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FACUDADE ÚNICA LUIZ CLAUDIO PINHEIRO DOS SANTOS METODOLOGIA DE ADENSAMENTO EM OBRAS CORRENTES RIO DE JANEIRO - RJ 2021 FACULDADE ÚNICA LUIZ CLAUDIO PINHEIRO DOS SANTOS METODOLOGIA DE ADENSAMENTO EM OBRAS CORRENTES Artigo Científico apresentado à Faculdade Única, como parte das exigências para a obtenção do título de Especialista em estruturas de Concreto Armado RIO DE JANEIRO - RJ 2021 METODOLOGIA DE ADENSAMENTO EM OBRAS CORRENTES Luiz Claudio Pinheiro dos Santos RESUMO Esta pesquisa bibliográfica tem a intenção de esclarecer um mecanismo físico que ocorre ao longo da concretagem, no que diz respeito a porosidade excessiva devido a falhas no adensamento, já que estas falhas são recorrentes, demonstrar as técnicas de adensamento mais usuais para obras correntes, explicando a importância destas técnicas. Tem como referencial teórico o trabalho produzido pela Associação Brasileira de Cimento Portland – Adensamento do concreto por vibração. No decorrer do trabalho, são explicados os motivos pelo qual deve-se fazer o adensamento, são indicadas as prescrições da norma NBR 14931: Execução de estruturas de concreto e por fim algumas técnicas para evitar patologias. Palavras chave: Adensamento. Vibração. Concreto. Patologia. Porosidade. Introdução Chamamos de concreto, a mistura homogênea formada por cimento, agregado graúdo, agregado miúdo, água e quando necessário aditivos. Quando incluímos barras de aço exercendo a função de armadura passiva, chamamos de concreto armado. O concreto apresenta certas propriedades em seu estado fresco, que interferem em seu estado endurecido, onde o cimento exercendo a função de aglomerante hidráulico, juntamente com os agregados e basicamente água, após a mistura endurecida tem como resultado a reprodução de uma rocha artificial, onde se busca resistência a compressão. Para construção de peças estruturais em concreto armado é necessário a confecção de fôrmas, onde é colocada a armadura e despejado o concreto fresco dando forma ao concreto endurecido. Logo após o despejo do concreto fresco na fôrma devemos realizar o adensamento afim de se obter um concreto denso e compacto evitando assim a presença de bolhas de ar e excesso de água no interior do concreto. Segundo a ABCP, o concreto fresco ao ser lançado, apresenta no interior de sua massa ar aprisionado em forma de bolhas formadas durante o processo de mistura, transporte e descarga, cujo volume chega a ser de 5% a 20% do volume total. A presença de bolhas de ar e excesso de água é altamente prejudicial ao concreto, sendo necessário o adensamento deste. Desenvolvimento O propósito de se fazer o adensamento é dar resistência e durabilidade as peças de concreto. Sem esta importante etapa da concretagem que tanto gera benefícios, a certeza é de que peças de concretos terão sua performance diminuída. A diminuição da performance é decorrente do excesso de porosidade, do acúmulo de bolhas de ar, dos ninhos entre outros. A aplicação da vibração no concreto, não só tem efeitos benéficos como evita patologias decorrentes da porosidade. No caso dos materiais cimentícios a porosidade é fortemente influenciada pela relação água/cimento, pela composição química do cimento, natureza e granulometria dos agregados. Além disto, na confecção de peças de concreto armado, o adensamento durante a concretagem pode influenciar significativamente a porosidade da peça. ( Soares, et al. 2009) Sabe-se que há uma relação inversa entre porosidade e resistência nos sólidos. A resistência se encontra na parte sólida de um material; assim vazios são prejudiciais à resistência. (Metha e Monteiro 2008) Sabe-se também que os vazios existentes no concreto decorrentes da porosidade expõem a armadura a corrosão. A quase totalidade dos mecanismos de agressão ao concreto depende da presença de mecanismos de transporte dos elementos externos de agressão através dos poros e fissuras do concreto e da existência de dois fatores essenciais: o disponibilidade de água no interior da massa de concreto; o disponibilidade de oxigênio do ar. Em qualquer caso, a durabilidade das estruturas depende do adequado adensamento do concreto, garantindo‐se uma satisfatória compacidade que dificulte os mecanismos de transporte no seu interior. (Fusco e Onishi 2018) O concreto fresco, ao ser lançado, apresenta no interior de sua massa ar aprisionado em forma de bolhas, formadas durante o processo de mistura, transporte e descarga, cujo volume chega a ser de 5% a 20% do volume total. De acordo com grau de consistência do concreto fresco haverá maior ou menor quantidade de poros (Associação Brasileira de Cimento Portland 2005) São algumas vantagens adquiridas através de um processo de vibração feito de forma correta: o Aumento da resistência do concreto; o Maior impermeabilidade; o Maior aderência entre o concreto e as barras de aço; o Melhor aparência superficial o Maior durabilidade; o Economia, qualidade entre outras. Adensamento O adensamento de concreto consiste na movimentação do material em questão, tendo a finalidade de diminuir o número de vazios, bolhas de ar e excesso de água do interior da massa, de tal forma que se obtenha um concreto denso e compacto. (Tecnosil 2017) A NBR 14931:2004 que diz respeito a execução de estruturas de concreto orienta que: Durante e imediatamente após o lançamento, o concreto deve ser vibrado ou apiloado contínua e energicamente com equipamento adequado à sua consistência. O adensamento deve ser cuidadoso para que o concreto preencha todos os recantos das fôrmas. Durante o adensamento devem ser tomados os cuidados necessários para que não se formem ninhos ou haja a segregação dos materiais. Deve-se evitar a vibração da armadura para que não se formem vazios ao seu redor, com prejuízos da aderência. O plano de lançamento deve estabelecer a altura das camadas de lançamento do concreto e o processo mais adequado de adensamento. No caso de alta densidade de armaduras, cuidados especiais devem ser tomados para que o concreto seja distribuído em todo o volume da peça e o adensamento se processe de forma homogênea. Figura 1: Falhas ou Ninhos Fonte: https://www.cimentoitambe.com.br/patologias-do-concreto/falhas-ninhos.html Formas de Adensamento O adensamento de concreto pode ser manual (socamento ou apiloamento) ou de processos mecânicos (vibração ou centrifugação). Adensamento manual Figura 2: Etapa final, concretagem e adensamento do pilar Fonte: Adaptado de https://www.youtube.com/watch?v=6NGms7sYI1w Esse tipo de processo pode ser feito com peças de madeira ou barras de aço que atuam como soquete e empurram o concreto para baixo, expulsando o ar incorporado e eliminando os vazios. A camada de concreto deve ser submetida a choques repetidos, sendo mais importante o número de golpes do que a energia de cada um desses golpes. (Tecnosil 2017) O adensamento do concreto manual pode ser feito usando barras de aço ou pedaços de madeira que funcionarão como soquetes. A camada de concreto deve ser submetida a choques repetidos, sendo mais importante o número de golpes, do que a energia de cada golpe. O adensamento manual é feito por camadas de concreto, com espessura máxima de 15 a 20 cm e para um concreto fresco com slump de 5 a 12 cm. O processo de adensamento deve cessar assim que aparecer na superfície do concreto uma camada lisa de cimento e elementos finos. (ConstruFacil RJ 2014) No adensamento manual, a altura das camadas de concreto não deve ultrapassar 20 cm. (Associação Brasileira de Normas Técnicas 2004) Adensamento Mecânico por vibração Figura 3: Adensamento doconcreto Fonte: https://www.royalmaquinas.com.br/blog/adensamento-concreto-o-que-e-vantagens/ O adensamento por meio de vibradores de imersão está estabelecido em 9.6.2. Em todos os casos, a altura da camada de concreto a ser adensada deve ser menor que 50 cm, de modo a facilitar a saída de bolhas de ar. (Associação Brasileira de Normas Técnicas 2004) Esse procedimento é o único admissível para obras de médio e grande porte. O adensamento de concreto mecânico deve ser executado conforme a consistência do concreto, introduzindo e retirando a agulha do adensador lentamente. Em geral, 15 segundos são suficientes para adensar a área em que a agulha está imersa. (Tecnosil 2017) Figura 4:Vibração de imersão com motor elétrico Fonte:http://www.clubedoconcreto.com.br/2016/01/operacao-de-vibracao-por-vibradores.html Conforme a 9.6.2 A NBR 14931:2004 devemos tomar os seguintes cuidados no adensamento com vibradores de imersão: o Quando forem utilizados vibradores de imersão, a espessura da camada deve ser aproximadamente igual a 3/4 do comprimento da agulha. o Ao vibrar uma camada de concreto, o vibrador deve penetrar cerca de 10 cm na camada anterior. o Tanto a falta como o excesso de vibração são prejudiciais ao concreto. o Preferencialmente aplicar o vibrador na posição vertical; o Vibrar o maior número possível de pontos ao longo do elemento estrutural; o Retirar o vibrador lentamente, mantendo-o sempre ligado, a fim de que a cavidade formada pela agulha se feche novamente; o Não permitir que o vibrador entre em contato com a parede da fôrma, para evitar a formação de bolhas de ar na superfície da peça, mas promover um adensamento uniforme e adequado de toda a massa de concreto, observando cantos e arestas, de maneira que não se formem vazios; o Mudar o vibrador de posição quando a superfície se apresentar brilhante. Prática de adensamento por meio de vibradores de imersão O adensamento de concreto mecânico deve ser executado conforme a consistência do concreto, introduzindo e retirando a agulha do adensador lentamente. Em geral, 15 segundos são suficientes para adensar a área em que a agulha está imersa. Desaconselha-se vibrar além do necessário, pois em excesso pode ser pior do que a falta de vibração, causando a segregação dos agregados e o afloramento superficial da água de hidratação. Os vibradores têm um raio de ação, ou seja, só provocam o adensamento do concreto com eficiência se agir em camadas. De maneira geral, vibradores de alta frequência, podem ser empregados para o adensamento de qualquer tipo de concreto. subsequentes e adjacentes. A espessura da camada de concreto a ser adensada com vibradores de imersão deve ser igual a 3/4 do comprimento da agulha, sempre considerando que o vibrador deve penetrar em torno de 10 cm na camada subjacente de concreto. A agulha deve ser cravada perpendicularmente à massa com espaçamentos de aproximadamente 40 cm, que geralmente é o raio de ação do vibrador. O tempo de vibração varia de acordo com a trabalhabilidade do concreto, podendo ficar entre 5 e 30 segundos em cada ponto. (Tecnosil 2017) Raio de ação de um vibrador A distância a qual o vibrador consegue compactar o concreto é denominada raio de ação. A definição do raio de ação de um vibrador interno de agulha é de extrema importância para que haja certeza de que todo o concreto foi vibrado. O raio de ação pode ser definido pela tabela abaixo em função do diâmetro das agulhas e plasticidade do concreto. Figura 5: Raio de ação de vibradores de agulha Fonte: https://www.royalmaquinas.com.br/blog/vibrador-de-imersao-boas-vibracoes-para-sua- obra/ Determinação experimental do raio de ação de um vibrador. (Associação Brasileira de Cimento Portland 2005) Para definir o raio de ação na prática, podemos utilizar a seguinte metodologia: Colocar o concreto fresco em uma fôrma de determinadas dimensões e com o mínimo de 40 cm de altura; Mergulhar o vibrador no centro da forma; Colocar sem pressionar uma barra de aço de 20 mm e 1,0 m de comprimento, verticalmente em vários pontos no concreto a diferentes distâncias do vibrador onde ela irá penetrar completamente ou não; O raio de ação do vibrador será determinado pela distância do seu centro até a barra que penetrar totalmente no concreto fresco em um minuto; Se, experimentalmente, for determinado que o raio de ação de um vibrador é 20 cm, o raio de ação será 30, ou seja, uma vez e meia. Figura 6: Determinação prática do raio de ação Fonte: (Associação Brasileira de Cimento Portland 2005) A ABCP faz recomendações no que diz respeito a utilização de vibradores de imersão: Escolher o vibrador adequado para o tipo de obra – diâmetro etc. O vibrador de imersão deve ser manuseado com muita atenção, nunca de maneira displicente, pois seu emprego correto depende a obtenção dos resultados ótimos na aplicação do concreto fresco; É fundamental seguir o planejamento pré-estabelecido no que se refere às distâncias entre inserções do vibrador e o tempo de permanência; Ao inserir o vibrador, é recomendado que este penetre lentamente na massa de concreto, de preferência pela ação do seu peso próprio, até o fundo da camada que se deseja vibrar. O vibrador deve permanecer na posição durante o tempo recomendado pelo planejamento pré-estabelecido; A retirada do vibrador deve ser lenta e cuidadosa. Ao retirá-lo, é necessário observar se o furo causado por sua presença se fecha. Caso isso não ocorra deve-se inserir o vibrador próximo ao furo até que a massa fique uniforme; Não se deve puxar o motor do conjunto vibrador pelo seu mangote; Evitar que durante o trabalho o vibrador entre em contato com as paredes das fôrmas ou ferragens já concretadas; Não funcionar o vibrador fora do concreto, pois age como refrigerante do equipamento, impedindo o superaquecimento Limpar completamente o vibrador, eliminado todos os resíduos de concreto, após o término. (Associação Brasileira de Cimento Portland 2005) Conclusão Através da pesquisa bibliográfica realizada, além de confirmar a dificuldade em encontrar técnicas descritas nas literaturas em língua portuguesa, fica constatada a importância do adensamento no processo de concretagem. Diante dos fatos, concluo que o processo de adensamento é imprescindível para a concretagem e existem parâmetros e normas técnicas que conduzem o procedimento ao contrário do método intuitivos que são utilizados em algumas construções. O processo de adensamento está diretamente ligado a resistência e durabilidade dos elementos de concreto armado. Referências Soares, Marcela M. N. S., Augusto C. S. Bezerra, Mateus Silva J. , Paula G. L. Pádua, Maria Aguilar T. P., e Paulo Cetlin R. . “X Congreso Latinoamericano de Patología y XII Congreso de Calidad en la Construcción.” Influência do adensamento do concreto nos resultados de módulo de. Valparaíso-Chile. , 2009. Associação Brasileira de Cimento Portland. Pavimento de concreto: Adensamento do concreto por vibraçãp. ABCP, 2005. Associação Brasileira de Normas Técnicas. “NBR 14931: Execução de estruturas de concreto: Procedimentos.” Rio de Janeiro, 2004. ConstruFacil RJ. 2014. https://construfacilrj.com.br/adensamento-concreto-definicao/ (acesso em 24 de 01 de 2021). Fusco, Péricles Brasiliense , e Minoru Onishi. INTRODUÇÃO À ENGENHARIA DE ESTRUTURAS DE CONCRETO. São Paulo: Cengage Learning, 2018. Metha, P. Khumas, e Paulo J.M. Monteiro. Concreto Microestrutura, Propriedade e Materiais – 3ª edição. São Paulo: IBRACON, 2008. Tecnosil. Tecnosil. 26 de 11 de 2017. http://www.tecnosilbr.com.br/conteudo/?p=137 (acesso em 24 de 01 de 2021).