Marco Antônio de Morais Alcantara
Quando se fala sobre o concreto bombeado subentende-se pelo menos três coisas: um tipo de tecnologia para o transporte do concreto na obra; um conjunto de meios para se efetuar o transporte, e um tipo de concreto que se adequa às condições de ser submetido a esse tipo de tecnologia, conservando a sua integridade em meios às ações do processo. Aqui se propõe a discutir estas questões levantadas.
Antes, convém considerar as principais preocupações que incidem sobre o transporte e sobre o lançamento do concreto em obras. Estas dizem respeito à preservação da qualidade do concreto fresco. Dentre as cautelas, têm-se o tempo decorrido durante o transporte, as condições ambientais, as ações dinâmicas relativas aos meios de transporte, e a acessibilidade do caminhão misturador ao canteiro. Estas contingências podem contribuir negativamente para a criação de juntas de concretagem, pelas interrupções dos serviços, sedimentação por segregação dos agregados graúdos, ressecamento do concreto por evaporação, e a perda da homogeneidade do concreto.
A tecnologia do concreto bombeado
não é recente. Acerca dela Gérard Baud já afirma que este tipo de concreto é o
que oferece menores riscos, conforme as disfunções ora apresentadas. Bauer
(1992) por sua vez o apresenta como o tipo de solução que envolve flexibilidade
e rapidez de execução. O autor inclusive o aponta, dentro de seu tempo, como
sendo o “concreto do futuro”, em termos de tecnologia, para obras de construção
de edifícios; este fato tem se confirmado nos dias atuais.
Uma das características do
concreto bombeado é que ele pode ser produzido em um determinado local e dali mesmo
ser conduzido diretamente ao local do lançamento. O ponto de partida da
trajetória pode ser o caminhão misturador, instalado ao lado da obra,
resolvendo, assim, a questão do espaço na obra.
O conjunto que envolve o sistema
de bombeamento é composto basicamente de misturador, bomba, tubos metálicos,
conexões, tubos flexíveis. Estes equipamentos e acessórios permitem conduzir o
concreto ao local desejado, mediante ajustes. Os tubos metálicos, flexíveis e
acessórios se completam para compor o sistema.
Um tipo de bomba utilizada é a que é ilustrada na Figura 1. O concreto alimenta a bomba por gravidade e por sucção, devido ao movimento do pistão enquanto se abrem e fecham de modo sistemático fazendo com que o concreto se mova, dentro de uma sequência de pulsos. Dentro deste processo a tubulação permanece sempre cheia.
A capacidade de bombeamento,
conforme as distâncias e as direções dependem do sistema utilizado, para o caso
de bombas de pistão ela pode ser dada conforme Neville (2015), como exemplo, em
450 metros na direção horizontal e 40 metros na direção vertical. Deve-se tomar
em consideração as perdas que ocorrem quando em casos de mudanças de direção,
passagem por conexões.
O diâmetro médio dos tubos
costuma ser da ordem de 80mm a 200mm, e a capacidade de bombeamento da ordem de
30 m3/hora, ou até 60m3/hora, dentro das melhores
condições. Esta capacidade pode variar tanto em função das condições do sistema
como da condição particular do concreto; e ainda, pode ocorrer com gasto maior
ou menor de energia, condição imperativa de ser considerada na gestão de obras.
Restam algumas considerações sobre
o tipo de concreto que é bombeável. O diâmetro máximo deste concreto deve ser
da ordem de 1/3 do diâmetro da tubulação.
No início e em fim do processo de
bombeamento se passa pelas seguintes etapas: lubrificação do tubo com argamassa
(que não será utilizada como material), e no final, é realizada a limpeza do
tubo, de modo a não permanecer resíduos e criar incrustações, que poderão
causar obstruções. Em casos de entupimentos, a desobstrução é realizada com o
auxílio de uma esfera de borracha.
Do ponto de vista da viabilidade
do processo, ficam impostos a redução do atrito interno entre o concreto e a
superfície da tubulação, e o não impedimento decorrentes de obstruções.
Giammusso (1987) considera que o concreto é bombeável quando os seus componentes
não se separam durante a aplicação do processo, estando em compatibilidade com
a capacidade dos equipamentos.
A viabilidade pode ser
compreendida tanto em termos físicos como econômicos.
De acordo com Giammusso (1987), para
um tipo determinado de concreto, a pressão na bomba varia conforme o
comprimento da linha, e o rendimento depende da potência da bomba e da pressão
aplicada. Isto vai de encontro com as características do concreto a ser
bombeado.
De acordo com Neville (2016), a
mistura não pode ser muito áspera e nem muito viscosa, o concreto deve ser de
consistência plástica.
Os concretos bombeáveis têm sido
compreendidos como concretos de consistência plástica, segundo a literatura
clássica, com valores de abatimento situados entre 60 a 160 mm (BAUER, 1992). Outros
autores apresentam limites bastante próximos a estes. As condições de consistência do concreto
poderão interferir negativamente no processo caso elas estejam fora destes
limites.
Sobre os aspectos de reologia
destes concretos, têm-se já sabido que este está sujeito a tensões de
cisalhamento, entre as paredes do duto e o concreto; e ainda, para este
material, se deve considerar a tensão de escoamento, que é a qual deve ser
superada para que o concreto possa escoar. O valor da tensão de escoamento deve
ser menor do que o da tensão de cisalhamento. O comportamento reológico do
concreto deve ser preferencialmente pseuduplástico para que este posa ter a sua
viscosidade diminuída ao longo do processo, com o aumento da taxa de
cisalhamento. Com isto se promove a diminuição da energia dissipada durante o
processo.
Neville (2016) apresenta a viabilidade do bombeamento em função das condições de consistência, dadas pelo teor de cimentos em volume e o valor do teor dos vazios, dados em porcentagem. O acréscimo em um dos casos além de certo limite, implicam no possível aumento da energia decorrente do processo, ou na inviabilidade deste. Isto pode ser visualizado através da Figura 2.
Bauer (1992), considerando o atrito interno entre o concreto e as paredes do tubo, considera que: inicialmente, quando a quantidade de água é pequena, o atrito é grande; contudo, este atrito pode ser diminuído pelo acréscimo de quantidades crescentes de água, podendo, então, até ocorrer uma diminuição brusca deste atrito, o qual pode ser nulo. Neste caso, considera o autor, os grãos estão envolvidos por água, tais como ”sólidos suspensos em água”. No caso de a quantidade de água ser aumentada, o atrito poderá voltar a crescer, por causa do excesso de água que escapa do elemento sólido, sob pressão, deixando o concreto menos molhado. Ao teor de umidade pelo qual o atrito interno é drasticamente reduzindo Bauer (1992) o nomeia de “teor crítico de água”.
Segundo Neville (2016), o
escoamento do concreto se dá conforme o tipo “pistonado” (pelo qual as
partículas não se misturam entre si), sendo conduzidas no sentido longitudinal.
De acordo com o autor, a relação água/cimento não pode ser muito baixa, para
que se evitem a pressão das partículas maiores com as paredes do tubo. Dentro
de um valor crítico no conteúdo de água com relação ao cimento, o atrito
ocorrerá somente entre a mistura e as paredes do tudo, da ordem de até 1,25mm.
A magnitude do atrito depende da
consistência da mistura. À nível interno da mistura, considera Neville (2016),
que a água é o único componente da mistura que se mantém invariável durante o
processo, e esta exerce um papel relevante. A água pode escapar de entre os
vazios e sair da mistura, atuando de modo independente e não transmitindo
pressão aos sólidos. Isto ocorre quando o índice de vazios da mistura é muito
elevado. A mistura deve então ser compacta, conforme Neville (2016), como se
fosse um “filtro entupido”; para isso a mistura deve ser rica em finos,
considerando, entretanto, que o aumento de finos implica no aumento da
superfície específica e dessa forma o atrito com o tubo também poderá aumentar.
Com o aumento de finos além do
teor ótimo, o atrito pode ser grande, e a pressão requerida irá aumentar.
Com relação á granulometria do
agregado, algumas considerações podem ser feitas.
De acordo com Neville (2016), existe
uma relação entre o teor do agregado graúdo e o módulo de finura da areia;
quanto menor for o módulo de finura da areia, maior será o conteúdo de agregado
graúdo. Uma outra observação é que os agregados devem ser de preferência
arredondados, ou de origem natural, e que apresentem preferencialmente a
granulometria contínua. No caso de materiais britados estes também são aceitos,
porém, deve-se atentar para a presença das diversas faixas granulométricas.
Giammusso (1987) cita a seguinte
particularidade: quanto maior for o diâmetro máximo do agregado, menor será a
superfície específica para este agregado, e, diante disso, haverá o menor
consumo de cimento, e menor será a energia requerida ao processo de bombeamento.
Deve se lembrar que o diâmetro máximo é limitado por condições de
funcionalidades relativas ao diâmetro da tubulação.
Ainda, segundo Giammusso (1987),
pode ser levado em consideração o teor de ultrafinos, agregados com diâmetro
máximo inferior à 0,25 mm, para compor os materiais finos. Ao maior conteúdo de
ultrafinos (sujeito a limitações), menor é o consumo ótimo de cimento requerido
para a eficácia do processo. Deve-se considerar o citado teor ótimo de cimento
como aquele que: a partir do seu aumento, ou de sua diminuição, o valor da
energia tende a aumentar consideravelmente (ou pelo aumento da consistência ou
pelo aumento dos vazios internos).
Em suma, a melhor composição para
o concreto bombeável é aquela cuja granulometria seja contínua, de modo que os
vazios deixados pelos grãos maiores sejam preenchidos pelos grãos menores.
A seguir, finalizando, apresenta-se,
conforme Bauer (1992), o que se considera como parâmetros de dosagem e
características para os concretos bombeáveis, juntamente com as suas
recomendações:
-Natureza dos agregados, sendo os
naturais os mais eficientes.
-Forma e textura,
preferencialmente os arredondados e lisos.
-Dosagem adequada do cimento, com
pelo menos 300 kg/m3, com a utilização de ultrafinos da ordem de 3%
com relação à massa do cimento.
-Teor de água não acima da
crítica.
-Trabalhabilidade situada entre 6
a 16 cm no ensaio de abatimento.
Bibliografia:
BAUD, G. Manual de construções, vol3, São Paulo, HEMUS
BAUER, L.A. Materiais de
construção civil 1, São Paulo, 1992, Livros Técnicos e Científicos Editora,
435p.
GIAMMUSSO, S.E. Concreto Bombeado,
São Paulo, 1987, Associação Brasileira de Cimento Portland, Estudo técnico, 63,
32p.
NEVILLE, A.M. Propriedades do
concreto, Porto Alegre, 2016, Bookman, 888p.
