPINA e ERAZO, 2007). O American Concrete Institute (ACI 522, 2010) define o concreto poroso como uma estrutura que possui vazios interconectados entre si que permitem que a água passe através da superfície. É considerado material de construção sustentável, uma vez que reduz o escoamento das águas pluviais, melhora a qualidade da água de recarga do lençol freático e pode reduzir o impacto da urbanização. A principal diferença entre o concreto convencional e o poroso é o índice de vazios deste último. Enquanto o concreto convencional é compacto e tem propriedades que o fazem enrijecer ao longo do tempo, tornando-o mais resistente, a característica do permeável é outra. Ele é feito a partir de material granular quase todo do mesmo tamanho, com a mesma granulometria. "O uso do mesmo tamanho de agregado cria vazios, porque eles não conseguem ser preenchidos", explica Afonso Virgiliis, engenheiro da secretaria de infraestrutura urbana e obras de São Paulo que tem mestrado em pavimentos permeáveis pela Universidade de São Paulo (USP). Um pouco de areia grossa, nada de fina, também permite que haja um bom volume de vazios. O concreto convencional possui alta resistência e é feito para ser estanque, já o concreto poroso é feito para permitir a passagem de água e por isso apresenta resistência moderada. 2.1.1. Histórico e Utilização O concreto denso convencional tem sido utilizado para pavimentação desde 1856 quando foi instalado experimentalmente na Escócia. A utilização do concreto poroso para pavimentação teve inicio em 1970 nos Estados Unidos (FERGUSON, 2005) apesar de 6 contradizer os princípios da rigidez e homogeneidade que condiciona o concreto convencional. Inicialmente foi utilizado para produção de tubos drenantes, hoje é bastante utilizado assim como o concreto asfáltico poroso em vários países da Europa, nos Estados Unidos e Japão, com o objetivo de favorecer a segurança do usuário e permitir fluidez de trânsito em diferentes condições meteorológicas (OSPINA e ERAZO, 2007). Seu uso vem crescendo significamente, devido aos benefícios ambientais como controle do escoamento de águas pluviais, recarga do lençol freático e diminuição da poluição da água e do solo. Ainda possui potencial para reduzir as ilhas de calor e reduzir ruídos em estradas. 2.1.2. Problemática da Urbanização A ocupação urbana nas grandes cidades causa o aumento da frequência de cheias urbanas devido ao aumento de superfícies impermeáveis que tem dificultado a infiltração da água das chuvas. As superfícies impermeáveis tem sido responsáveis pela diminuição da qualidade das bacias hidrográficas em áreas urbanas, tem afetado a disponibilidade hídrica, e tem causado aumento no escoamento superficial. Estima-se que nessas áreas as bacias têm recebido menos de um quarto de todo volume precipitado sendo o restante direcionado aos cursos d’água, ocasionando enchentes urbanas, erosão do solo e arraste de poluentes para. Em termos de drenagem urbana, os sistemas tradicionais que antes eram voltados para a canalização do escoamento estão sendo substituídos por sistemas sustentáveis que incluem a implantação de medidas estruturais como bacias de retenção e detenção, poços de infiltração e pavimentos drenantes. 2.1.3. Pavimentos Permeáveis Os pavimentos permeáveis são superfícies drenantes que promovem a infiltração, armazenamento e percolação de parte ou da totalidade da água provinda do escoamento superficial para dentro de uma camada de armazenamento temporário no terreno, a qual é absorvida gradualmente pelo solo (ALVES; COSTA, 2007). Pavimentos permeáveis incluem asfalto e concreto porosos, blocos vazados e uma variedade de outros materiais, que podem ser utilizados em grande parte das superfícies urbanas comunitárias, tais como calçadas, estacionamentos,praças, parques e áreas externas, como vias locais e pequenos acessos (FERGUSON, 1994). 7 A principal característica dos pavimentos de concreto poroso é permitir a infiltração da água através de sua superfície, para sua posterior infiltração no solo. Este tipo de pavimento tem sido bastante analisado na atualidade por ser uma alternativa viável tanto do ponto de vista técnico como econômico (AZAÑEDO, HELARD e MUÑOZ, 2007). A textura de um pavimento poroso pode ser vista na figura 1. Figura 1 – Textura de pavimento de concreto poroso FONTE - <http://infraestruturaurbana17.pini.com.br>, acessado em 05 de Abril 2018. A utilização da técnica de pavimentos porosos é recente, antes a concepção de pavimentos contemplava a impermeabilização total da superfície. A partir dos anos 1970, na Europa e na América do Norte surgiu à necessidade de soluções para os problemas hidrológicos acarretados pelo intenso desenvolvimento urbano, estudos experimentais foram iniciados, e a partir dos anos 1980 teve início a sua utilização operacional (BAPTISTA,2005). No Brasil, diversos estudos estão sendo realizados para avaliar a eficiência e aplicabilidade destas estruturas para o amortecimento das cheias. Em países desenvolvidos, mais avançados nessa tecnologia, já se observa a preocupação com a qualidade da água e diversas aplicações práticas no sentido de reutilizá-la. Esse material apresenta características construtivas semelhantes ao convencional. A diferença está na eliminação do material fino da sua composição, aumentando a porosidade final da mistura (BAPTISTA,2005). 8 Tecnologia ainda incipiente no Brasil, o material vem sendo adotado por construtores para atender ao que as legislações municipais pedem em relação à infiltração e permeabilidade na pavimentação de terrenos. Isso porque o concreto permeável permite que a água das chuvas passe através dele e seja armazenada nas camadas inferiores, base e sub-base, até ser conduzida ao lençol freático por meio do subleito ou então levada ao sistema de drenagem da cidade. Sem perder espaço de pavimentação, tem-se uma área pronta para absorver precipitações, evitando enchentes e realimentando o aquífero subterrâneo. 2.2. MATERIAIS A quantidade de pedra, areia, cimento e água vai variar de acordo com a resistência que se busca ter no concreto. Quanto maior a resistência que se procura, menor será a permeabilidade. Para se ter mais permeabilidade, é preciso um maior volume de vazios e, portanto, haverá menos resistência. Por isso, há limitações na aplicação do sistema de drenagem com concreto permeável. Ele é mais indicado para locais de menor solicitação de carga, onde a resistência é menos exigida, como ciclovias, quadras poliesportivas e estacionamentos - a restrição de carga é para tráfego leve. Figura 2 – peças pré-moldadas de concreto poroso FONTE - <http://infraestruturaurbana17.pini.com.br>, acessado em 05 de Abril 2018. As “peças pré-moldadas são aplicadas sobre base e sub-base com pedras de no máximo 3/8” de diâmetro e uma camada de 10 cm a 15 cm de britas. 9 Por outro lado, é preciso tomar cuidado com o local onde o projeto será instalado, como adverte Mariana Marchioni, coordenadora do projeto Pavimento Permeável na Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP). Deve-se verificar se não é uma área com risco de contaminação, já que a água infiltra para o solo, e nem uma região onde costuma ocorrer enchentes. 2.3. COMO FUNCIONA A função permeabilizante do concreto permeável não funciona se ele não estiver associado à base e sub-base granular. A água da chuva desce pelo concreto poroso e precisa ser armazenada na estrutura granular, que deve ser de pedras ou britas com grande volume de vazios. Depois que a chuva para, a água que ficou armazenada nos vazios pode seguir dois caminhos: ou vai para o subsolo, quando o subleito é propício para promover esse caminho até o aquífero, ou pode ir para um sistema de drenagem. Aí ela segue para os bueiros e bocas de lobo da cidade ou fica em piscinas de armazenagem ou reservatórios, a partir de onde pode ser reutilizada em espaços sanitários ou jardins. Figura 3 – Demonstração de permeabilidade FONTE - MONTEIRO, Concreto Poroso: dosagem e desempenho, Goiânia - 2010. As normas americanas dizem que, quando o solo é propício, em 72 horas a água armazenada é absorvida e lançada no aquífero. Se o subsolo é compacto e impermeável 10 (argiloso, por exemplo), no entanto, a água que fica na base e na sub-base não consegue ir rapidamente para o lençol freático e fica acumulada no reservatório granular. Nesse caso, as camadas de pedra da estrutura podem encher e transbordar pela superfície, voltando para cima do concreto poroso. 2.4.VANTAGENS ● Proteção do sistema de drenagem; ● Pode ser usado como via para pedestres, estacionamento, ciclovia, piso de quadras poliesportivas; ● Ajuda a diminuir enxurradas e enchentes; ● Possibilita a reutilização da água da chuva; ● Realimenta o aquífero subterrâneo; ● Atua como filtro, impedindo que impurezas e metais pesados atinjam o lençol freático; ● Permite melhor aproveitamento de terrenos; ● Pode ser usado como zona de transição em barragens, junto aos maciços rochosos. 2.5.DESVANTAGENS Menor resistência; Custo inicial levemente maior; Risco de entupimento. 2.6. APLICAÇÃO DO CONCRETO PERMEÁVEL O concreto permeável é mais indicado para locais onde a carga que o material irá receber é menor e a resistência é menos exigida, tais como: ciclovias; quadras poliesportivas; via para pedestres; estacionamentos; 11 parques e praças; ruas de baixo tráfego; muros de arrimo; isolamento térmico de paredes (alta porosidade); barreiras acústicas; bases permeáveis abaixo de pavimentos de alta resistência (camadas-base); drenagem urbana; controle de enchentes. Estacionamento; Estradas; Calçadas; Áreas com trânsito em geral. Figura 2 – aplicação do concreto poroso FONTE - < www.master-builders-solutions.basf.com.br>, acessado em 05 de Abril 2018. 2.7. DURABILIDADE No geral, os pavimentos feitos com o material duram entre 20 a 40 anos, podendo sofrer ataques de sulfatos devido à baixa da mistura água e cimento e aos espaços vazios. Para manter sua boa funcionalidade na drenagem da água, a limpeza precisa ser feita anualmente, assim como a aspiração. O entupimento dos poros pode ocorrer em aproximadamente de 10 anos. 12 3. CONCLUSÃO O crescimento dos centros urbanos tem aumentado a quantidade de superfícies impermeáveis, o que tem dificultado a infiltração da água das chuvas no solo e sobrecarregado os sistemas tradicionais de drenagem urbana. A implantação de novas tecnologias que permitem a infiltração da água no solo tem sido estudas desde 1970 em vários países. O nível do lençol freático é um fator preponderante a ser avaliado na definição da espessura do colchão drenante. Esse poderia, por vezes, inviabilizar a decisão acerca de sua adoção. O concreto poroso é sem dúvida um grande aliado na busca de soluções para o gerenciamento de águas pluviais a fim de reduzir os impactos da urbanização. Usando-o alternativa para aumentar a permeabilidade de pavimentos submetidos a cargas reduzidas, o sistema demanda cuidados de especificação, instalação e manutenção para que tenha um bom funcionamento. 13 4. REFERÊNCIAIS BIBLIOGRÁFICASACI COMMITTEE 522. 522R-10 Report on Pervious. 2010, 38p. AZAÑEDO, W.H.M., HELARD, C.H., MUÑOZ, R.G.V., Diseño de mezcla de concreto poroso con agregados de la cantera La Victoria, Universidade Nacional de Cajarmarca, 2007. BAPTISTA, M. B.; NASCIMENTO, N. O; BARRAUD, S. Técnicas compensatórias em drenagem urbana. Porto Alegre: ABRH, 2005. Cap. 6, pg. 216-225. FERGUSON, B. K., Porous pavements. Boca Raton: CRC Press, c2005. MAZZONETT, CAROLINE. Tecnologia concreto permeável. http://infraestruturaurbana17.pini.com.br, Acesso em 5 de Abril de 2018. OSPINA, C. M. M, ERAZO, C. H. B. Resistencia mecánica y condiciones de obra del concreto poroso en los pavimentos según El tipo de granulometría. Medellín, 2007. SILVA, M. B. Materiais de Construção. São Paulo. 2ª Ed. Rev. PINI, 1991.
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