O concreto projetado, ou também no caso de argamassa, se dá pela aplicação de um jato de concreto ou de argamassa sobre um substrato, na forma de spray, com auxílio de um equipamento pressurizado. Com a superposição do material aplicado, se permite a execução de uma camada de até 100 mm de espessura, em média, formando um material estrutural. O concreto é adensado sob o efeito do próprio jato da projeção. As peculiaridades e contingências deste tipo de concreto são discutidas nesta apresentação.
Paralelamente ao processo de projeção, ocorre também um efeito de reflexão, em especial das partículas maiores, de modo que, o concreto que é aplicado como camada ao substrato não corresponde exatamente ao que foi misturado; e nisto consiste de parte do controle do concreto projetado.
A sua concepção deve ser de modo
que a sua aderência e a sua ancoragem ao substrato seja eficiente desde os
primeiros instantes, de modo que, este não escoe ou se “desplaque”, e que o
material permaneça, mesmo em uma parede ou teto.
Como contexto de aplicação e de
utilização do concreto projetado, têm-se as paredes e tetos de escavações, revestimentos
de túneis, seções esbeltas com pouca taxa de armadura, reservatórios
protendidos, e taludes de rodovias, havendo algumas imposições construtivas,
tais como a baixa taxa de armadura.
Os tipos de aplicação podem se
dar por “via seca” ou por “via úmida”. Quando é efetuado por via seca, a
mistura é realizada em uma câmara do equipamento, a partir dos materiais secos,
e é conduzida através de pressurização à um mangote de aplicação, e a água é
incorporada na saída do acessório, ou bico de projeção. Já na via úmida, a
mistura é realizada de modo completo desde o misturador, seguindo para a
pressurização e aplicação.
A literatura registra o uso maior para a via seca. Como possíveis vantagens desse tipo de aplicação, têm-se a melhor
condição para os casos de agregados leves e porosos, utilização de aditivos
aceleradores de pega instantânea, lançamento à maiores distâncias e a operação
intermitente. Já a via úmida permite o melhor controle sobre a mistura, em
especial sobre a quantidade de água, e ainda, a menor produção de pó e menor
reflexão.
O concreto projetado tem custo
mais elevado do que o dos concretos convencionais, em razão dos seguintes
fatores: maior consumo de cimento para se alcançar as propriedades desejadas,
uso de equipamentos e de mão de obra mais especializada. Cabe ressaltar que o
sucesso do concreto projetado depende grandemente do operador, ou, o
“mangoteiro”, dentro da sua percepção e de sistemática de operação.
A reologia do material no estado fresco
A reologia destes materiais
assume algumas particularidades, quando se considera os seguintes contextos, ou
momentos: o de quando na aplicação, e o do pós-aplicação.
Na aplicação deve haver um regime
análogo ao dos concretos bombeados, com baixa dissipação de energia pelo atrito
interno do tubo, e quando aplicado, este deve ser capaz de absorver as pressões
decorrentes da projeção de novas camadas. Durante a aplicação, a tensão de
cisalhamento e a tensão de escoamento devem ser coerentes de modo que se
produza o fluxo e o spray. As condições devem ser também de um concreto em
regime "Pseudoplástico". Após a aplicação, este concreto deve possuir tensão de
escoamento coerente para a sua sustentação no substrato, e ainda, apresentar
viscosidade aparente coerente para poder suportar a taxa de cisalhamento
provocada pela aplicação de novas camadas, e ainda se manter coesa (ROMANO,
2011)
O contexto de trabalho do material endurecido
O concreto projetado é resistente
e durável como o concreto convencional, podendo alcançar valores da ordem de 50
kN.
Os concretos projetados têm o seu
desempenho em ambientes sujeitos à umidade, devendo então ter a absorção
limitada. Dentre os riscos ao longo prazo estão os de explosão quando no caso
de incêndios.
O material está em contato
permanente com o solo, sujeito então ao possível contato com elementos nocivos
como os sulfatos, além da exposição à umidade; ele também se constitui em um
arcabouço de sustentação do ponto de vista de estabilidade da escavação. Por se
tratar de elementos de sustentação das escavações, eles requerem o ganho de
resistência acelerado à curto prazo.
Pode-se tomar em consideração o
tipo de cimento adotado do ponto de vista da resistência ao ataque químico; a
espessura da placa e a sua resistência mecânica e, sobretudo, a dinâmica do
ganho de resistência mecânica do concreto justo nas primeiras horas após a
aplicação.
Também, este material está
sujeito à esforços devido a acomodação e interação com o meio, razão pelas
quais este material requer ductilidade.
Devido ao fenômeno de reflexão,
como apresentado no início, a composição do concreto se torna mais rica em
agregados finos, de modo que se atente para a tendência deste material à
reflexão.
Materiais constituintes do concreto projetado
Os materiais constituintes dos
concretos projetáveis são compatíveis com as suas exigências de desempenho.
Para o cimento, pode a princípio, ser utilizado mesmo o cimento comum, mas,
diante de possíveis exposições à elementos nocivos como os sulfatos,
recomenda-se que este seja dotado de boa resistência química; o agregado graúdo,
com diâmetro limitado, por razões de viabilidade técnica da aplicação; o
agregado miúdo preferencialmente o agregado natural; como aditivos, se pode
utilizar aditivos redutores de água, de modo a poder diminuir a quantidade de
água necessária para se alcançar as condições de fluidez, e os aditivos
aceleradores de pega, para acelerar o ganho de resistência mecânica.
Ainda, pode-se fazer referência
aos aditivos impermeabilizantes cristalizantes, e as fibras, com o intuito de
resguardar o material da umidade, comum em ambientes de escavações, e, para o
caso das fibras, de dotar o material de melhor ductilidade.
O aditivo acelerador de pega costuma
ser utilizado e tem por função a de acelerar o ganho de resistência mecânica e
de garantir a resistência do concreto nas primeiras idades, sendo isto uma
contingência para este tipo de concreto dentro do contexto estrutural.
Controle tecnológico do concreto projetado
Esta é uma particularidade do
concreto projetado. Este tem por finalidade orientar os estudos de dosagens, e
de acompanhar o ganho de resistência nas primeiras idades, e a sua evolução. A
seguir se apresenta os procedimentos que norteiam os estudos de dosagem.
Ensaios de consistência e de penetração para estudos de dosagem
O ensaio de consistência é
realizado com as seguintes finalidades: orientar os estudos de dosagem dos
concretos, em especial quanto à quantidade de água incorporada, e de monitorar
a variação da consistência da mistura, devido à presença do aditivo. Embora a
variação da consistência seja decorrente de um processo químico, a avaliação da
consistência é realizada através de um processo físico, pela da medida da
resistência à penetração de um pistão no interior da pasta.
O ensaio apresentado conforme
Prudêncio Jr. (2011) é realizado em placas moldadas para esse fim, e requer os
seguintes protocolos: que o procedimento seja realizado em pontos distanciados
de 10 cm; a profundidade deve atingir à 2,5 cm (monitorada por indicador
colocado na haste da agulha). A velocidade da penetração deve ser constante,
concomitantemente com que a agulha penetre no concreto em aproximadamente 1s.
Os critérios de julgamento deste
ensaio estão com base no valor médio da tensão; conforme o autor, para os casos
de concretos não aditivados, os valores de 3 a 4 MPa indicam uma boa proporção
de água na mistura. Para o caso de concretos aditivados, ganha-se importância a
tensão de penetração medida ao longo do tempo, onde, estas variações podem ser
um indicativo de início de pega. Pode-se dar, inclusive, um enrijecimento
instantâneo. Neste caso, admite-se o autor
de que a pega foi instantânea e então se deve monitorar a evolução de
resistências iniciais.
Ensaios de resistência à compressão
Quando se fala no controle
tecnológico sobre a resistência do concreto projetado, alguns aspectos devem
ser são tomados em consideração, quanto à extração de testemunhos para os
ensaios de resistência à compressão: a condição do concreto pode variar de uma
região para outra, assim como, a espessura da camada de concreto.
O controle de qualidade da
resistência mecânica do concreto projetado é realizado de modo indireto, seja, através
da extração de testemunhos de uma placa produzida, em que as características
sejam próximas das que são aplicadas na obra; utilizando-se da mesma dosagem,
dos mesmos materiais e até mesmo feita com os mesmos operadores.
Estas são respaldadas em estudos
que são tomados com base na correlação existente entre a resistência mecânica
dos concretos e os resultados físicos de ensaios realizados, com base em
penetração ou cravação de pinos em placas, produzidas como dito no parágrafo
anterior. Por exemplo, diante à penetração com uma energia pré-fixada. Estes
ensaios devem ser aplicados e repetidos para diferentes pontos.
Este é o ensaio do penetrômetro,
apresentado conforme Prudêncio Jr.(2011). O valor da penetração é dado em 15 mm, e
o valor das resistências pode ser da ordem de 0,2 a 1 MPa. O ensaio deve ser
realizado com a penetração de pelo menos 10 pontos, distanciados de pelo menos
4 cm. As penetrações devem ser feitas em aproximadamente 1s.
As avaliações da resistência são
feitas da ordem de 20 a 30 minutos. Observa o autor que, tanto os dois maiores
valores como os dois menores valores podem ser desprezados para o cálculo da
média de tensões, pois estes podem representar as possíveis influências das
presenças de bolhas ou de grãos graúdos junto à superfície.
Bibliografia
NEVILLE. A.M; BROOKS, J.J
Tecnologia do concreto. Porto Alegre, 2013, Bookman, 448p.
NEVILLE. A.M Propriedades do
concreto. Porto Alegre, 2016, Bookman, 888p.
PRUDÊNCIO JR, L.R. Concreto
projetado. In CONCRETO: CIÊNCIA E TECNOLOGIA, 2, São Paulo, 2011, IBRACON,
p.1368-1397
ROMANO, R.C.O; CARDOSO, F.A;
PILEGGI, R.G. Propriedades do concreto no estado fresco. In: CONCRETO: CIÊNCIA
E TECNOLOGIA, 1, São Paulo, 2011, IBRACON, p.453-500
