Créditos foto: Willian S. Cruz
Reologia do concreto fresco
Marco Antônio de Morais Alcantara
Mistura
A mistura do concreto está
relacionada com a dimensão da obra, e o volume de concreto a ser produzido.
Outros aspectos indiretamente relacionados, como o tamanho do canteiro, podem
também influenciar tanto no estabelecimento do lay-out como na definição dos
tipos de equipamento a serem utilizados na fase de mistura.
Do concreto a ser produzido se
requer a homogeneidade, de modo que cada parte de uma amassada tenha as mesmas
características. A falta de homogeneidade do concreto pode implicar em regiões
de fraqueza, e na falta de isotropia nas propriedades do material.
Os misturadores podem ser
diferenciados pelo tipo de ação que eles impõem aos componentes da mistura,
pelas suas capacidades, e indiretamente pelo ciclo de produção e cadencia da
obra, e ainda, pela eficiência na produção de um concreto mais ou menos homogêneo.
Estes são diferenciados como “intermitentes”
ou “contínuos”, ou também, “de queda livre” ou “forçados”. Os primeiros citados
podem ter a produção interrompida, enquanto que os segundos não necessitam de
interromper a produção que é requerida para uma etapa da obra.
A ação sobre os materiais se dá por
meio de pás que podem revolver o material sobre si mesmo, e a ação da
gravidade. Os de queda livre contém as pás solidárias à cuba conforme a Figura
1, enquanto que os forçados podem ter a cuba fixa e as pás móveis, conforme a Figura
2havendo ainda a variante onde a cuba gira em sentido contracorrente.
Figura 1: Misturador “de queda
livre”
Figura 2: Misturador tipo “forçado”
O eixo da cuba pode se encontrar
conforme as seguintes condições: inclinado ou horizontal. Isto pode implicar em diferentes condições de
eficiência.
A Tabela 1 apresenta os
misturadores resumidos dentro de uma classificação conforme Petrucci (1978).
Tabela 1: Classificação quanto
aos tipos de misturadores
Misturadores
|
Intermitentes
|
Queda livre
|
Eixo inclinado
|
Eixo horizontal
|
|||
Forçados
|
Cuba fixa
|
||
Contracorrente
|
|||
Contínuos
|
Queda livre
|
||
Forçados
|
Para o processo importa não o
tempo, mas o número de revoluções. De modo geral a velocidade de rotação é dada
por 20 rpm.
Os misturadores intermitentes são
utilizados em obras de pequeno porte, onde a mistura é produzida próxima ao
lugar de lançamento. Os de eixo inclinado, basculantes, tem o abastecimento dos
materiais coincidente com o de entrada. O carregamento pode ser realizado
tomando-se os materiais em peso, em volume, ou em traço misto, considerando o
cimento em peso e os agregados em volume.
Uma variação deste último é o traço
com base no saco de cimento e os agregados em volume.
A ordem de colocação dos
materiais e os protocolos de operação são dados por:
-Parte dos agregados graúdos e parte
da água, seguindo-se de um ciclo de revolução.
- O cimento juntamente com o
restante da água e o agregado miúdo; seguindo-se de um ciclo de revolução.
- O restante do agregado graúdo
(seguindo-se de um ciclo de revolução).
As capacidades dos misturadores
intermitentes podem ser compreendidas com base no volume da cuba, chamada de
“capacidade da cuba”; no volume dos insumos do concreto antes da mistura, a
“capacidade de mistura”, e no volume de concreto efetivamente produzido, a
“capacidade de produção”. Desta forma,
do volume total de concreto a ser produzido, pode-se estimar o número de ciclos
de mistura que serão necessários. Para os casos de misturadores de eixo
inclinado a capacidade de mistura com relação a capacidade da cuba varia entre
0,6 a 0,75 enquanto que para os casos de eixo horizontal varia de 0,35 a 0,40. A
capacidade de produção em geral varia entre 0,5 a 0,8.
Os misturadores contínuos
apresentam uma produção ininterrupta, capaz de fornecer grandes quantidades de
concreto. De modo geral consistem em cilindros dotados de pás ou hélice, que
forçam a mistura dos constituintes do concreto durante a passagem. Os
constituintes entram por um acesso enquanto que a descarga é realizada pelo
outro acesso. A inserção de materiais é realizada com base no volume dos
insumos.
Eles apresentam como vantagens,
além da grande capacidade de concreto produzido e a não interrupção da
produção, a melhor homogeneidade deste. Como desvantagem têm-se a própria
dificuldade operacional de interromper a produção, e da dependência de um controle
rígido para com a qualidade e a condição particular dos agregados, como o diâmetro
máximo e os insumos (fato que também é importante para os outros tipos de
misturadores.
Ainda, um outro tipo de
misturador é considerado quando o concreto é produzido em usina. Este contexto
é dado quando o volume de concreto justifica tal procedimento, e tem como
vantagens a qualidade do concreto, assim como a diminuição de ruído e as
operações na obra.
Este tipo de operação pode ter
três variantes: (i) o concreto é produzido em misturadores na central, e
transportado para a obra, ou, (ii) o concreto é inicialmente produzido na
central, e é finalizado em caminhão betoneira; e por último, (iii) o caso em
que o concreto é produzido totalmente em caminhão betoneira.
Os principais acessórios para
esse tipo de indústria são: silos de armazenamento para os insumos,
misturadores, equipamento de transporte para que os insumos tenham acesso aos
misturadores, e o caminhão betoneira. Os materiais são tomados normalmente em
peso, favorecendo a melhor qualidade do concreto.
Durante o transporte por caminhão
o concreto deve conservar a sua homogeneidade, de modo que este é sujeito à
mistura com revoluções compatíveis a somente manter a sua homogeneidade
(diferente daquela que é utilizada na produção de concreto) dada por valores
entre 2 a 6 rpm.
As contrapartidas de
responsabilidade entre o cliente e o fornecedor são dadas dentro das seguintes
situações: (i) o cliente é responsável pelas condições da mistura, fornecendo
características dos materiais, a proporção, o tipo e diâmetro máximo de agregados,
o uso de aditivos entre outros; (ii) o fabricante se responsabiliza pela
seleção de materiais e o traço, devendo então o cliente, fornecer a resistência
desejada conforme a idade, e a consistência; (iii) o terceiro caso é o de o
cliente solicitar a produção dentro de um consumo mínimo de cimento.
Os ensaios de validação no
recebimento são os ensaios de consistência do abatimento. São ainda realizados
os ensaios mecânicos de ruptura de compressão de corpos de prova no estado
endurecido para fins do controlo tecnológico.
O transporte
O transporte se constitui em uma
outra fase onde se deve preocupar com as suas implicações na homogeneidade do
concreto. São importantes as distancias e as direções do deslocamento, assim
como os seus meios e as suas ações.
Quanto à direção são horizontais
os casos dados por carrinhos de mão e vagonetas; verticais os casos de
caçambas, e oblíquos os casos de calhas e esteiras transportadoras.
Também existem meios
intermitentes e contínuos para com o transporte, sendo intermitentes os
representados por carrinhos de mão, vagonetas e caçambas, e contínuos os
representados por calhas e esteiras transportadoras. Existe ainda o caso do
bombeamento do concreto.
As contingencias a que estão
sujeitas o concreto na fase de transporte podem ser por exemplo a vibração, no
caso do transporte por carrinhos, o atrito, no caso de transporte por calhas. O
atrito também pode estar presente nos casos de bombeamento. Tudo isto deve ser
visto cuidadosamente de modo a não haver separação de fase do concreto.
Algumas compatibilidades são
requeridas, como por exemplo, para o caso do concreto conduzido por calhas este
deve ser fluido, e a calha deve ser lisa, enquanto que para o caso do concreto
conduzido por esteiras este deve ser preferencialmente seco; ainda, o concreto
bombeado dever ser plástico. O diâmetro da tubulação deve ser no mínimo três vezes
maior do que o valor do diâmetro máximo do agregado. A altura máxima para o
bombeamento é limitada a 30 metros. Deve se considerar as perdas de carga em
função do comprimento da tubulação e das curvas.
O lançamento
O lançamento constitui-se em uma
fase relevante na produção do concreto, sobretudo pelo tempo decorrido após a
mistura, e pelas ações envolvidas neste processo. Na ausência de retardadores
de pega, o tempo de lançamento é de no máximo 1 hora após a mistura, não se
admitindo re-misturas.
Alguns aspectos são importantes
como as alturas do lançamento.
A altura deve ser limitada a no
máximo 2 metros, e, em havendo a necessidade, para os casos de pilares por
exemplo, deve se usar de aberturas nas formas, sucessivamente, de modo a se
respeitar esta altura.
A mobilidade após o lançamento. Para os casos
de concretos vibrados a mobilidade é preocupante, visto poder ocorrer a
separação de fases. O concreto não pode se movimentar muito além do local de
lançamento.
O adensamento do concreto
O adensamento do concreto tem por
finalidade promover a sua maior compacidade admissível, promover a acomodação
dos grãos, reduzir os vazios, expulsar o ar. Este pode ser realizado por meios
diversos como o apiloamento, vibração, ou concretagem à vácuo. Isto vai
depender da consistência do concreto e da sofisticação do processo.
Os casos mais corriqueiros são
realizados por meio de vibração. Esta pode estar associada com a condição do
material, havendo a vibração desde por imersão de uma barra de ferro cilíndrica
na massa de concreto como por auxílio de vibradores de imersão. O caso da barra
de ferro cilíndrica é limitado aos casos dos concretos plásticos, que requerem
baixa energia, e os casos de vibração de imersão para os casos de concretos
menos plásticos.
A vibração tende a reduzir o
atrito interno do concreto de modo que este role sobre si mesmo. A viscosidade
do concreto é reduzida, de modo que o excesso do tempo pode implicar na
segregação do concreto, com a descida do agregado.
A frequência de vibração pode ser
baixa (1500 vib/min), média (3000 a 6000vib/min) e alta (6000 a 20000 vib/min).
Os materiais mais pesados como os agregados graúdos são mais sensíveis à baixas
frequências, enquanto que os materiais mais leves, como os agregados miúdo são
sensíveis às frequências maiores. Desta forma, a fase argamassa é mais sensível
às frequências médias e altas.
Para os casos de concretos
pré-moldados estes são vibrados com o auxílio de mesas vibratórias.
Existem casos de concretos que
são dispensados de vibração, como são os casos dos concretos autoadensáveis,
que adensam sob a ação do seu peso próprio, e os concretos autonivelantes.
A cura
A cura é compreendida de modo
geral como um conjunto de medidas com finalidades de se evitar a evaporação
prematura da água de hidratação do concreto. Os principais meios de cura
conhecidos são: a irrigação periódica da superfície; recobrimento da
superfície, com auxílio por exemplo de areia ou sacos de aniagem rompidos; uso
de produtos impermeabilizantes de cura; aplicação de papéis impermeáveis;
aplicação de sais que retém a umidade, como o cloreto de cálcio.
Bibliografia de apoio
AZEREDO, H.A O edifício até sua
cobertura. São Paulo, 1997, Edgar Blücher ltda, 182p.
PETRUCCI, E.G.R Concreto de
cimento Portland, Porto Alegre, 1978, Globo, 307p.
